Действие морфорегуляторов на рост, развитие и урожайность ярового ячменя в различных погодных условиях

УДК 633.162:58.04

Действие морфорегуляторов на рост, развитие и урожайность ярового ячменя в различных погодных условиях

Бугаев П. Д.

Карпович Д. А.

ФГОУ ВО «РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева», кафедра растениеводства и луговых экосистем

127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 54

Е-mail: lazarevnick2012@gmail.com

Исследования проводили в 2019 и 2020 годах на Полевой опытной станции РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева. Целью исследований было изучение влияния регуляторов роста ретардантного типа различного химического состава, а также биоудобрений на продукционный процесс и урожайность ярового ячменя в условиях Центрального Нечерноземья. Результаты проведённых исследований показали, что яровой ячмень в разных метеорологических условиях вегетационного периода по-разному реагировал на совместную обработку биоудобрениями и регуляторами роста. В условиях недостатка влаги обработка растений регуляторами роста не оказывала влияния на высоту растений и снижала урожайность культуры по сравнению с необработанными растениями. Применение ретарданта «ХЭФК, ВР» на посевах ячменя вызывало максимальное снижение урожайности (от 0,82 до 1,52 т/га) независимо от вида применяемого биоудобрения. Существенное влияние на величину урожая в засушливых условиях оказывал препарат «Харди, Р». Причём использование его в чистом виде снижало урожайность ячменя на 0,9 т/га, тогда как при совместном применении препарата «Харди, Р» с биоудобрениями урожайность ячменя практически не изменялась. При благоприятных погодных условиях применение изучаемых морфорегуляторов совместно с биоудобрениями позволило получить существенную прибавку урожая. Использование на посевах ячменя ретарданта «РЭГГИ, ВРК» с удобрением «Биогор» позволило дополнительно получить 1,37 т/га. Обработка растений органоминеральным удобрением «Экофус» совместно с ретардантами «Харди, Р» и «РЭГГИ, ВК» повысила урожайность на 1,19 и 0,89 т/га соответственно. Повышение урожая ячменя при совместном применении ретардантов и биоудобрений в благоприятных погодных условиях обусловлено увеличением продуктивной кустистости растений и продолжительности работы листового аппарата.

Ключевые слова: ретардант, урожайность, «РЭГГИ, ВРК», «ХЭФК, ВР», «Харди, Р», обработка растений, биоудобрение, «Экофус», «Биоплодорин», «Биогор».

Одной из важных проблем в получении высоких урожаев зерновых культур является полегание. В России полегают 30–60% зерновых от общей площади посевов. При этом потери зерна на полёгших посевах достигают 20–50%. При полегании происходит нарушение процессов опыления и оплодотворения, налива зерна, а также ухудшение посевных качеств семян и др. На полёгших посевах дольше сохраняется влага, что способствует более интенсивному развитию патогенных микроорганизмов и прорастанию зерна на корню (Привалов, 2012).

Из группы зерновых культур ячмень более всех склонен к полеганию, особенно при высокой урожайности. Отличием этой культуры является то, что первые два нижних междоузлия имеют относительно небольшую толщину, а совокупная их длина в среднем составляет 25% от общей высоты растения. Излом соломины ячменя происходит чаще всего в этом месте, что делает процесс механизированной уборки практически невозможным (Гатаулина и др., 2017; Привалов, 2012). Для повышения устойчивости растений ячменя к полеганию используют различные агротехнические приёмы, в том числе и обработку химическими средствами защиты растений.

Внесение регуляторов роста ретардантного типа не только уменьшает риск полегания за счёт сокращения высоты растений, но и меняет морфологию растений и архитектонику посева в целом. Это в дальнейшем позволяет оптимизировать продукционный процесс посевов, улучшить минеральное питание, световой и воздушный режимы, а следовательно, повысить эффективность процесса фотосинтеза, что является залогом формирования высокого урожая (Немченко, 1922; Шаповал и др., 2010).

