ВОЗДЕЙСТВИЕ ОЗОНОВОЗДУШНОГО ПОТОКА НА ПОСЕВНЫЕ И ФИТОСАНИТАРНЫЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

DOI:10.24411/2225-2584-2020-10143 УДК 631:171

ВОЗДЕЙСТВИЕ ОЗОНОВОЗДУШНОГО ПОТОКА НА ПОСЕВНЫЕ И ФИТОСАНИТАРНЫЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

Т.М. МОРОЗОВА, научный сотрудник,

Костромской научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха»

ул. Куколевского, д. 18, с. Минское, Костромской р-н, Костромская обл., 156543, Российская Федерация

Резюме. Представлены результаты исследования по изучению предпосевной обработки озоновоздушным потоком семян яровой пшеницы сорта Дарья. Целью исследований было определить оптимальные параметры предпосевного озонирования семян яровой пшеницы, влияющие на посевные и фитосанитарные качества зерна. Исследования проводились в условиях Костромской области на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в период с 2014 по 2018 гг. Для предпосевной обработки семян использовали специализированный прибор - озонатор ГОБОС-01, разработанный и изготовленный в Костромском научно-исследовательском институте сельского хозяйства. Озонатор поддерживает заданную концентрацию озона и время обработки семян. Концентрацию озона в воздухе определяли с помощью газоанализатора «Сигнал-4Э». В лабораторных и полевых опытах Костромского НИИСХ изучено влияние концентрации озона 1,5 мг/м3 (вариант -Озон-1) и 2,8 мг/м3 (вариант - Озон-2) на семена при времени экспозиции 20 минут. Предпосевное озонирование семян повысило энергию прорастания на 3-7% и всхожесть на 2-6%, увеличило урожайность зерна на 0,01-0,57 т/га или 0,6-22,7 %. Самая высокая урожайность получена в варианте Озон-1 -3,08 т/га, что на 0,57 т/га или на 22,7 % выше, чем без озонирования семенного материала. Обработка семян озоном снизила общий процент зараженности зерна пшеницы фитопатогенами в 1,5-2,0 раза. Из изученных режимов предпосевного озонирования наиболее эффективным является обработка семян концентрацией озона 1,5 мг/м3 при экспозиции 20 минут. Процесс предпосевного озонирования является эффективным приемом в повышении продуктивности и улучшении фитосанитарной устойчивости яровой пшеницы.

Ключевые слова: предпосевное озонирование семян, озоновоздушная смесь, яровая пшеница, концентрация озона, урожайность, качество зерна.

Для цитирования: Морозова Т.М. Воздействие озоновоздушного потока на посевные и фитосанитарные качества зерна яровой пшеницы // Владимирский земледелец. 2020. №4. С. 37-40. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10143.

Главной целью и задачей земледелия всегда было увеличение количества сельскохозяйственной продукции, которое зависело от семенного материала. Семена - это основа для воспроизводства будущего урожая [1]. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур имеет прямую связь с качеством семенного материала, поэтому подготовке семян должно уделяться особое внимание. Наряду с широко применяющимся протравливанием фунгицидами, использование нетрадиционных приёмов предпосевной обработки семян находит все

Владишрскш ЗемлеШеЩ)

более широкое применение в растениеводстве. Одним из них является озонирование семян - обработка смесью озона с воздухом (озоновоздушным потоком) в специальных приборах - озонаторах, которые могут поддерживать заданную концентрацию озона и время обработки (воздействия). Озонирование семян перед посевом может приводить к увеличению энергии прорастания и лабораторной всхожести, повышению урожайности полевых культур на 3-30% при отсутствии затрат на удобрения, средства защиты растений и стимуляторы роста, являясь при этом экологически безопасным приёмом.

Предпосевное озонирование - это доступный, технологичный и безопасный способ борьбы с возбудителями болезней растений, который улучшает посевные качества зерна и семян, ускоряет прорастание и не наносит вреда окружающей среде. Озон не накапливается в грунте и в продукции растениеводства, не требует хранения и транспортировки, способен эффективно подавлять различные виды бактерий, вирусов, клетки плесневых грибов - возбудителей болезней в продукции сельского хозяйства [2-5].

Цель исследований - определить оптимальные параметры предпосевного озонирования семян яровой пшеницы, влияющие на посевные и фитосанитарные качества зерна.

