The effect of seed protectants on the yield of spring wheat in the steppe zone of the Orenburg Cis-urals region

Full Text

В традиционных регионах возделывания яровой пшеницы по всему миру наблюдается большое количество вредоносных болезней растений, существенно снижающих валовой урожай и формирующих вполне реальные риски продовольственной безопасности населения [1, 2]. К примеру, только в России за первое десятилетие XXI века средний недобор урожая зерна от болезней составил 18,3 млн т в год, а в разрезе отдельных лет варьировал от 8,5 до 25,0 млн т [3].

Одним из главных путей обеспечения производства продовольственного зерна в объёмах, достаточных для продовольственной независимости и реализации экспортного потенциала РФ, является эффективное использование биоклиматических ресурсов территории и генетического потенциала возделываемых сортов [4-8]. В соответствии с этим исключение потерь потенциального урожая зерновых культур, связанных с болезнями растений, имеет высокую актуальность [9].

Цель исследований – повышение урожайности зерна яровой пшеницы.

Задача исследований – оценить прибавку урожайности зерна разнобиологических сортов яровой пшеницы и выявить наиболее эффективные препараты для предпосевной обработки семян в условиях степной зоны Оренбургского Предуралья.

Материал и методы исследований. Исследования проводили в 2015-2018 гг. на учебно-опытном поле Оренбургского ГАУ на чернозёмах южных среднемощных тяжелосуглинистых. В пахотном слое почвы чернозёмы содержат до 4,4% гумуса, 4,5 мг/100 г почвы – подвижного фосфора и 27 мг/100 г почвы – обменного калия. Реакция почвенного раствора близка к нейтральной (7,8) [10].

В схему опыта включены сорта яровой пшеницы: Оренбургская 10 (твердая), Юго-Восточная 2 (мягкая), Л 503 (мягкая) и протравители семян: Сценик Комби (1,5 л/т), ТМТД Плюс (2,5 л/т), Турион (0,35 л/т), Раксил Ультра (0,25 л/т) и Фитоспорин М (1,0 л/т) [11].

Агротехника соответствовала зональной. Полевые опыты сопровождались фенологическими наблюдениями, определением полноты всходов и плотности продуктивного стеблестоя, фитометрических параметров, степени поражения растений корневыми гнилями, урожайности и качества зерна в соответствии с общепринятыми методиками.

В качестве наземной метеорологической информации использовали данные метеорологических станций Росгидромета [12]. Математическая обработка экспериментальных и статистических данных проводилась стандартными методами корреляционного анализа [13] в Microsoft Office Excel.

Результаты исследований. В результате проведённых в 2015 -2018 гг. исследований установлено, что урожайность яровой пшеницы значительно изменялась под воздействием протравителей семян и существенно зависела от погодных условий. Характер и направление изменчивости урожайности определялись ещё и сортовыми особенностями культуры (табл. 1).

 

Таблица 1. Урожайность зерна различных сортов яровой пшеницы по вариантам опыта, 2015-2018 гг.

Фактор В.  Протравитель семян, норма расхода препарата	Фактор А. Урожайность зерна, т/га
	2015 г.	2016 г.	2017 г.	2018 г.	Средняя
	Оренбургская 10
Контроль – б/о	0,79	0,39	0,75	0,91	0,71
Сценик Комби, 1,5 л/т	0,91	0,42	0,81	1,07	0,80
ТМТД+, 2,5 л/т	0,91	0,51	0,95	1,13	0,88
Турион, 0,35 л/т	0,82	0,43	0,83	1,25	0,83
Раксил Ультра, 0,25 л/т	0,84	0,42	0,82	1,23	0,83
Фитоспорин М, 1 л/т	0,77	0,42	0,76	1,02	0,74
Средняя по сорту	0,84	0,43	0,82	1,10	0,80
	Юго-Восточная 2
Контроль – б/о	0,85	0,80	0,82	1,18	0,91
Сценик Комби, 1,5 л/т	1,07	0,87	1,05	1,27	1,07
ТМТД+, 2,5 л/т	1,13	0,82	1,13	1,20	1,07
Турион, 0,35 л/т	1,14	0,88	1,25	1,15	1,11
Раксил Ультра, 0,25 л/т	1,27	0,81	1,29	1,21	1,15
Фитоспорин М, 1 л/т	0,92	0,68	0,86	1,18	0,91
Средняя по сорту	1,06	0,81	1,07	1,20	1,03
	Л-503
Контроль – б/о	0,63	0,79	0,87	1,17	0,87
Сценик Комби, 1,5 л/т	0,76	0,84	0,97	1,21	0,95
ТМТД+, 2,5 л/т	0,72	0,80	0,87	1,26	0,91
Турион, 0,35 л/т	0,73	0,88	0,99	1,36	0,99
Раксил Ультра, 0,25 л/т	0,74	0,81	0,89	1,20	0,91
Фитоспорин М, 1 л/т	0,63	0,68	0,86	1,14	0,83
Средняя по сорту	0,70	0,80	0,91	1,22	0,91
Средняя по опыту	0,86	0,68	0,93	1,17	0,91
НСР05, т/га, для фактора А	0,07	0,02	0,07	0,06
для фактора В и взаимодействия АВ	0,05	0,01	0,05	0,04
для частных средних	0,12	0,03	0,13	0,10