Однако в работах некоторых исследователей отмечается и отрицательное влияние регуляторов роста ретардантного типа на урожайность ячменя, особенно при недостатке влаги. Ретарданты на посевах зерновых культур применяют в максимально ранние фазы развития, когда происходит закладка генеративных органов, что приводит к возникновению негативных последствий от их применения, особенно при неблагоприятных погодных условиях. В связи с этим возникает необходимость поиска новых путей, в том числе и новых регуляторов роста ретардантного типа, позволяющих предотвратить полегание и в меньшей степени оказывающих негативное влияние на растения и в целом на урожайность зерновых культур (Немченко, 1992; Захаров, 2021).

В современных условиях большое внимание уделяется применению биологических препаратов, биологических удобрений и биопестицидов, благоприятно влияющих на развитие почвенной биоты и фитоценозы и способствующих повышению урожая аграрных культур.

Целью наших исследований было изучение влияния регуляторов роста ретардантного типа различного химического состава, а также биоудобрений на продукционный процесс и урожайность ярового ячменя в условиях Центрального Нечерноземья.

Методика исследований. Исследования проводили в 2019–2020 годах на Полевой опытной станции РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева. Содержание гумуса в пахотном слое — от 2,1 до 2,5%, подвижного фосфора и калия — 163–173 и 80–120 мг/кг соответственно. Потребность почв в известковании слабая, рН_вод колеблется в пределах от 5,8 до 6,2. Опыт был заложен методом организованных повторений, в четырёхкратной повторности. Учётная площадь делянки — 10 м². Объект исследований — двухрядный ячмень пивоваренного направления Михайловский.

Агротехника в опыте общепринятая для данной зоны. Предшественник — зернобобовые культуры, норма высева ячменя — 5,5 млн всхожих семян на 1 га. Удобрения рассчитывали балансовым методом на планируемый урожай 5 т/га. Фосфорные, калийные и часть азотных удобрений вносили под предпосевную культивацию. Дополнительно, в фазе полных всходов культуры, были внесены азотные удобрения в дозе 70 кг/га д.в. Перед посевом семена обрабатывали фунгицидным протравителем «Ламадор Про, КС», норма расхода рабочей жидкости — 10 л/т.

Обработку растений ретардантами проводили в фазе начала выхода в трубку (стадия ДК 30-31). Биоудобрения применяли дважды: в фазе 3-го листа (ДК 16-18) и в конце фазы выхода в трубку (ДК 38-39). Уборку проводили в фазе полной спелости, комбайном «Сампо» SR-130. Урожай учитывали сплошным методом, поделяночно и пересчитывали на 100% чистоту и 14% влажность. Статистическая обработка данных проводилась методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

Схема опыта включала следующие варианты.

Фактор А — подкормка биоудобрениями:

1. контроль (без подкормки);
2. «Экофус» (2 л/га);
3. «Биоплодорин» (8 кг/га);
4. «Биогор» (2 л/га).

Фактор Б — регуляторы роста:

1. контроль (без обработки);
2. «Харди, Р» (0,3 л/га);
3. «Рэгги, ВРК» (1л/га);
4. «ХЭФК, ВР» (1 л/га).

Результаты исследований. Метеорологические условия в годы проведения исследований существенно отличались между собой по температуре, а также по количеству осадков и характеру их распределения. Так, в 2019 году в период вегетации температура воздуха существенно превышала среднемноголетние значения, при этом выпадение осадков носило крайне неравномерный характер: в первой декаде мая количество осадков было в 2 раза больше среднемноголетних значений, тогда как в последующие декады мая и июня осадки были незначительными. Лишь во второй декаде июля отмечалось резкое похолодание на фоне выпадения большого количества осадков.

Метеорологические условия вегетационного периода 2020 года, напротив, отличались интенсивным выпадением осадков и умеренной температурой воздуха в течение всего периода вегетации ячменя, что привело к обильному кущению, мощному развитию растений и снижению их устойчивости к полеганию.