Условия, материалы и методы. Предпосевная обработка озоновоздушным потоком яровой пшеницы в лабораторных и полевых условиях осуществлялась с использованием высокочастотного генератора озона барьерного типа ГОБОС-01, разработанного сотрудниками Костромского НИИСХ. Озоновоздушный поток, пропускается через слой обрабатываемых семян, загруженных в бункер на перфорированную перегородку. Объём загрузочного бункера - 20 дм3. Скорость озоновоздушного потока в загрузочном бункере генератора озона составляла 0,08-0,1 м/сек [6-8].

Яровую пшеницу сорта Дарья озоновоздушным потоком обрабатывали за 7 дней до посева. Изучали две концентрации озоновоздушной смеси - 1,5 мг/м3 (вариант - Озон-1) и 2,8 мг/м3 (вариант - Озон-2) при экспозиции 20 минут. Исследования проводились в период с 2014 по 2018 гг. в условиях Костромской области. Схема полевого опыта: 1) контроль - без озонирования; 2) Озон-1 - 1,5 мг/м3; 3) Озон-2 - 2,8 мг/м3.

Полевой опыт закладывали на типичных для региона дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах со слабокислой реакцией почвенного раствора, средним содержанием фосфора и низким

№ 4 (94) 2020

содержанием калия. Насыщенность основаниями повышенная. В опыте использовалась агротехника общепринятая для Костромской области. Площадь делянки составила 18 м2 (2м х 9м), учетная площадь - 16 м2. Норма высева яровой пшеницы - 5,0 млн. всхожих зерен на 1 гектар. Опыт заложен в 3-х кратной повторности.

Фенологические фазы, урожайность и элементы её структуры определяли по методике Майсуряна Н.А [9]. Математическая обработка результатов опытов проводилась согласно методике Б.А. Доспехова [10].

Результаты и обсуждение. Обработка семян яровой пшеницы озоновоздушным потоком при дозе обработки 1,5 мг/м3 и времени экспозиции 20 мин обеспечивала суммарное повышение энергии прорастания на 4,4-7,1% и всхожести на 3,2-6,3% по сравнению с контрольным вариантом с учетом расчетной точности опыта (табл. 1). При концентрации озона 2,8 мг/м3 повышение энергии прорастания отмечено на 3,2-6,2%, всхожести семян на 2,0-5,5% в относительных единицах.

Нами были определены биометрические показатели предпосевной озоновоздушной обработки семян яровой пшеницы сорта Дарья. Для этого семена яровой пшеницы, обработанные озоном, помещались в чашки Петри по 100 штук для проращивания. Результаты сравнивались на 2-й день проращивания с контрольным вариантом (без озонирования). Наибольшие положительные значения объемной массы (хорошо развитые зародышевые корешки и первичные ростки, занимающие не менее половины длины колеоптиля) проросших семян наблюдались при дозе обработки 1,5 мг/м3. Суммарные приросты биомассы проросших семян в указанном режиме составляли 7% -18%.

На рисунке показана произвольная выборка

1. Динамика энергии прорастания и всхожести семян яровой пшеницы сорта Дарья, %

Вариант, повторность Показатели качества

энергия прорастания лабораторная всхожесть

% ± к контролю, % % ± к контролю, %

Контроль, без озонирования I 89,7 - 91,3 -

II 87,1 - 95,0 -

III 88,5 - 93,5 -

Озон 1,5 мг/м3 I 96,0 7,1 97,0 6,2

II 91,0 4,4 98,0 3,2

III 94,5 6,8 98,1 5,0

Озон 2,8 мг/м3 I 95,3 6,3 96,3 5,5

II 89,9 3,2 96,9 2,0

III 92,9 5,0 97,1 3,9

контроль

г 1I В-

Рис. Семена яровой пшеницы сорта Дарья на 3 день проращивания

отдельных семян яровой пшеницы сорта Дарья на 3-й день проращивания.

Наилучшие результаты также показал вариант с параметрами обработки 1,5 мг/м3 (Озон -1). Усредненные значения прироста длины корешков по сравнению с контролем составили 8-32%, усредненные значения прироста ростков - от 12 до 27%.

