Экологически безопасная предпосевная обработка семян пшеницы

Экологически безопасная предпосевная обработка семян яровой

пшеницы

О.Г. Долговых, В.Н. Огнев

ФГБОУВПО Ижевская ГСХА, Ижевск

Аннотация: В статье представлены многолетние экспериментальные данные о влиянии предпосевной обработки семян яровой пшеницы озоном, лазером, ультрафиолетовым облучением, инфракрасным облучением, инкрустацией на урожайность, её структуру и качество зерна. Результаты исследований подтверждают положительное влияние экологически безопасных способов предпосевной обработки семян на повышение урожайности и качество зерна яровой пшеницы и могут быть рекомендованы к использованию в технологии выращивания сельскохозяйственных культур.

Ключевые слова: пшеница, озон, лазер, ультрафиолетовое облучение, инфракрасное облучение, инкрустация, урожайность, качество зерна, эксперимент.

Зерновой рынок занимает ведущее место, как на мировом, так и на российском агропродовольственном рынке. Эколого-биологическая адаптивная стратегия развития сельского хозяйства рассматривается в качестве важнейшего условия выживания и устойчивого развития всей цивилизации, зависящих в первую очередь от обеспечения населения пищей и сохранения экологического равновесия биосферы. Любая новая стратегия развития сельского хозяйства должна быть экономически обоснована, экологически безопасна и социально приемлема в краткосрочной и долгосрочной перспективе. Практическая реализация этих принципов требует, прежде всего, более эффективного использования «даровых сил природы» и возобновляемых ресурсов, что, собственно, и соответствует самой сути растениеводства [1].

Решение проблемы биологизации земледелия возможно на принципах интегрированного подхода, основа которого - преимущественное применение агротехнических, биологических мероприятий, направленных на управление фитосанитарным состоянием, и доминирующим при этом является экологически безопасный технологический процесс [2 - 5].

Экологически безопасные способы предпосевной обработки семян яровой пшеницы по эффективности не уступают инкрустации семян. Во всех вариантах, кроме обработки семян водой, была получена достоверная прибавка урожайности. Максимальная урожайность отмечалась при обработке семян ИКО - 2 с плотностью луча - 0,1 мВт/см и составила 25,7 ц/га. Достоверная прибавка урожайности составила 2,6 ц/га по сравнению с вариантом инкрустация семян (23,1 ц/га) при НСР05 - 1,3 ц/га (табл.1). Увеличение урожайности яровой пшеницы произошло за счёт увеличения количества продуктивных стеблей, количества зёрен в колосе и массы 1000 зёрен. Полученные результаты подтверждают данные исследований по яровой пшенице [2, 4, 6], хотя для лазерного излучателя использовалась модернизированная схема (рисунок 1) блока питания и регулирования излучателя. Данная схема дает возможность получить более стабильные характеристики лазерного излучателя при широком спектре экспозиций. Блок питания представляет собой импульсный стабилизированный преобразователь напряжения. Электрические характеристики блока питания: входное переменное напряжение: 170 - 230 В.; выходное постоянное напряжение: 4,9 - 5,3 В.; ток нагрузки: до 0,7 А.

Собранная схема была протестирована в симуляторе МиШБт. В результате максимальный ток в симуляторе оказался равным 53 мА. Реальный же ток получился около 55 мА.

и

Рис. 1- Модернизированная схема блока питания и регулирования излучателя.