Результаты проведённых исследований показали, что продуктивная кустистость в значительной степени зависела от погодных условий вегетационного периода, регулятора роста и биоудобрений. Существенные изменения продуктивной кустистости при применении регуляторов роста происходили в засушливых условиях 2019 года.

1. Продуктивная кустистость ярового ячменя Михайловский (2019–2020 гг.)

Уменьшение продуктивной кустистости при применении регуляторов роста по сравнению с контролем в условиях этого года составляло 0,2–0,3 ед. (табл. 1), тогда как при достаточном увлажнении в условиях 2020 года продуктивная кустистость изменялась незначительно (табл. 1). Существенное влияние на продуктивную кустистость ячменя при недостатке влаги оказало применение препаратов «ХЭФК, ВР» и «Рэгги, ВРК» как в чистом виде, так и в сочетании с биоудобрениями. Продуктивная кустистость при применении этих препаратов достоверно снижалась на 0,2–0,3 ед. по сравнению с контролем. Следует отметить, что обработка растений препаратом «Харди, Р» в условиях 2019 года не приводила к уменьшению продуктивной кустистости ячменя по сравнению с контролем, а в условиях 2020 года при достаточном увлажнении, наоборот, повышала её на 0,1–0,3 ед. по сравнению с другими ретардантами.

Многие исследователи отмечают положительную роль регуляторов роста ретардантного типа в повышении урожайности зерновых культур. Вместе с тем в работах некоторых исследователей имеются данные о снижении урожайности сельскохозяйственных культур на фоне усиления стресса в результате применения ретардантов при неблагоприятных погодных условиях (Шаповал и др., 2010).

В наших исследованиях урожайность ярового ячменя в значительной степени зависела от погодных условий вегетационного периода, регулятора роста и биоудобрений. Так, в условиях недостаточного увлажнения в 2019 году применение ретардантов приводило к снижению урожайности ярового ячменя по сравнению с контролем на 0,26–1,52 т/га. При благоприятных погодных условиях в 2020 году снижение урожая ячменя было менее заметным и составило 0,03–0,19 т/га. В среднем за 2 года урожайность ячменя Михайловский при применении регуляторов роста снижалась на 0,20–0,79 т/га, что говорит о негативном влиянии регуляторов роста ретардантного типа на развитие растений ячменя. Существенное влияние на величину урожая ячменя оказала обработка растений ретардантом «ХЭФК, ВР» в дозе 1 л/га. Урожайность ячменя в среднем за 2 года при применении «ХЭФК, ВР» была ниже на 0,79 т/га по сравнению с контролем (табл. 2).

1. Урожайность ярового ячменя Михайловский (2019–2020 гг.)

Применение ретарданта «Рэгги, ВРК» в 2019 году в чистом виде не оказало существенного влияния на величину урожая ячменя по сравнению с другими препаратами — уменьшение урожая в этом варианте составило 0,26 т/га. Однако на фоне биоудобрений в условиях недостатка влаги отрицательная роль препарата «Рэгги, ВРК» заметно усилилась: урожайность ячменя в зависимости от вида удобрений снижалась на 0,57–0,89 т/га, и наибольшее снижение урожайности ячменя отмечено на фоне биоудобрения «Биоплодорин», где урожайность составила 3,33 т/га. В условиях достаточного увлажнения в 2020 году применение препарата «Рэгги, ВРК» оказало положительное влияние на урожайность ячменя. Прибавка урожая в зависимости от вида удобрения составила 0,18–1,37 т/га, причём наибольший урожай ячменя получен при обработке растений препаратом «Рэгги, ВРК» (1 л/га) на фоне биоудобрения «Биогор» (2 л/га) — 5,33 т/га.

Действие препарата «Харди, Р» в зависимости от погодных условий и видов биоудобрений было неоднозначным. Если в условиях недостатка влаги в 2019 году урожайность ячменя при обработке растений препаратом «Харди, Р» как в чистом виде, так и при совместном применении с «Экофусом» и «Биоплодорином» снижалась на 0,31–0,90 т/га, то при достаточном увлажнении в 2020 году снижение урожая отмечено только при обработке растений препаратом «Харди, Р» (300 мл/га) в чистом виде на 0,19 т/га, а на фоне биоудобрений получена прибавка урожая 0,55–0,72 т/га. В среднем за 2 года наибольшая прибавка урожая ячменя Михайловский получена при совместном применении препаратов «Харди, Р» (300 мл/га) и «Экофус» (2 л/га) — 0,44 т/га.