Перед посевом была проведена фитоэкспертиза семян яровой пшеницы сорта Дарья до и после обработки озоновоздушной смесью (табл. 2).

Фитоэкспертиза семян, обработанных

озоновоздушным потоком, показала подавление болезни гельминтоспориоз в двух вариантах опыта и наличие остаточной заражённости альтернариозом - 1 % в варианте Озон-2. Наличие сапрофитов до и после обработки семян озоновоздушной смесью не представляло большой опасности для семян яровой пшеницы, согласно приведённому выше анализу болезней растений. Сапрофитные бактериальные сообщества играют большую роль в поддержании гомеостаза агрофитоценоза.

В полевых условиях на посевах яровой пшеницы проводись учёты болезней по фенофазам развития растений. В фазе кущение - выход в трубку болезней по всем вариантам опыта выявлено не было. Второй учёт заболеваемости был проведён в фазу начала колошения. В этот период отмечено проявление септориоза листьев в среднем по вариантам опыта: контроль - 6%, Озон-1 - 2%, Озон-2 - 4%. Во время третьего учёта (в фазу молочной спелости) были отмечены отдельные растения, поражённые

№ 4 (94) 2020

ВлаЗимгрсШ ЗешебЪдецТз

2. Результаты фитоэкспертизы семян яровой пшеницы после обработки озоновоздушным потоком

Вариант Общий % зараженности Поражено по видам болезней, %

фуза-риоз альтер-нариоз гельмин-тоспориоз сапро-фиты твердая головня

Контроль 15 - 13 3 4 -

Озон-1 - - - - 1 -

Озон-2 1 - 1 - 2 -

3. Биологическая урожайность яровой пшеницы за годы исследований, т/га

колоса, пораженность в варианте Озон-1 составила 4%, Озон-2 - 5%, на контроле - 10%.

Результаты исследований выявили также положительное влияние предпосевного озонирования семян на структуру урожайности. В среднем за годы исследований, рассматривая структуру урожайности зерна, можно отметить самые высокие показатели в варианте Озон-1: длина колоса была больше на 19%, масса зерен с одного колоса - на 15,2 %, количество зерен в колосе - на 32,9 % по сравнению с контролем. За счет несколько большей длины колоса, увеличилась масса зерна и количество его в колосе, что оказало влияние на уровень урожайности. Биологическая урожайность яровой пшеницы приведена в таблице 3.

Предпосевная обработка семян озоном при концентрации 1,5 мг/м3 обеспечила повышение урожайности от 7,8 до 22,7%, 2,8 мг/м3 - до 6,7%. В 2016 году была получена самая высокая урожайность зерна яровой пшеницы в варианте Озон-1 - 3,08 т/га, что больше на 0,57 т/га (22,7 %), чем в контрольном варианте.

В среднем за годы исследований можно выделить вариант Озон-1, в котором при различных погодных условиях урожайность зерна стабильно превышала контроль на 0,01-0,57 т/га. В среднем за четыре года урожайность этого варианта составила 2,25 т/га, что выше контроля на 0,34 т/га или 17,8%.

Выводы. Проведенные исследования показали, что предпосевное озонирование семян привело к существенному улучшению посевных качеств семян, а именно энергия прорастания увеличилась на 6,37,1%, всхожесть — на 5,5-6,2%. Обработка семян перед посевом способствовала снижению общего процента зараженности зерна яровой пшеницы болезнями в 1,5-2 раза по отношению к контролю. В среднем за четыре года исследований использование озонирования в дозе 1,5 и 2,8 мг/м3 обеспечило увеличение продуктивности культуры на 17,8% и 9,9% соответственно относительно контрольного варианта (без озонирования). По результатам

опыта рекомендуемая доза предпосевной обработки

корневой гнилью на контрольном варианте. Это „„,.„,, .-,.1 с .„-,/.„3 „ ^.„-г,^,,.,~>п

^ г г семян яровой пшеницы — 1,5 мг/м3 с экспозицией 20

было связано с обильными и затяжными дождями. минут В фазу молочно-восковой спелости проявилась чернь

Литература.

1. Нормов Д.А., Шевченко А.А., Федоренко Е.А. Озон против микотоксикозов фуражного зерна//Сельский механизатор. 2009. №4. С. 2-4.

