Email this article Productivity and grain quality of winter wheat varieties using biostimulants Megafol and Quantis in the conditions of Tatarstan Republic
- Authors: Amirov M.F.1, Cvetkov T.S.1
-
Affiliations:
- Kazan State Agrarian University
- Issue: Vol 10, No 2 (2025)
- Pages: 3-10
- Section: AGRICULTURE
- URL: https://bulletin.ssaa.ru/1997-3225/article/view/685380
- DOI: https://doi.org/10.55170/1997-3225-2025-10-2-3-10
- ID: 685380
Cite item
Full Text
Abstract
The research was conducted to study the effects of biostimulants Megafol and Quantis on the yield and grain quality of winter soft wheat varieties Marathon and Fotinha. The work was carried out in 2021-2023 in the Pre-Kama region of the Republic of Tatarstan. Field experiments were conducted on the territory of Agrobiotechnopark LLC in Kazan State Agrarian University. The soil of the experimental site is gray forest, medium loamy. The agrochemical characteristics of the soil are as follows: humus according to Tyurin 3.4%, mobile phosphorus content 250-270 mg / kg and exchangeable potassium 170 mg/kg according to Kirsanov, soil acidity close to neutral 6.6 pH. Field experiment scheme: 1) Without spraying crops with biostimulators – control; 2) Spraying plants with biostimulator Megafol 2 l/ha; 3) Spraying plants with biostimulator Quantis 2 l/ha; 4) Spraying plants with biostimulators Megafol 1 l/ha and Quantis 1 l/ha. The sowing rate of winter wheat is 5.5 million. germinating seeds per 1 ha. N32P32K32 was introduced under pre-sowing cultivation, and early spring fertilization with ammonium nitrate
N34 was carried out. The use of the biostimulator Megafol with a dose of 2 liters/ha provided an increase in yields over the years of research for the Marathon variety by 4.4%, for the Fotinha variety by 3.9%, and when using the biostimulator Quantis with a dose of 2 liters/ha, the yield increase for the Marathon variety reached 6.1%, for the Fotinha variety 4.8%. The maximum grain yield, on average for 2022-2023, with joint spraying of plants with biostimulants Megafol 1 l/ha + The quantis of 1 l/ha was 8.01 t/ha for Marathon grade and 7.14 t/ha for Fotinha grade.
Full Text
В решении задач агропромышленного комплекса по повышению урожайности и качества зерна озимой пшеницы важную роль играет адаптация сорта к условиям выращивания. Приоритет сортов в формировании урожайности определяется уровнем его генетического потенциала продуктивности, который является первичным и ведущим [1, 4]. Для реализации генетически заложенного потенциала продуктивности очень важно создать оптимальные условия в соответствии с биологическими особенностями сорта [2, 3]. Это наличие и доступность влаги, элементов питания, оптимальный тепловой режим. Также важным условием представляется повышение активности самих растений в период формирования зерна и активного накопления органических веществ в ней [5, 6]. При разработке технологии выращивания озимой пшеницы необходимо знать особенности биологии сорта и планировать соответствующую архитектонику растений. Больше внимания следует уделять формированию продуктивности колоса, обеспечению его элементами питания, особенно во второй половине вегетации растений [7]. Технологические приемы, используемые при выращивании культуры, призваны, с одной стороны, создать наиболее благоприятные условия развития биологического потенциала растений, с другой – максимально нивелировать воздействие на культурное растение неблагоприятных абиотических и биотических факторов [8, 9]. Особенностью этого процесса является многовариантность в решении поставленных задач, позволяющий использовать для достижения одной и той же цели различные приёмы [10, 11]. Несмотря на то, что адаптивно-интегрированный подход к совместному использованию агроприемов и средств химизации при выращивании зерновых культур обеспечивает существенные и стабильные прибавки урожая, они требуют регулярного изучения для корректировки агротехнологий [12].
Цель исследований: совершенствование элементов технологии при возделывании озимой мягкой пшеницы сортов Марафон и Фотинья.
Задачи исследований: изучить влияние биостимуляторов Мегафол и Квантис на сохранность и структуру урожая озимой пшеницы; определить урожайность и качество зерна сортов озимой пшеницы на изучаемых вариантах.