Обработка растений ретардантом «ХЭФК, ВР» (1 л/га) оказалась менее эффективной. В среднем за 2 года в зависимости от вида удобрений урожайность ячменя снижалась на 0,44–0,85 т/га, однако при применении препарата «ХЭФК, ВР» на фоне биоудобрения «Биогор» (2 л/га) существенных различий в урожае ячменя не отмечено: прибавка урожая в среднем за 2 года составила 0,06 т/га. В условиях недостатка влаги в 2019 году в зависимости от вида удобрений урожайность ячменя снижалась на 0,82–1,52 т/га. При достаточном увлажнении в 2020 году применение «ХЭФК, ВР» без биоудобрений и на фоне «Биоплодорина» привело к снижению урожая ячменя на 0,03–0,17 т/га, тогда как на фоне «Экофуса» и «Биогора» прибавка урожая составила 0,37–0,93 т/га.

Применение биоудобрений в сочетании с ретардантами уменьшало негативное влияние ретардантов, повышая при этом урожайность ячменя. В среднем за 2 года применение в качестве подкормки биоудобрения «Биоплодорин» (8 кг/га) обеспечило повышение урожайности ячменя на 0,16 т/га, органоминерального удобрения «Экофус» — на 0,42 т/га и биоудобрения «Биогор» — на 0,64 т/га (табл. 2).

Заключение. Результатами исследований установлено, что применение регуляторов роста ретардантного типа в засушливых условиях вегетационного периода как без удобрений, так и при внесении удобрений усиливало стресс растений и снижало урожайность ячменя на 0,26–1,52 т/га. В условиях достаточного увлажнения применение регуляторов роста ретардантного типа являлось выгодным агротехническим приёмом, особенно на удобренном фоне: прибавка урожая от применения ретардантов составляла 0,18–1,37 т/га.

В среднем за 2 года наиболее эффективным на удобренном фоне оказалось применение препарата «Харди»: прибавка урожая составила 0,10–0,44 т/га. Применение препарата «ХЭФК, ВР» (1,0 л/га) оказалось неэффективным: урожайность ячменя в среднем за 2 года снижалась на 0,44–0,85 т/га.

В условиях достаточного увлажнения применение ретардантов на основе хлормекватхлорида совместно с удобрениями повышало урожай на 0,18–1,37 т/га. Максимальная урожайность получена в варианте «Рэгги» + «Биогор» — 5,33 т/га.

Обработка растений ретардантом на основе эпибрассинолида совместно с органоминеральным удобрением «Экофус» повышала урожайность на 0,12 т/га, а ретардант на основе этефона при совместном применении с биоудобрениями «Экофус» и «Биогор» обеспечивал прибавку урожая ярового ячменя от 0,38 до 0,90 т/га.

Наибольшая урожайность ячменя формировалась на фоне биоудобрения «Биогор» (2 л/га): прибавка урожая в зависимости от ретарданта достигала 0,06–0,45 т/га.

Литература

1. Гатаулина Г. Г. Растениеводство: учебник / Г. Г. Гатаулина, П. Д. Бугаев, В. Е. Долгодворов; под ред. Г. Г. Гатаулиной. — М.: ИНФРА-М, 2017. — 608 с.
2. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — Изд. 6-е, перепеч. с 5-го изд. 1985 г. — Москва: Альянс, 2011. — 350 с.
3. Захаров А. И. Полегание зерновых культур [Электронный ресурс] / А. И. Захаров. — URL: http://www.ulniish.ru/index.php/o-nas/novosti-i-sobytiya/78-poleganie-zernovykh (дата обращения 09.09.2021).
4. Немченко В. В. Применение регуляторов роста для повышения устойчивости растений к неблагоприятным условиям произрастания в Зауралье: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. — Новосибирск, 1992. — 50 с.
5. Привалов Ф. И. Ретарданты в посевах ярового ячменя / Ф. И. Привалов // Защита и карантин растений. — 2012. — № 12. — С.24–26.
6. Шаповал О. А. Антистрессовые свойства регуляторов роста растений / О. А. Шаповал, В. В. Вакуленко, И. П. Можарова // Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур: материалы докладов VI совещания-семинара «Анапа-2010». — М: ВНИИА, 2010. — С.135–143.

