Влияние озонирования на посевные качества семян и урожайность клевера лугового

УДК 633.321

ВЛИЯНИЕ ОЗОНИРОВАНИЯ НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА СЕМЯН И УРОЖАЙНОСТЬ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО

А. Н. Сорокин, Т. М.Морозова

Костромской научно-исследовательский институт сельского хозяйства

В статье представлены результаты лабораторных и полевых опытов по изучению влияния предпосевной обработки семян клевера лугового озоном на посевные качества семян и урожайность зелёной массы в условиях Костромской области. Обработка семян клевера лугового сорта Солига-личский местный была проведена озоновоздушным агентом в трёх различных концентрациях и трёх экспозициях на специальном озонаторе. Он был разработан и изготовлен в Костромском научно-исследовательском институте сельского хозяйства. В статье показано влияние озона на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян. Отмечено, что озонирование семян перед посевом положительно влияет на высоту и облиственность растений первого и второго года жизни, повышает урожайность зелёной массы. Установлены оптимальные концентрации и продолжительность обработки семян озоном, ускоряющие отрастание клевера весной и повышающие урожайность зелёной массы.

Ключевые слова: озонирование семян, клевер луговой, предпосевная обработка, концентрации озона, урожайность, всхожесть семян.

Введение. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур и качества продукции остаётся одной из важнейших задач агропромышленного комплекса России. Для её достижения используются различные технологии выращивания, совершенствуются отдельные элементы технологий, применяются новые агроприёмы, вводятся энерго- и ресурсосберегающие системы обработки почвы, посева, уборки. В подготовке семян к посеву также внедряются нетрадиционные способы, одним из которых является озонирование семенного материала в специальных приборах, генерирующих озон — озонаторах. Созданные в ряде российских НИИ и вузов озонаторы способны поддерживать заданную концентрацию озона в течение определённого времени, что делает возможным изучение различных вариантов озонирования семян.

Считается, что озон, применяемый в различных концентрациях, способствует повышению посевных качеств семян и/или подавлению патогенной микро-

флоры. Это позволяет ограничить или исключить применение традиционных химических средств защиты растений, которые могут оказывать отрицательное воздействие на окружающую среду и человека.

Исследователи озона по результатам своих работ выявили его влияние на энергию прорастания, всхожесть, силу роста, урожайность, развитие болезней, подавление грибных инфекций и другие показатели [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] в основном по зерновым культурам. Однако, несмотря на то, что изучение озона ведётся уже много лет, единых универсальных методик использования озона пока не выработано. Изучаемые исследователями концентрации озона находятся в пределах от 2,3 до 55 мг/м3, время отлёжки обработанных семян до закладки на проращивание от 0 до 9 суток (0,1,3,7,14), экспозиция — от 1 до 15 (0,3,6,9,12,15,18) минут. Некоторые авторы [8] приводят данные о концентрациях 50-1000 мг/м3, наиболее эффективных для обеззараживания семян. Опытами Н.С. Васильчука и др. [9]

установлено, что для разных концентраций озона существует оптимальное время обработки, а продолжительность и концентрация озона зависят от вида и сорта культуры.

В связи с этим, изучение озона представляет научный и практический интерес, в том числе и с точки зрения расширения ассортимента культур, на которых применяли озонирование.

Клевер луговой является одной из наиболее распространённых кормовых культур, богатых белком. Сено клевера отличается высокой перевариваемостью и охотно поедается животными. Положение клевера среди кормовых трав, как полагают, аналогично положению, занимаемому пшеницей в ряду зерновых культур.

Цель исследований - определение оптимальных параметров предпосевной обработки семян клевера лугового озоно-воздушным агентом, для улучшения посевных качеств и повышения урожайности.

Материалы и методы. Исследования проводились в ФГБНУ Костромской НИИСХ в 2015-2017 гг. Для исследования технологических параметров предпосевной обработки семян использовали генератор озона ГОБОС-01, разработанный и изготовленный ФГБНУ Костромской НИИСХ [10, 11, 12]. В основе работы установки лежит принцип получения озона в режиме переменного высокочастотного барьерного разряда между активными и заземлёнными электродами, разделёнными барьерным изолятором. Скорость озоновоздушного агента в загрузочном бункере генератора озона составляла 0,08...0,1 м/с.

Концентрацию озона определяли с помощью газоанализатора «Сигнал-4Э».

Исследования проводили с сортом клевера лугового Солигаличский местный (семена категории РС-1). В лабораторных опытах изучали три концентрации озона - 0,8 (озон 1), 1,5 (озон 2) и 2,8

(озон 3) мг/м3 при экспозициях 10, 20 и 30 минут. Определяли посевные качества семян по ГОСТ 12038. В зелёной массе определяли содержание азота и зольных элементов по общепринятым методикам.