Примечание: б/о – без обработки семян.

 

Наивысшая урожайность – 1,36 т/га – была получена в 2018 г. на делянках сорта Л-503 при обработке семян протравителем Турион (0,35 л/т). При применении этого же препарата урожайность, превысившая 1,20 т/га, отмечена и на делянках сорта Оренбургская 10 (1,25 т/га) в том же году и на делянках сорта Юго-Восточная 2 (1,25 т/га) в 2017 г. Близкая к ним урожайность 1,23; 1,26; 1,27; 1,27 и 1,29 т/га в 2018 г. была получена соответственно в посевах сорта Оренбургская 10 при обработке семян препаратом Раксил Ультра (0,25 л/т), в посевах сорта Л-503 при применении протравителя семян ТМТД+ (0,35 л/т) и на делянках сорта Юго-Восточная 2 при обработке семян препаратом Сценик Комби (1,5 л/т), а также в посевах сорта Юго-Восточная 2 при использовании протравителя семян Раксил Ультра (0,25 л/т) в 2015 и 2017 годах.

Наименьшая урожайность отмечена в 2016 г. на контрольных делянках (без обработки семян) сорта Оренбургская 10 (0,39 т/га). Самой низкой оказалась и прибавка урожайности при применении протравителей семян, составившая по отдельным препаратам: 0,03 (Сценик Комби (1,5 л/т), Раксил Ультра (0,25 л/т), Фитоспорин (1, 0 л/т)) и 0,04 (Турион, 0,35 л/т) т/га.

В 2016 г. низкая за четырёхлетний период исследований урожайность наблюдалась и на экспериментальных делянках других сортов, оказавшаяся выше средней по сорту Оренбургская 10 (0,43 т/га) на 0,37 (Л-503) и 0,38 т/га (Юго-Восточная 2) и составившая в среднем по опыту 0,68 т/га.

Погодные условия 2016 г. характеризовались повышенными термическими ресурсами и невысоким количеством атмосферных осадков за период вегетации яровой пшеницы. Так, сумма активных температур оказалась самой высокой за четырёхлетний период исследований (2603˚С) и превысила среднемноголетние значения (1990-2019 гг.) на 166˚С или 6,8%. Самой высокой оказалась и среднесуточная температура воздуха (21,2˚С), с превышением нормы на 1,4˚С или 7,1%. На фоне относительно невысокого количества осадков (114 мм), на 40 мм (или 26,0%) меньшего среднемноголетних значений, сложились крайне напряжённые условия увлажнения, особенно в июне и июле, когда ГТК Селянинова был ниже 0,4 единиц (0,24-0,34), свидетельствуя о сухих гидротермических условиях. В дополнение к этому за весь период вегетации яровой пшеницы не было отмечено ни одного агрономически ценного дождя (более 10 мм). Осадки выпадали небольшими количествами (0,3-7,4 мм), что при высокой солнечной инсоляции значительно снижало их эффективность.

В 2015, 2017 и 2018 гг. средняя по опыту урожайность испытуемых сортов была выше, чем в 2016 г., на 0,18, 0,25 и 0,49 т/га (или 24,4, 36,7 и 72,1%) соответственно, в целом же за период исследований оказалась равной 0,91 т/га.