В целом в течение нескольких лет нам удалось проанализировать несколько способов экологически безопасной предпосевной обработки семян, результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Влияние экологически безопасных способов предпосевной обработки семян

на урожайность зерна яровой пшеницы

Способ обработки семян Урожайность, ц/га Отклонения, ц/га

Без обработки (к) 20,7 -

Вода (10 л/т) (к) 20,6 -

Озон - 1 (О3 - 2128 мг/м3) 23,2 + 2,5

Озон - 2 (О3 - 2128 мг/м3) 23,4 + 3,7

Лазерный излучатель (5мВт) 24,0 + 3,3

Лазерный излучатель (10мВт) 22,8 + 2,1

УФО 6 кДж/м2 24,0 +3,3

УФО 8 кДж/м2 24,3 + 3,6

ИКО - 1 (плотность луча - 0,1 мВт/см ) 24,0 + 3,3

ИКО - 2 (плотность луча - 0,1 мВт/см ) 25,7 + 5,0

Инкрустация (фундазол 50 % с.п., 2 кг/т) 23,1 + 2,5

НСР05 1,3

Методики исследований изложены в различных источниках, проанализировав подобрали основные методики исследования обработки семян. [710]. Экологически безопасные способы предпосевной обработки семян увеличили количество продуктивных стеблей яровой пшеницы Лада на 19-49

2 2 шт./м в сравнении с контрольным вариантом без обработки (426 шт./м ), с

22

вариантом увлажнение семян водой (444 шт./м ) на 28-31 шт./м и с вариан-

2 2 2 том инкрустация семян (416 шт./м ) на 29-59 шт./м при НСР05 - 18 шт./м

(табл.2). Достоверное увеличение количества зёрен в колосе по сравнению с контрольным вариантом (25,2 шт.) обеспечила обработка семян лазерным излучателем (5мВт), прибавка составила 1,5 шт. при НСР05 - 0,9 шт., инфракрасное облучение ИКО - 2 с плотностью луча - 0,1 мВт/см , прибавка составила 1,1 шт. при НСР05 - 0,9 шт. Достоверное увеличение массы 1000 зёрен обеспечили Озон - 2, лазерные излучатели, УФО 8 кДж/м , инфракрасное облучение и инкрустация семян яровой пшеницы. Экологически безопасные способы предпосевной обработки семян способствовали достоверному увеличению стекловидности зерна яровой пшеницы на 1-5 %, по сравнению с контрольным вариантом без обработки (62 %) при НСР05 - 0,03 % (табл. 3), оказали существенное влияние на стекловидность зерна, качество сырой клейковины и на натуру зерна.

Таблица 2

Влияние экологически безопасных способов предпосевной обработки семян

на структуру урожайности яровой пшеницы

Способ обработки семян Кол-во продуктивных стеблей2 , шт./м2 Кол-во зёрен в колосе, шт. Масса 1000 зёрен, г

Без обработки (к) 426 25,2 33,5

Вода (10 л/т) (к) 444 25,5 34,2

Озон - 1 (О3 - 2128 мг/м3) 475 25,8 35,0

Озон - 2 (о3 - 2128 мг/м3) 446 25,7 35,6

Лазерный излучатель (5мВт) 447 26,7 34,6

Лазерный излучатель (10мВт) 446 26,0 34,4

УФО 6 кДж/м2 445 25,7 33,6

УФО 8 кДж/м2 445 25,8 34,9

ИКО - 1 (плотность луча - 0,1 мВт/см ) 450 26,0 34,4

ИКО - 2 (плотность луча - 0,1 мВт/см ) 472 26,3 34,9

Инкрустация (фундазол 50 % с.п., 2 кг/т) 416 26,9 35,8

НСР05 18 0,9 0,9

В сравнении с контрольным вариантом без обработки (753 г/л) предпосевная обработка семян экологически безопасными способами увеличила натуру зерна на 4-7 г/л при НСР05 - 4 г/л. Данные показатели по натуре зерна пшеницы были на 20-30 г/л выше ГОСТ. На массовую долю клейковины большое влияние оказывают как генетические особенности сорта, так и экологически безопасные способы предпосевной обработки семян. Массовая доля клейковины увеличилась по всем вариантам опыта при предпосевной обработке семян 1,8-2,6 % по сравнению с контрольным вариантом без обработки (21,4 %) при НСР05 - 1,6 %. Для обеспечения качественной выпечки хлеба не всегда достаточно высокого содержания клейковины.