2. Авдеева В.Н., Безгина Ю.А., Любая С.И. Влияние обработки озоном на физиологические параметры пшеницы //Научное обозрение. Сельскохозяйственные науки. 2014. № 1. С. 9.

3. Применение процесса озонирования в сельском хозяйстве/ И.В.Баскаков, В.И.Оробинский, А.П.Тарасенко, А.М. Гиевский, А.В.Чернышов, М.К. Харитонов//Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2016. №3(50). С. 120-125.

4. Сорокин А.Н. Влияние обработки озоновоздушным потоком на посевные качества семян зерновых культур //Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе: сб. статей 68-ймежд. науч.-практ. конф.Т.1. Караваево: Изд-во Костромская ГСХА, 2017. С. 74-79.

5. Предпосевная обработка семян озоном/ Н.С. Васильчук, В.Б. Лебедев, С.М. Лисовский, И.В. Шестерин, В.А. Эпштейн // Современное растениеводство России: практика и научные достижения. М.: Агро XXI. 2004. № 7-12. С. 67-68.

Вариант Урожайность зерна +/- к контролю

2015 г.

Контроль 1,71 -

Озон-1 2,08 0,37

Озон-2 1,92 0,21

НСР05, т/га 0,17 -

2016 г.

Контроль 2,51 -

Озон-1 3,08 0,57

Озон-2 2,68 0,17

НСР05, т/га 0,15 -

2017 г.

Контроль 1,65 -

Озон-1 1,78 0,13

Озон-2 1,66 0,01

НСР05, т/га 0,09 -

2018 г.

Контроль 1,75 -

Озон-1 2,05 0,30

Озон-2 2,10 0,35

НСР05, т/га 0,09 -

В среднем за 2015-2018 гг.

Контроль 1,91 -

Озон-1 2,25 0,34

Озон-2 2,10 0,19

Владишрскш ЗемлеШбЩ)

№ 4 (94) 2020

6. Тышкевич Е.В. Ультразвуковой барьерный озонатор// Патент России. №2005141288/15. 2007. Бюл.№19.

7. Тышкевич Е.В. Озонатор//Патент России. № № 2005119892/20. 2007. Бюл.№28.

8. Тышкевич Е.В. Высокочастотный барьерный озонатор//Патент России. №2007132403/15.2009. Бюл.№11.

9. Майсурян Н.А. Практикум по растениеводству. М.: Колос, 1970.446 с.

10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1986.351 с.

IMPACT OF OZONE AIR-FLOW ON SEED AND PHYTOSANITARY CHARACTERISTICS OF SPRING WHEAT GRAIN

T.M. MOROZOVA

Kostroma Agricultural Research Institute - branch of the Federal Potato Research Center named after A. Lorkh ul. Kukalevskogo 18, selo Minskoye, Kostromskoy rayon, Kostroma oblast, 156543, Russian Federation

Abstract. The article highlights the results of seeds pre-treatment of winter wheat Daria by the ozone-air flow. Research aims to determine appropriate characteristics of pre-sowing treatment of spring wheat with ozone, which have an impact on sowing and phytosanitary conditions of grain. The study was conducted between 2014 and 2018 on soddy podzolic light loamy soil in Kostroma region. A special device the ozonator GOBOS-01 (ГОБОС-01), developed and manufactured in Kostroma Agricultural Researched Institute, was used for seeds treatment. The ozonator keeps the specified ozone concentration and treatment time. The gas analyzer Signal-4E («Сигнал-4Э») monitors the ozone concentration. Laboratory and field trials on the basis of the Kostroma Agricultural Researched Institute study the ozone impact 1.5 mg/m3 (option Ozon-1) and of 2.8 mg/m3 (Option Ozon-2) with treatment time 20 minutes. The researchers note that seeds pre-treatment increases germination energy by 3-7%, contributes to greater yielding capacity by 0.01-0-57 t/ha or 0.6-22.7%. The richest yield shows the option Ozon-1 - 3.08 t/ha. It is 0.57 t/ha or 22.7% higher, compared to non-treatment. Ozone seeds treatment reduces wheat contamination with phytopathogens by 1.5-2.0 times. Among the options researched, the most efficient is seeds treatment with ozone 1.5 mg/m3 for a 20-minute exposure. Thus, pre-treatment with ozone is an effective measure to increase yield and improve phytosanitary stability of spring wheat.