Материалы и методы исследований. Экспериментальная работа проведена на базе ООО «Агробиотехнопарк» при ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ» в 2021-2023 гг. Полевые опыты проводились на серых лесных почвах с содержанием гумуса 3,4%, подвижного фосфора 250-270 мг/кг, обменного калия 170 мг/кг (по Кирсанову в модификации ЦИНАО), кислотностью почвы – 6,6 рН. Объектом исследования служили сорта озимой пшеницы Марафон и Фотинья. Предметом исследований являлись биостимуляторы Мегафол (содержащий: витамины, аминокислоты, белки, бетаины) и Квантис (содержащий: азот, органический углерод, сульфаты, аспарагиновую и глутаминовую кислоты, аланин, глицин, пролин, обогащенный калием, кальцием, фосфором, серой, бором, цинком и марганцем). Полевые опыты закладывались 4-ех кратной повторности, общая площадь делянок – 30 м2, учетная – по 25 м2. Предшественник – чистый пар.
Схема полевого опыта предусматривала следующие варианты:
- Без опрыскивания посевов биостимуляторами – контроль;
- Опрыскивание вегетирующих растений в ВВСН 39 (флаговый лист) биостимулятором Мегафол 2 л/га;
- Опрыскивание вегетирующих растений в ВВСН 39 (флаговый лист) биостимулятором Квантис 2 л/га;
- Опрыскивание вегетирующих растений в ВВСН 39 (флаговый лист) биостимуляторами Мегафол 1 л/га и Квантис 1 л/га.
Использованная в исследованиях агротехника общепринятая. Норма высева озимой пшеницы 5,5 млн. всхожих семян на 1 га. Предусмотрено под предпосевную культивацию внесение минеральных удобрений N32P32K32, ранневесенняя подкормка аммиачной селитрой N34, использование пестицидов для уничтожения сорной растительности, вредителей и болезней при достижении порога их вредоносности. Уборку урожая проводили в начале фазы полной спелости зерна прямым комбайнированием. Учёт фактической урожайности по делянкам выполняли с пересчётом на 14% влажность и 100% чистоту зерна. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М. : Агропромиздат, 1985 ; Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований), 2012. 352 с.).
Метеорологические условия в период вегетации озимой пшеницы 2021-2022 годы были благоприятными для роста и развития озимой пшеницы (рис. 1). Условия 2023 года из-за незначительных осадков во второй и третьей декадах июня негативно отразились на продуктивности озимой пшеницы (рис. 2).
Рис. 1. Метеорологические условия в период вегетации озимой пшеницы, 2021-2022 гг.
Рис. 2. Метеорологические условия в период вегетации озимой пшеницы, 2022-2023 гг.
Результаты исследований. Одним из важных параметров посева озимой пшеницы, определяющего урожайность зерна, является густота стояния растений. На сохранность растений к моменту уборки урожая влияют сортовые особенности культуры, метеорологические условия как за весь вегетационный период, так и в отдельные фазы развития. В 2021-2022 гг. полевая всхожесть озимой пшеницы сорта Марафон были в пределах 70,4…72,5 %, а в 2022-2023 гг. - 74,0…74,9 % (табл. 1). По сорту озимой пшеницы Фотинья сильного отличия от сорта Марафон по полевой всхожести не было, в среднем за 2021-2023 гг. - в пределах 72,4…73,4 %.