Требуется, чтобы клейковинные белки были умеренно упругими и растяжимыми. Только это сочетание обеспечивает хорошую пористость выпекаемому хлебу. По требованию ГОСТ 9353 -90, этот показатель для III класса должен быть не ниже II группы (значения ИДК 75-100 ед.), а для более высоких классов - I группа. На этот показатель большое влияние оказывают экологически безопасные способы предпосевной обработки семян. Во всех вариантах клейковина соответствовала требованиям первой группы.

Таблица 3

Влияние экологически безопасных способов предпосевной обработки семян

на качество яровой пшеницы

Стек- Нат Качество сырой

Способ обработки семян ловид- у- клейковины

ность, ра, Масс ед. гру

% г/л о вая ИД ппа

доля, К

%

Без обработки (к) 62 753 21,4 65 1

Вода (10 л/т) (к) 66 760 22,5 63 1

Озон -1 (О3 - 2128 мг/м3) 62 750 21,6 67 1

Озон - 2 (О3 - 2128 мг/м3) 64 759 23,7 76 1

Лазерный излучатель (5мВт) 65 757 22,8 72 1

Лазерный излучатель (10мВт) 63 752 23,2 69 1

УФО 6 кДж/м2 63 757 24,0 69 1

УФО 8 кДж/м2 63 759 24,0 65 1

ИКО - 1 (плотность луча - 0,1 мВт/см ) 63 758 22,4 63 1

ИКО - 2 (плотность луча - 0,1 мВт/см ) 63 760 23,3 70 1

Инкрустация (фундазол 50 % с.п., 2 кг/т) 67 755 22,3 71 1

НСР05 0,03 4 1,6

Стекловидность - это внешний признак зерна, отражает структуру внутренних тканей зерна и определяется в процентах. Клейковина - это комплекс белковых веществ зерна, способных при набухании в воде образовывать связную эластичную массу. Ее выделяют из теста отмыванием водорастворимых веществ, крахмала и клетчатки. Клейковина, отмытая из кусочка теста, называется сырой. В ней содержится до 70 % воды, при пересчете на сухое вещество 82-88 % клейковины составляют белки - глиадин и глютенин. Содержание сырой клейковины примерно в два раза превышает содержание белка, определяется в процентах. Натура зерна - это масса установленного объёма зерна, определяется в процентах.

.0 I-

о о

5 I

т ш О о

ф ф ¿5 §

80 70 60 50 40 30 20 10 0

8

Способы обработки семян

т 762

- 760

- 758

-- 756 м

ГО

-- 754 £ 752 й 750 -- 748

- 746 -I- 744

10 11

Стекловидность, %

Мас. доля клейковины, %

Натура, г/л

Рис. 2 - Качественные показатели яровой пшеницы в зависимости от экологически безопасных способов предпосевной обработки семян.

Таким образом, экологически безопасные способы предпосевной об-

2

работки семян яровой пшеницы ИКО - 2 (плотность луча - 0,1 мВт/см ), лазерный излучатель (5мВт) и

Озон - 2 (О3 - 2128 мг/м ) по эффективности не уступают инкрустации, способствуют увеличению урожайности и улучшению качества зерна. Перечисленные экологически безопасные способы предпосевной обработки семян в настоящее время, имеют важное технологическое значение, и их следует, внедрять в производство с целью получения экологически чистых, качественных, высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Литература

1. Жученко А. А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Теория и практика, М.: Изд-во Агрорус, 2009, Том II, 1104 с.

2. Фатыхов И. Ш., Курылева А.Г. Эффективность предпосевной обработки семян ячменя // Защита и карантин растений. 2012. № 1. С. 21 - 22.

3. Огнев В.Н., Корепанова Л.В. Применение экологически безопасных способов предпосевной обработки семян для защиты ярового ячменя против

корневых гнилей // Материалы Всероссийской научно-практической конференции. «Научный потенциал - аграрному производству». Ижевск. 2008. Т. 1. С. 172 -176.