Keywords: pre-sowing treatment with ozone, ozone-air mixture, spring wheat, ozone concentration, yield, grain quality.

Author details: T.M. Morozova, research fellow, (e-mail: kniish.dir@mail.ru).

For citation: Morozova T.M. Impact of ozone air-flow on seed and phytosanitary characteristics of spring wheat grain // Vladimir agricolist. 2020. №4. P. 37-40. D0I:10.24411/2225-2584-2020-10143.

D0I:10.24411/2225-2584-2020-10144 УДК 579.65 : 633.72

ВЫДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ШТАММОВ ЭНДОФИТНЫХ БАКТЕРИЙ ИЗ КОРНЕЙ РАСТЕНИЙ ЧАЙНОГО КУСТА (СAMELLIA

SINENSIS

НГУЕН ВАН ЖАНГ1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,

М.И. ПОПЧЕНКО2, кандидат биологических наук, доцент

1Вьетнамский национальный сельскохозяйственный университет

Чаукуй, Жалам, Ханой, Вьетнам 2Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева

ул. Тимирязевская, д. 49, г. Москва, 127550, Российская Федерация

Резюме. Микроорганизмы, присутствующие в межклеточных пространствах любых тканей растений без видимых патологических проявлений, называются эндофитными. Эндофитные микроорганизмы оказывают воздействие на рост, развитие и продуктивность растений благодаря синтезу различных фитогормонов, а также способствуют переводу нерастворимых минеральных солей в доступную для растений форму. Проведены исследования по выявлению наиболее активных по способности синтезировать индолил-3-уксусную кислоту (ИУК) и сидерофоры, а также по фосфатрастворяющей способности штаммов бактерий-эндофитов, выделенных из корней растений чайного куста (Camellia sinensis (L.) Kuntze). Растения выращены на плантациях компании TD-GOLDEN TEA VIET (Tra Hoa vang Tam Dao), расположенных в деревне Quan Ngoai, коммуне Tam Quan, районе Tam Dao, провинции Vinh Phuc, Вьетнам. 24 штамма эндофитных бактерий выделены из образцов корней

№ 4 (94) 2020

растений чайного куста на питательной среде LB с добавлением L-триптофана (RE1 - RE24). Исследованные штаммы характеризуются различной ИУК-синтезирующей активностью (от 2,84 мкг/мл до 18,31 мкг/мл). Два штамма RE3 и RE7 показывают наиболее высокую способность к синтезу ИУК - 13,73 и 18,31 мкг/мл. 5 штаммов обладают фосфатрастворяющей активностью. Фосфатрастворяющая активность штаммов изменяется от 0,71 до 2,74 мг/л. Наиболее высокая фосфатрастворяющая активность показана штаммами RE15 (2,74 мг/л), RE3 (2,64 мг/л) и RE7 (2,15 мг/л). 18 штаммов показали способность к синтезу сидерофоров. По комплексу свойств наиболее высокой активностью обладает штамм RE3, который был идентифицирован как Klebsiella pneumonia и назван Klebsiella pneumonia RE3.

Ключевые слова: чайный куст, Camellia sinensis (L.) Kuntze, ИУК, сидерофоры, фосфатрастворяющие бактерии, эндофитные бактерии.

Для цитирования: Нгуен Ван Жанг, Ле Динь Туан, Фам Хань Хуен, Пыльнев В.В., Попченко М.И. Выделение эффективных штаммов эндофитных бактерий из корней растений чайного куста (Camellia sinensis (L.) Kuntze)//Владимирский земледелец. 2020. №4. С. 40-46. DOI:10.24411/2225-2584-2020-10144.

Микроорганизмы, присутствующие в межклеточных пространствах любых тканей растений без видимых патологических проявлений, называются эндофитными [1]. Эндофитные микроорганизмы являются обитателями различных органов растений: корней, стеблей, листьев, плодов и семян [2]. Они оказывают воздействие на рост, развитие и продуктивность растений благодаря синтезу различных фитогормонов, а также способствуют переводу нерастворимых минеральных солей в доступную для растений форму [3, 4, 5]. Эндофитные микроорганизмы способствуют улучшению роста растений за счет повышения устойчивости растений к различным патогенам

Владимгрскш ЗешеШецТз