Таблица 1. Количество всходов и полевая всхожесть сортов озимой пшеницы в зависимости от опрыскивания биостимуляторами Мегафол и Квантис
Сорт (А) | Опрыскивание (В) | 2022 г. | 2023 г. | Среднее | |||
Количество | Полевая | Количество | Полевая | Количество | Полевая | ||
Марафон | 1. Контроль | 387 | 70,4 | 408 | 74,2 | 398 | 72,3 |
2. Мегафол | 387 | 70,4 | 410 | 74,6 | 399 | 72,5 | |
3. Квантис | 395 | 71,8 | 407 | 74,0 | 401 | 72,9 | |
4. Мегафол + Квантис | 399 | 72,5 | 412 | 74,9 | 406 | 73,7 | |
Фотинья | 1. Контроль | 394 | 71,6 | 413 | 75,1 | 404 | 73,4 |
2. Мегафол | 389 | 70,7 | 412 | 74,9 | 401 | 72,8 | |
3. Квантис | 387 | 70,4 | 414 | 75,3 | 401 | 72,9 | |
4. Мегафол + Квантис | 385 | 70,0 | 411 | 74,7 | 398 | 72,4 | |
НСР05 для | (А)=5,204; |
| (А)=6,002; |
|
|
| |
По сорту Марафон в 2022 году при опрыскивании биостимуляторами Квантис (3 вариант) и Мегафол+Квантис (4 вариант) количество сохранившихся растений было больше, чем на контроле, а в 2023 году сохранность растений было выше контроля по всем вариантам опыта (табл. 2). Количество растений к уборке сорта Марафон в среднем за 2021-2023 гг. на контрольном варианте составили 261 шт./м2, а при опрыскивании растений биостимуляторами Мегафол и Квантис – 271 шт./м2.
Таблица 2. Сохранность растений сортов озимой пшеницы в зависимости от опрыскивания биостимуляторами Мегафол и Квантис
Сорт (А) | Опрыскивание (В) | 2022 г. | 2023 г. | Среднее | |||
Количество растений | Сохранность растений, % | Количество растений | Сохранность растений, % | Количество растений | Сохранность растений, % | ||
Марафон | 1. Контроль | 258 | 66,7 | 264 | 64,7 | 261 | 65,7 |
2. Мегафол | 258 | 66,6 | 268 | 65,4 | 263 | 66,0 | |
3. Квантис | 268 | 67,8 | 271 | 66,6 | 270 | 67,2 | |
4. Мегафол + Квантис | 273 | 68,3 | 269 | 65,3 | 271 | 66,8 | |
Фотинья | 1. Контроль | 273 | 69,3 | 283 | 68,5 | 278 | 68,9 |
2. Мегафол | 266 | 68,4 | 283 | 68,7 | 275 | 68,6 | |
3. Квантис | 264 | 68,2 | 285 | 68,8 | 275 | 68,5 | |
4. Мегафол + Квантис | 260 | 67,5 | 282 | 68,6 | 271 | 68,1 | |
НСР05 для | (А)=3,171; |
| (А)=3,972; |
|
|
| |
Опрыскивание растений сорта Фотинья в ВВСН 39 (флаговый лист) биостимуляторами Мегафол и Квантис не повлияли на количество сохранившихся растений к моменту уборки.
По сорту Марафон увеличение количества продуктивных стеблей и числа колосков в колосе в 2022 году отметили по 3-му и 4-му вариантам, а в 2023 году по 2-му и 3-му (табл. 3). При использовании Мегафол+Квантис количество продуктивных стеблей увеличилось до 653 шт./м2, а число колосков в колосе осталось на уровне контроля.
Таблица 3. Количество продуктивных стеблей сортов озимой пшеницы в зависимости от опрыскивания биостимуляторами Мегафол и Квантис
Сорт (А) | Опрыскивание (В) | 2022 г. | 2023 г. | Среднее | |||
Количество | Число колосков в колосе, шт. | Количество | Число колосков в колосе, шт. | Количество | Число колосков в колосе, шт. | ||
Марафон | 1. Контроль | 483 | 15,2 | 510 | 15,0 | 497 | 15,1 |
2. Мегафол | 484 | 15,3 | 562 | 15,5 | 523 | 15,4 | |
3. Квантис | 501 | 15,4 | 526 | 15,7 | 514 | 15,6 | |
4. Мегафол + Квантис | 521 | 15,7 | 653 | 15,0 | 587 | 15,4 | |
Фотинья | 1. Контроль | 504 | 15,1 | 550 | 14,1 | 527 | 14,6 |
2. Мегафол | 485 | 15,4 | 540 | 14,6 | 513 | 15,0 | |
3. Квантис | 482 | 15,2 | 568 | 15,0 | 525 | 15,1 | |
4. Мегафол + Квантис | 471 | 15,1 | 548 | 15,0 | 510 | 15,1 | |
НСР05 для | (А)=4,741; | (А)=0,208; | (А)=6,600; | (А)=0,289; |
|
| |
По сорту Фотинья опрыскивания не увеличили количество продуктивных стеблей, кроме биостимулятора Квантис в 2023 году, Мегафол увеличил число колосков в колосе в 2022 и 2023 году, а Квантис и Мегафол+Квантис только в 2023 году. При анализе элементов структуры урожая сорта Марафон выяснили, что в 2022 году опрыскивание Мегафолом увеличило массу зерна с 1 колоса на 3,8 %, массу 1000 зерен на 1,5 г по сравнению с контролем, опрыскивание Квантисом увеличило эти показатели на 8,5 % и на 2,0 г соответственно (табл. 4).