В полевых опытах определяли фенологические фазы, урожайность и элементы её структуры по методике Майсу-ряна Н.А. [13]. Полевые опыты закладывали на типичных для региона дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах со слабокислой реакцией (рН), средним содержанием фосфора и низким содержанием калия. Насыщенность основаниями повышенная. Агрохимические показатели почвы определяли по общепринятым методикам. Клевер подсевали под покров яровой пшеницы, по традиционной для Костромской области технологии, в первой декаде мая. Площадь делянки в полевом опыте составляла 20 м , учётной 18 м2. Математическая обработка результатов опытов проводилась с помощью программ AGROS 2.02 и Excel 2007 по методике Доспехова Б.А. [14].

Результаты и их обсуждение.

Лабораторные опыты показали, что существенных отличий между вариантами опытов не отмечено. Обработка семян озоном повышала энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян на 1...10 и 0...7 % соответственно, но превышение не доказано. В вариантах 0,8 мг/м3 озона при экспозиции 30 минут и 2,8 мг/м3 при экспозиции 30 минут всхожесть даже была меньше, чем в контроле, на 2 и 3% соответственно. Наиболее различались по энергии прорастания между собою варианты контроль и

1,5 мг/м3 (20

минут) — 76 и 86% соответственно (рис. 1), по лабораторной всхожести контроль и 2,8 мг/м (10 минут) и

1,5 мг/м3 (10 минут) — 87, 92 и 91% соответственно. Концентрация озон 2, в целом, способствовала получению наиболее высоких показателей энергии прорастания и всхожести, по сравнению с остальными вариантами опытов (рис. 1).

Рисунок 1 — Семена контроля

В полевых опытах изучали варианты озон 1 и озон 2 при экспозиции 20 минут.

Погодные условия в период исследований отличались непостоянством по количеству осадков и температуре воздуха. В 2015 году отмечалось переувлажнение почвы при пониженной температуре воздуха (но близкой к многолетним значениям) во второй половине лета, хотя для появления всходов и начального развития растений условия были вполне благоприятными. В целом, в вегетационный период 2015 года выпало 287 мм осадков при норме 259 мм.

Условия вегетации 2016 года можно в целом охарактеризовать как благоприятные и по температуре, и по количеству осадков. В 2017 году в первой половине вегетации температура воздуха была ниже среднемноголетних значений при избыточном количестве осадков. Так, ГТК июня 2017 года составил 3,3 при среднемноголетнем 1,43. В июле ГТК составил 2,10 (среднемноголетний 1,52) при температуре воздуха, близкой к норме. Август был теплее и засушливее обычного.

Фенологические наблюдения показали, что в целом визуальных отличий

и озон 2 при учёте энергии прорастания

по времени наступления фаз роста и развития растений между вариантами опытов не отмечено.

В первый год жизни растения клевера росли немного быстрее в вариантах с обработкой семян озоном. Так, высота растений в варианте озон 1 была выше, чем в контроле через 10 недель после посева на 1,9 см, через 12 недель - на 3,1 см, а через 13 недель - на 3,8 см, но существенного превышения над контролем не отмечено как в этом варианте, так и в варианте озон 2 (таблица 1).

Важным показателем развития клевера лугового первого года жизни является количество листьев на растении, поскольку формирование каждого листика сопровождается формированием азот-фиксирующего клубенька в корневой системе, и розетки листьев. На 16 августа, через 13 недель после посева в контроле количество листьев составило 7 шт./растение, в варианте 1 оно было больше на 0,39 шт. или 5,7%. В варианте озон 2 количество листьев было близким к контролю.

Таблица 1

Высота растений клевера лугового первого года жизни, см

Варианты опыта Даты учёта и количество недель от посева

25 июля

Контроль 25,4 30,8 32,9

Озон1 27,3 33,9 36,7

Озон2 26,8 32,6 33,7

НСР05 4,2 5,2 4,4

Формирование розетки листьев также может служить маркером, позволяющим выявить влияние озонирования на растения клевера лугового первого года жизни. Количество листьев в розетке было наибольшим в варианте озон 1 — 1,65 шт., что на 10% превышало контроль с 1,5 листьями в розетке. В варианте озон 2 количество листьев в розетке было меньше, чем в контроле.

На второй год жизни оба варианта с озоном также незначительно превышали контроль по высоте растений как после весеннего отрастания (на 1,5-2,3 см), так и после первого укоса (0,3-1,2 см). Весной быстрее отрастал клевер в варианте озон 1 (52,1 см против 49,8 в контроле), после укоса - в варианте озон 2 (18,6 см при 17,4 в контроле).