В 2015 г. отмечено самое высокое количество атмосферных осадков за вегетационный период яровой пшеницы (155 мм), оказавшееся равным среднемноголетним значениям (154 мм). Осадки выпадали крайне небольшими количествами (0,1-5,4 мм) и, как и в 2016 г., на фоне высокой среднесуточной температуры воздуха (20,4˚С) не создавали благоприятных условий увлажнения. Особенно напряжённый гидротермический режим сложился в июне и июле, когда ГТК Селянинова составил только 0,29-0,43 единицы. Особенностью 2015 г. было самое незначительное количество осадков холодного периода, предшествующего посеву (октябрь – март), составившее 118 мм или 67,8% от среднемноголетних значений и не обеспечившее эффективного пополнения почвенных влагозапасов.

В 2017 и 2018 гг., отличившихся более высокой урожайностью, чем предыдущие два года, отмечена заметно снизившаяся среднесуточная температура воздуха в период вегетации яровой пшеницы, составившая 19,6 и 19,7˚С соответственно. Сумма активных температур воздуха не превышала нормы, особенно в 2017 г., когда она была ниже среднемноголетних значений на 31˚С. При меньшем на 35 мм (или 22,5%) количестве атмосферных осадков периода вегетации в 2017 г. они характеризовались высокой приближённостью к норме в особенно ответственные месяцы: 103% от среднемноголетних значений в мае, 89,7% в июне и 75,0% в июле. Достаточно близким к норме (174 мм) режим увлажнения оказался и в предшествующий посеву холодный период (с октября по март) – в виде дождя и снега выпало 170 мм осадков или 97,7% от нормы. Указанные особенности метеорологических условий 2017 г., при традиционной для зоны исследований засушливости климата, обеспечили, в сравнении с предшествующими годами (2015 и 2016 гг.), более комфортные условия произрастания яровой пшеницы и способствовали более высокой реализации её урожайного потенциала. Между тем следует отметить и негативные факторы, помешавшие ещё более высокой реализации потенциала продуктивности исследуемых сортов. Среди них следует отметить длительные междождевые периоды в критические фазы, к примеру, с 23 июня по 11 июля (выход в трубку-колошение), а также с 20 июля по 30 августа (формирование и налив зерна), когда за 40 дней выпало только 5,3 мм осадков.

Отличительной метеорологической особенностью 2018 г., при достаточно напряжённом гидротермическом режиме вегетации в целом, а также по периодам вегетации в отдельности, стало меньшее, в сравнении со среднемноголетними значениями, количество активных температур (2418˚С). Меньшей, только на 0,1˚С превысившей показатели 2017 г., была среднесуточная температура воздуха (19,7˚С). Существенным дополнением невысокого, составившего только 96 мм
(или 62,3% от среднемноголетних значений), количества атмосферных осадков периода вегетации, стало близкое к среднемноголетним значениям количество осадков осенне-зимнего периода, предшествующего посеву – 165 мм (или 94,2%). Летние осадки, не самые обильные за период исследований, выпадали в агрономически ценных количествах (более 10 мм), значительно снижая напряженность в критические фазы развития яровой пшеницы: 18,3 мм – 11 мая (всходы – кущение), 15,3 мм – 6 июня (выход в трубку-колошение), 15,8 мм – 18 июля (цветение – налив зерна). Приведённые особенности увлажнения и температурного режима периода вегетации 2018 г. позволили растениям яровой пшеницы более полно реализовать свой генетический потенциал, чем в предыдущие годы, несмотря на то, что гидротермические (по ГТК Селянинова) условия весенне-летнего периода были самыми напряжёнными из четырех лет полевых исследований.

В разрезе сортов самая высокая урожайность зерна, в среднем по всем протравителям семян, отмечена в посевах пшеницы Юго-Восточная 2 (1,03 т/га), превысившая урожайность сортов Л-503 (0,91 т/га) и Оренбургская 10 (0,80 т/га) на 0,12 и 0,23 т/га или 13,2 и 28,7%.

Следует отметить и более высокую продуктивность мягкой пшеницы (в среднем по сортам Л-503 и Юго-Восточная 2), превзошедшую по урожайности зерна твёрдую пшеницу (Оренбургская 10) на 0,13 т/га (или 15,5%).

Среди апробированных протравителей семян наиболее эффективными по влиянию на урожайность зерна оказались Турион (0,35 л/т), Раксил Ультра (0,25 л/т), ТМТД+ (2,5 л/т) и Сценик Комби (1,5 л/т), обеспечившие за период исследований в среднем по трём сортам примерно равную урожайность зерна – 0,94-0,97 т/га, превысившую контроль на 0,11, 0,12, 0,13 и 0,14 т/га или 13,2, 14,4, 15,6 и 16,8%, соответственно.