4. Долговых О.Г., Красильников В.В., Газтдинов Р.Р. Влияние лазерной обработки на семена яровой пшеницы Ирень // Инженерный вестник Дона. 2012. №4. URL: ivdon.ru/ magazine/archive/n4p2y2012/1422.

5. Дресвянникова Е.В., Лекомцев П.Л., Савушкин А.В. Возможности регулирования процессов тепловлажностной обработки в массообменных аппаратах при воздействии электрического поля // Инженерный вестник Дона. 2014. №1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2014/2235.

6. Крылов О.Н., Долговых О.Г., Кузнецов С.И., Соловьев А.И.. Исследование влияния лазерного излучения на семена овощных культур // Вави-ловские чтения. 2007: Материалы конференции, Саратов: Научная книга, 2007. С.159 - 163.

7. Blerina Kolgjini UGent, Stijn Rambour UGent, Gustaaf Schoukens UGent and Paul Kiekens UGent/The effect of annealing temperature on the monofilaments behaviour for artificial turf applications//Konferenca V nderkombetare et tekstilit (abstraktet) = 5th International textile conference (abstracts). pp.27-28.

8. Zatsiorsky, Vladimir; Kraemer, William (2006). "Experimental Methods of Strength Training". Science and Practice of Strength Training. Human Kinetics. pp. 132-133. ISBN 978-0-7360-5628-1.

9. Beaudoin, F; Desplats, R; Perdu, P; Boit, C (2004), "Principles of Thermal Laser Stimulation Techniques", Microelectronics Failure Analysis (Materials Park, Ohio: ASM International): 417-425 pp., ISBN 0-87170-804-3.

10. Лекомцев П.Л. Электроаэрозольные технологии в сельском хозяйстве: Монография / П.Л. Лекомцев. Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006. 219 с.

References

1. Zhuchenko A.A. Teorija i praktika, M.: Izd-vo Agrorus, 2009, Tom II, 1104 P-

2. Fatyhov I. Sh., Kuryleva A.G. Zashhita i karantin rastenij. 2012. № 1. pp. 21 -

22.

3. Ognev V.N., Korepanova L.V. Materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii. «Nauchnyj potencial - agrarnomu proizvodstvu». Izhevsk. 2008. T. 1. pp. 172 -176.

4. Dolgovyh O.G., Krasil'nikov V.V., Gaztdinov R.R. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2012. №4. URL: ivdon.ru/ magazine/archive/n4p2y2012/1422.

5. Dresviannikova E.V., Lekomcev P.L., Savushkin A.V. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2014. №1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2014/2235.

6. Krylov O.N., Dolgovyh O.G., Kuznecov S.I., Solov'ev A.I.. Vavilovskie chte-nija. 2007. Materialy konferencii, Saratov: Nauchnaja kniga, 2007. pp.159 - 163.

7. Blerina Kolgjini UGent, Stijn Rambour UGent, Gustaaf Schoukens UGent and Paul Kiekens UGent/The effect of annealing temperature on the monofilaments behaviour for artificial turf applications//Konferenca V nderkombetare et tekstilit (abstraktet) = 5th International textile conference (abstracts). pp.27-28.

8. Zatsiorsky, Vladimir; Kraemer, William (2006). "Experimental Methods of Strength Training". Science and Practice of Strength Training. Human Kinetics. pp. 132-133. ISBN 978-0-7360-5628-1.

9. Beaudoin, F; Desplats, R; Perdu, P; Boit, C (2004), "Principles of Thermal Laser Stimulation Techniques", Microelectronics Failure Analysis (Materials Park, Ohio: ASM International): 417-425 pp., ISBN 0-87170-804-3.

10. Lekomcev P.L. Jelektroajerozol'nye tehnologii v sel'skom hozjajstve [Electroaerosol technology in agriculture]: Monografija / P.L. Lekomcev. Izhevsk: FGOU VPO Izhevskaja GSHA, 2006. 219 p.