Урожайность является важнейшим результативным показателем, позволяющим оценить влияние изучаемого фактора на рост и развитие растений. Наибольшая урожайность зелёной массы клевера первого года пользования получена в варианте озон 1 — 3,53 т/га, существенно превысив контроль на 0,45 т/га (15%). Во второй год пользования наибольшая урожайность отмечена также в этом варианте — 2,59 т/га, что больше чем в контроле на 1,9 т/га (8%). Несмотря на традиционное снижение урожайности трав 2 года пользования, в вариантах с озоном она была выше, хотя тенденция к снижению проявления положительного влияния озона в варианте 1,5 мг/м3 отмечена (таблица 2).

Вариант 2015 2016 В сумме за 2 года

Урожайность, т/га +/—к контролю, т/га Урожайность, т/га +/—к контролю, т/га Урожайность, т/га +/—к контролю, т/га

контроль 3,08 — 2,40 — 5,48 —

озон 1 3,53 0,45 2,59 0,19 6,12 0,64

озон 2 3,23 0,14 2,43 0,03 5,66 0,18

НСР05 0,19 1,7 —

Таблица 2

Урожайность зелёной массы клевера лугового в годы исследований

В сумме за годы исследований в варианте озон 1 получено за 2 укоса 6,12 т/га зелёной массы, что больше чем в контроле на 0,64 т/га (12%).

Таким образом, озонирование семян перед посевом может оказывать положительное влияние на посевные качества семян, ускорять отрастание весной и после укоса, повышать урожайность зеленой массы.

ЛИТЕРАТУРА

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

2. Сорокин А.Н. Влияние обработки озоно-воздушным потоком на посевные качества семян зерновых культур // Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе: Сборник статей 68-й международной научно-практической конференции: Т.1: Агробизнес. Ветеринарная медицина и зоотехния / под ред. Ю.В. Панкратова, Н.Ю.Парамоновой. Караваево: Костромская ГСХА, 2017. С. 74-79.

3. Тышкевич Е.В. Озон — мирное оружие 21 века (01.09.16) [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://kosmin.ru/ozon/.

4. Тышкевич Е.В. Шабин С.А., Виноградова Н.Л. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы озоновоздушным агентом // Современные наукоемкие технологии Региональное приложение. № 4 (44). 2015. С. 210 - 214.

5. Горский И.В. Обработка семян пшеницы озонированным воздухом: автореф. дисс. канд. техн. наук : 05.20.02. М., 2004. 19 с.

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

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

8. Нормов, Д.А., Федоренко Е.А. Дезинсекция и дезинфекция фуражного зерна электроозонированием // Агро XXI. № 1-3. 2010. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://issuu.com/agroxxi/docs/j оигпа120100103?е=65 08124/3405545

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

10. Патент 2302370 RU, МПК С01В 13/11. Ультразвуковой барьерный озонатор/ Тышкевич Е.В.; заявитель и патентообладатель ГНУ КНИИСХ, №2005141288/15; заявлено 28.12.05; опубл. 10.07.07; Бюл.№19.

11. Патент 2307787 RU, МПК С01В 13/11. Озонатор / Тышкевич Е.В.; заявитель и патентообладатель ГНУ КНИИСХ №2005119892/20, заявлено 25.06.2005; опубл. 10.10.07; Бюл.№28.

12. Патент 2352521 RU, С01В 13/11. Высокочастотный барьерный озонатор / Тышкевич Е.В.; заявитель и патентообладатель ГНУ КНИИСХ № 2007132403/15, заявлено 27.08.07; опубл. 20.04.09; Бюл.№11.

13. Майсурян Н.А. Практикум по растениеводству. М., Колос, 1970. 446 с.

14. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта /Б. А. Доспехов - 5-е изд., доп. и перераб. -М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

Рукопись поступила в редакцию 14.06.2018

EFFECT OF OZONE TREATMENT ON SEED QUALITY AND SEED YIELD OF RED CLOVER

A. Sorokin, T. Morozova

In article results laboratory and field experiments on studying of influence of presowing treatment of seeds of a clover meadow by ozone on sowing qualities of seeds and productivity of green weight in the conditions of the Kostroma region are presented. Processing of seeds of a clover of a meadow grade the Soligalichsky local has been spent by the ozone-air agent in three various concentration and three expositions on a special ozonizer. It has been developed and made in Kostroma research Institute of agriculture. In article influence of ozone on energy of germination and laboratory germination of seeds is shown. It is noticed, that ozone treatment of seeds before crops positively influences on height and plants foliage of the first and second year of life, raises productivity of green weight. Optimum concentration and duration of processing of seeds by the ozone, accelerating growing of clover in the spring and raising productivity of green weight are established.

Key words: ozone treatment of seeds, meadow clover, presowing treatment, ozone concentrations, seeds, yield, seeds germination.