В этом отношении применение Фитоспорина М (1 л/т) оказалось неэффективным и сопроводилось даже снижением урожайности по отношению к контролю (табл. 2).

 

Таблица 2. Урожайность зерна яровой пшеницы при применении различных протравителей семян, средняя по трём сортам, 2015-2018 гг.

Вариант опыта	Урожайность зерна, т/га
	2015 г.	2016 г.	2017 г.	2018 г.	Средняя
Контроль – б/о	0,75	0,66	0,81	1,08	0,83
Сценик Комби, 1,5 л/т	0,91	0,71	0,94	1,18	0,94
ТМТД +, 2,5 л/т	0,92	0,71	0,98	1,19	0,95
Турион, 0,35 л/т	0,89	0,73	1,02	1,25	0,97
Раксил Ультра, 0,25 л/т	0,95	0,68	1,00	1,21	0,96
Фитоспорин М, 1 л/т	0,77	0,62	0,83	1,11	0,82
Средняя по опыту	0,86	0,68	0,93	1,17	0,91

Примечание: б/о – без обработки семян.

 

В результате детального анализа временной и пространственной динамики урожайности выявлена существенная вариабельность её прибавки при применении различных протравителей семян в разрезе исследуемых сортов яровой пшеницы.

Наибольшая прибавка урожайности к контролю (без обработки семян) в среднем за четыре года исследований (2015-2018 гг.), составившая 0,24 т/га или 27,6%, получена при предпосевной обработке семян пшеницы сорта Юго-Восточная 2 препаратом Раксил Ультра (0,25 л/т). Очень близкая (0,20 т/га), только на 0,04 т/га или 4,1 п.п. (процентных пункта) меньшая, прибавка урожайности отмечена на делянках этого же сорта при применении протравителя семян Турион (0,35 л/т). Достаточно высокое отклонение от контроля, составившее 0,16 т/га или 17,5 и 18,7%, соответственно, обеспечило и протравливание семян препаратами Сценик Комби (1,5 л/т) и ТМТД + (2,5 л/т). Положительного эффекта от применения препарата Фитоспорин М (1 л/т) не выявлено, прибавка урожайности оказалось близкой к нулю с отрицательной направленностью в отдельные годы.

В целом сорт пшеницы Юго-Восточная 2 в сложившихся метеорологических условиях оказался самым отзывчивым на применение протравителей семян. Средняя по сорту прибавка урожайности составила 0,15 т/га или 17,4%, что на 0,04 и 0,05 т/га или 3,3 и 4,8 п.п. больше, чем при применении тех же препаратов на сортах Оренбургская 10 и Л-503, соответственно

В разрезе отдельных препаратов конкуренцию сорту Юго-Восточная 2 по прибавке урожайности составил только сорт Оренбургская 10. При предпосевной обработке семян препаратом ТМТД+ (2,5 л/т) отклонение урожайности от контроля в абсолютном выражении было практически таким же (0,17 т/га), а в относительном выражении оказалось даже на 5,4 п.п. выше (рис. 1).

 

Рис. 1. Прибавка урожайности зерна яровой пшеницы при обработке семян различными протравителями, т/га, среднее за 2015-2018 гг.

 

Протравливание семян препаратами Раксил Ультра (0,25 л/т) и Турион (0,35 л/т) обеспечило высокую прибавку урожайности в посевах сорта Оренбургская 10, оказавшуюся равной 0,12 т/га (14,4 и 15,5%). Эффективность Сценика Комби (1,5 л/т) и особенно Фитоспорина М (1 л/т) была значительно ниже, прибавка урожайности оказалась равной только 0,09 и 0,03 т/га, что на 12,0 и 19,5 п.п. меньше, чем при применении ТМТД+ (2,5 л/т).

Влияние предпосевной обработки семян на урожайность пшеницы сорта Л-503 было самым низким за четырёхлетний период. Только при применении протравителя Турион (0,35 л/т) прибавка урожайности оказалась равной прибавке сорта Оренбургская 10 (0,12 т/га), однако в относительном выражении она была ниже на 1,3 п.п. При применении препарата Фитоспорин М (1 л/т) наблюдалась отрицательная к контролю прибавка урожайности, составившая 0,04 т/га или 4,3%.