Таблица 4. Элементы структуры урожая сортов Марафон и Фотинья в зависимости от опрыскивания биостимуляторами Мегафол и Квантис
Сорт (А) | Опрыскивание (В) | 2022 г. | 2023 г. | Среднее | |||
Масса зерна | Масса | Масса зерна | Масса | Масса зерна | Масса | ||
Марафон | 1. Контроль | 1,30 | 40,7 | 1,55 | 43,5 | 1,43 | 42,1 |
2. Мегафол | 1,35 | 42,2 | 1,46 | 44,1 | 1,41 | 43,2 | |
3. Квантис | 1,41 | 42,7 | 1,51 | 43,1 | 1,46 | 42,9 | |
4. Мегафол + Квантис | 1,43 | 43,3 | 1,32 | 44,1 | 1,38 | 43,7 | |
Фотинья | 1. Контроль | 1,34 | 39,3 | 1,23 | 38,5 | 1,29 | 38,9 |
2. Мегафол | 1,44 | 41,1 | 1,31 | 40,9 | 1,38 | 41,0 | |
3. Квантис | 1,47 | 42,0 | 1,25 | 39,0 | 1,36 | 40,5 | |
4. Мегафол + Квантис | 1,45 | 41,3 | 1,38 | 41,9 | 1,42 | 41,6 | |
НСР05 для | (А)=0,055; | (А)=1,148; | (А)=0,042; | (А)=1,211; |
|
| |
При совместном использовании Мегафола и Квантиса масса зерна с 1 колоса увеличилась на 10,0 %, масса 1000 зерен на 2,6 г. В 2023 году увеличение массы 1000 зерен на 0,6 г было при использовании биостимулятора Мегафол и Мегафол+Квантис, а масса зерна с 1 колоса была меньше, чем в контроле. У сорта Фотинья элементы структуры в зависимости от погодных условий года менялись иначе, чем у сорта Марафон, что в 2022 году опрыскивание Мегафолом увеличило массу зерна с 1 колоса на 7,5 %, массу 1000 зерен на 1,8 г по сравнению с контролем, опрыскивание Квантисом увеличило эти показатели на 9,7 % и на 2,7 г соответственно. Совместное использование Мегафола и Квантиса не превысило показателей, чем при обработке Квантисом, составив 8,2 % и 2,0 г. В 2023 году максимальное увеличение массы зерна с 1 колоса и массы 1000 зерен было при совместном использовании Мегафола и Квантиса. Опрыскивание посевов сорта Фотинья биостимулятором Мегафол 2 л/га увеличило в среднем за 2022-2023 гг. массу зерна с 1 колоса на 7,0 %, массу 1000 зерен на 2,1 г по сравнению с контролем, а при совместном опрыскивании стимуляторами Мегафол 1 л/га + Квантис 1 л/га эти показатели увеличились на 10,1 % и на 2,7 г соответственно.
Использование биостимулятора Мегафол дозой 2 л/га обеспечило прибавку урожайности за годы исследований по сорту Марафон 0,31 т/га или 4,4%, по сорту Фотинья - 0,26 т/га или 3,9%, а при использовании биостимулятора Квантис дозой 2 л/га прибавка урожайности по сорту Марафон достигла 6,1%, по сорту Фотинья 4,8% (табл. 5). Наибольшую прибавку в среднем за 2022-2023 годы получили при совместном опрыскивании растений биостимуляторами Мегафол 1 л/га + Квантис 1 л/га по сорту Марафон 0,98 т/га или 13,4%, по сорту Фотинья 0,41 т/га или 6,1%.