EFFECT OF OZONE TREATMENT ON SEED QUALITY AND SEED YIELD OF RED CLOVER

A. Sorokin, T. Morozova

In article results laboratory and field experiments on studying of influence of presowing treatment of seeds of a clover meadow by ozone on sowing qualities of seeds and productivity of green weight in the conditions of the Kostroma region are presented. Processing of seeds of a clover of a meadow grade the Soligalichsky local has been spent by the ozone-air agent in three various concentration and three expositions on a special ozonizer. It has been developed and made in Kostroma research Institute of agriculture. In article influence of ozone on energy of germination and laboratory germination of seeds is shown. It is noticed, that ozone treatment of seeds before crops positively influences on height and plants foliage of the first and second year of life, raises productivity of green weight. Optimum concentration and duration of processing of seeds by the ozone, accelerating growing of clover in the spring and raising productivity of green weight are established.

Key words: ozone treatment of seeds, meadow clover, presowing treatment, ozone concentrations, yield, seeds germination.

References

1.Avdeeva V.N., Bezgina YU.A. , Lyubaya S.I. Vliyanie obrabotki ozonom na fiziologicheskie parametry pshenicy . Nauchnoe obozrenie. Sel'skohozyajstvennye nauki. 2014. № 1. S. 9.

2. Sorokin A.N. Vliyanie obrabotki ozono-vozdushnym potokom na posevnye kachestva semyan zernovyh kul'tur. Aktual'nye problemy nauki v agropromyshlennom komplekse: Sbornik statej 68-j mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii: T.1: Agrobiznes. Veterinarnaya medicina i zootekhniya / pod red. YU.V. Pankratova, N.YU.Paramonovoj. Karavaevo: Kostromskaya GSKHA, 2017. S. 74-79.

3. Tyshkevich E.V. Ozon — mirnoe oruzhie 21 veka (01.09.16) [EHlektronnyj resurs]. -Rezhim dostupa: http ://kosmin.ru/ozon/.

4. Tyshkevich E.V. SHabin S.A., Vinogradova N.L. Predposevnaya obrabotka semyan yarovoj pshenicy ozonovozdushnym agentom .Sovremennye naukoemkie tekhnologii Regional'noe prilozhenie. № 4 (44) 2015. S. 210 - 214.

5. Gorskij I.V. Obrabotka semyan pshenicy ozonirovannym vozduhom : avtoref. diss. ... kand. tekhn. nauk : 05.20.02. M., 2004. 19 s.

6. Vasil'chuk, N.S., Lebedev V.B., Lisovskij S.M. i dr. Predposevnaya obrabotka semyan ozonom. Sovre-mennoe rastenievodstvo Rossii: praktika i nauchnye dostizheniya. M. : Agro XXI, 2004. № 7-12. S. 67-68.

7. Baskakov I.V., Orobinskij V.I., Tarasenko A.P., CHernyshov A.V. i dr. Primenenie processa ozonirovaniya v sel'skom hozyajstve. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2016.№3(50). S. 120-125.

8. Normov, D.A., Fedorenko E.A. Dezinsekciya i dezinfekciya furazhnogo zerna ehlektroozonirovaniem // Agro XXI. № 1-3. 2010. [EHlektronnyj resurs]. — Rezhim dostupa: http://issuu.com/agroxxi/docs/journal20100103?e=6508124/3405545.

9. Vasil'chuk N.S., Lebedev V.B., Lisovskij S.M., Lisovskaya T.A., SHesterin I.V Predposevnaya obrabotka semyan ozonom. Sovremennoe rastenievodstvo Rossii: praktika i nauchnye dostizheniya. Agro XXI, 2004. № 7-12. S. 67-68.

10. Patent 2302370 RU, MPK S01V 13/11. Ul'trazvukovoj bar'ernyj ozonator/ Tyshkevich E.V.; zayavitel' i patentoobladatel' GNU KNIISKH, №2005141288/15; zayavleno 28.12.05; opubl. 10.07.07; Byul.№19.

11. Patent 2307787 RU, MPK S01V 13/11. Ozonator / Tyshkevich E.V.; zayavitel' i patentoobladatel' GNU KNIISKH №2005119892/20, zayavleno 25.06.2005; opubl. 10.10.07; Byul.№28.

12. Patent 2352521 RU, S01V 13/11. Vysokochastotnyj bar'ernyj ozonator / Tyshkevich E.V.; zayavitel' i patentoobladatel' GNU KNIISKH № 2007132403/15, zayavleno 27.08.07; opubl. 20.04.09; Byul.№11.

13. Majsuryan N.A. Praktikum po rastenievodstvu. M., Kolos, 1970. 446 s.

14. Dospekhov, B. A. Metodika polevogo opyta /B. A. Dospekhov - 5-e izd., dop. i pererab. -M.: Agro-promizdat, 1985. 351 s., il.