The impact of growth regulators on spring barley growth and productivity under various weather conditions

Bugaev P. D.

Karpovich D. A.

Russian Timiryazev State Agrarian University, department of Crop Production and Grassland Ecosystems

127550, Russia, Moscow, Timiryazevskaya str., 54

Е-mail: lazarevnick2012@gmail.com

The investigation took place at the Field Research Station of the Russian Timiryazev State Agrarian University in 2019–2020. The aim was to test the effect of growth retardants and bio fertilizers on spring barley performance in the Central Non-Chernozem region. The effectiveness of bio fertilizers and retardants was greatly affected by weather conditions. Under water deficit growth regulators showed no effect on plant height but decreased crop productivity. The retardant “KHEFK, VR” provided the lowest yield (from 0.82 to 1.52 t ha^-1) regardless of fertilizer type. The preparation “Khardi, R” significantly affected barley yield under drought. Its application led to the yield decrease by 0.9 t ha^-1, while in combination with biofertilizers it had practically no effect on barley productivity. Combination of retardants and bio fertilizers significantly improved barley yield under favorable conditions. The retardant “REGGI, VRK” combined with the fertilizer “Biogor” provided the yield increase of 1.37 t ha^-1. Application of the fertilizer “Ekofus” together with the retardants “Khardi, R” and “REGGI, VRK” improved barley productivity by 1.19 and 0.89 t ha^-1, respectively. Combined application of retardants and fertilizers resulted in more active tillering and longer photosynthetic activity of leaves leading to higher plant productivity under favorable conditions.

Keywords: retardant, productivity, “REGGI, VRK”, “KHEFK, VR”, “Khardi, R”, plant treatment, bio fertilizer, “Ekofus”, “Bioplodorin”, “Biogor”.

References

1. Gataulina G. G. Rastenievodstvo: uchebnik / G. G. Gataulina, P. D. Bugaev, V. E. Dolgodvorov; pod red. G. G. Gataulinoy. — Moscow: INFRA-M, 2017. — 608 p.

2. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta / B. A. Dospekhov. — Izd. 6-e, perepech. s 5-go izd. 1985 g. — Moscow: Alyans, 2011. — 350 p.

3. Zakharov A. I. Poleganie zernovykh kultur [Elektronnyy resurs] / A. I. Zakharov. — URL: http://www.ulniish.ru/index.php/o-nas/novosti-i-sobytiya/78-poleganie-zernovykh (data obrashcheniya 09.09.2021).

4. Nemchenko V. V. Primenenie regulyatorov rosta dlya povysheniya ustoychivosti rasteniy k neblagopriyatnym usloviyam proizrastaniya v Zaurale: avtoref. dis. … d-ra s.-kh. nauk. — Novosibirsk, 1992. — 50 p.

5. Privalov F. I. Retardanty v posevakh yarovogo yachmenya / F. I. Privalov // Zashchita i karantin rasteniy. — 2012. — No. 12. — P.24–26.

6. Shapoval O. A. Antistressovye svoystva regulyatorov rosta rasteniy / O. A. Shapoval, V. V. Vakulenko, I. P. Mozharova // Perspektivy ispolzovaniya novykh form udobreniy, sredstv zashchity i regulyatorov rosta rasteniy v agrotekhnologiyakh selskokhozyaystvennykh kultur: materialy dokladov VI soveshchaniya-seminara “Anapa-2010”. — Moscow: VNIIA, 2010. — P.135–143.