В разрезе отдельных лет наибольшая в полевом эксперименте прибавка урожайности, составившая 0,42 и 0,47 т/га или 49,4 и 57,3%, получена при протравливании семян пшеницы Юго-Восточная 2 препаратом Раксил Ультра (0,25 л/т) под посев 2015 и 2017 гг. В 2015 и 2017 гг. высокие прибавки, на уровне 0,28 и 0,31 т/га (или 33,0 и 37,8%), 0,29 и 0,43 т/га (или 34,1 и 52,4%), отмечены на этом же сорте и при использовании препаратов ТМТД (2,5 л/т) и Турион (0,35 л/т).

Высокие прибавки урожайности отмечены и при обработке семян пшеницы Оренбургская 10 препаратами Турион (0,35 л/т) и Раксил Ультра (0,25 л/т) в 2018 г.

Самая высокая прибавка урожайности по сорту Л-503 отмечена в 2018 г. Она составила 0,19 т/га или 16,2% по отношению к контролю при применении препарата Турион (0,35 л/т), что оказалось ниже на 0,28 т/га или на 41,1 п.п. лучшего в опыте результата.

При сравнении видов пшеницы по их отзывчивости на протравливание семян более высокая прибавка урожайности получена на делянках твёрдой пшеницы Оренбургская 10 (0,11 т/га или 14,1%), нежели в среднем по двум сортам мягкой пшеницы Л-503 и Юго-Восточная 2 (0,10 т/га или 12,0%). В индивидуальном порядке в данном отношении испытуемые сорта в порядке убывания расположились следующим образом: мягкая пшеница Юго-Восточная 2, твёрдая пшеница Оренбургская 10, мягкая пшеница Л-503.

Анализ прибавки урожайности в разрезе протравителей семян показал, что в среднем по трём сортам наибольшее отклонение от контроля, составившее 0,14 т/га или 16,8%, в среднем за четыре года получено при использовании препарата Турион (0,35 л/т) (рис. 2). Далее, в порядке убывания, расположились препараты Раксил Ультра (0,25 л/т) с абсолютной прибавкой урожайности в 0,13 т/га (15,6%), ТМТД +, обеспечивший прирост в 0,12 т/га (14,4%) и Сценик Комби – 0,11 т/га (13,2%). При применении препарата Фитоспорин М (1 л/т) отмечена отрицательная тенденция, сопровождающаяся снижением урожайности.

 

Рис. 2. Динамика прибавки урожайности зерна яровой пшеницы при обработке семян различными протравителями в среднем по трём сортам, среднее за 2015-2018 гг.

 

Наибольшие прибавки урожайности в среднем по трём испытуемым сортам в разрезе отдельных лет были получены в 2015 и 2017 гг. Наилучший результат в 2017 г., составивший 0,21 т/га или 25,9%, отмечен при использовании препарата Турион (0,35 л/т). Незначительно уступил ему Раксил Ультра (0,25 л/т), обеспечивший высокую прибавку урожайности в оба года, 0,19 и 0,20 т/га или 23,4 и 26,6%, соответственно. Высокой прибавкой урожайности в эти годы сопровождалось и предпосевное протравливание семян препаратом ТМТД +, составившее 0,17 т/га или 21,0 и 22,6%, соответственно.

Заключение. Применение протравителей семян позволяет повысить урожайность зерна яровой пшеницы. Самым отзывчивым на применение протравителей семян оказался сорт Юго-Восточная 2. Средняя прибавка урожайности составила 0,15 т/га или 17,4%, что на 0,04 и 0,05 т/га или на 3,3 и 4,8 п.п. больше, чем на сортах Оренбургская 10 и Л-503. Наибольшую эффективность по влиянию на урожайность зерна твёрдой пшеницы показали препараты ТМТД+ (2,5 л/т) и Турион (0,35 л/т), в посевах мягкой пшеницы (в среднем по двум сортам) наибольшую прибавку урожайности обеспечили Турион (0,35 л/т) и Раксил Ультра (0,25 л/т).

About the authors

Ajslu A. Kuteeva

Branch of the Federal state budgetary institution «Russian agricultural center» in the Orenburg region

Author for correspondence.
Email: ais.kuteeva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0881-2989

candidate

Russian Federation, Orenburg

Gennady F. Yartsev

Orenburg State Agrarian University

Email: gf_yarcev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4441-7345

Doctor of Agricultural Sciences, Professor

Russian Federation, Orenburg

References

Supplementary files