Таблица 5. Урожайность озимой пшеницы (т/га) в зависимости от использования биостимуляторов Мегафол и Квантис, 2022-2023 гг.
Сорт (А) | Опрыскивание (В) | Урожайность зерна, т/га | ± от контроля | |||
2022 г. | 2023 г. | Средняя | т/га | % | ||
Марафон | 1. Контроль | 6,25 | 7,80 | 7,03 | - | - |
2. Мегафол | 6,51 | 8,16 | 7,34 | 0,31 | 4,4 | |
3. Квантис | 7,05 | 7,86 | 7,46 | 0,43 | 6,1 | |
4. Мегафол + Квантис | 7,44 | 8,58 | 8,01 | 0,98 | 13,4 | |
Фотинья | 1. Контроль | 6,71 | 6,74 | 6,73 | - | - |
2. Мегафол | 6,97 | 7,01 | 6,99 | 0,26 | 3,9 | |
3. Квантис | 7,05 | 7,05 | 7,05 | 0,32 | 4,8 | |
4. Мегафол + Квантис | 6,79 | 7,49 | 7,14 | 0,41 | 6,1 | |
НСР05 для | (А)=0,217; | (А)=0,154; |
| |||
Содержание клейковины в зерне урожая 2022 года составила по сорту Марафон 33,9…34,6%, по сорту Фотинья - 36,0…39,0%, а в зерне урожая 2023 года - меньше на 4,8…5,7% по сорту Марафон, на 5,1…7,7% по Фотинья (табл. 6). Использование биостимулятора Мегафол дозой 2 л/га увеличила количество клейковины в зерне сорта Марафон на 0,8%, а в зерне сорта Фотинья – на 3,0%. Опрыскивание биостимулятором Квантис положительно повлияла на увеличение количества клейковины в зерне только по сорту Марафон. Совместное использование биостимуляторов Мегафол 1 л/га + Квантис 1 л/га обеспечили увеличение количества клейковины в зерне по сорту Марафон на 1,1%, по сорту Фотинья – на 1,6%.
Таблица 6. Количество клейковины в зерне озимой пшеницы (%) в зависимости от использования биостимуляторов Мегафол и Квантис, 2022-2023 гг.
Сорт (А) | Опрыскивание (В) | Количество клейковины, % | ± от контроля | ||
2022 г. | 2023 г. | среднее за | % | ||
Марафон | 1. Контроль | 33,9 | 28,2 | 31,1 | - |
2. Мегафол | 34,2 | 29,6 | 31,9 | 0,8 | |
3. Квантис | 34,0 | 29,4 | 31,7 | 0,6 | |
4. Мегафол + Квантис | 34,6 | 29,8 | 32,2 | 1,1 | |
Фотинья | 1. Контроль | 38,6 | 28,3 | 33,5 | - |
2. Мегафол | 39,0 | 33,9 | 36,5 | 3,0 | |
3. Квантис | 36,0 | 29,9 | 33,0 | - 0,5 | |
4. Мегафол + Квантис | 37,6 | 32,5 | 35,1 | 1,6 | |
Заключение. По итогам двухлетних исследований посевов озимой пшеницы авторы пришли к выводу, что применение биостимуляторов Мегафол и Квантис в ВВСН 39 (флаговый лист) существенно увеличило урожайность и качество зерна озимой пшеницы у обоих сортов по сравнению с контролем. Максимальная урожайность зерна, в среднем за 2022-2023 годы, при совместном опрыскивании растений биостимуляторами Мегафол 1 л/га + Квантис 1 л/га, по сорту Марафон составила 8,01 т/га, по сорту Фотинья - 7,14 т/га. Для повышения урожайности и качества зерна озимой пшеницы Марафон и Фотинья авторы рекомендуют использовать биостимуляторы Мегафол 1 л/га + Квантис 1 л/га в ВВСН 39 (флаговый лист).
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
About the authors
Marat F. Amirov
Kazan State Agrarian University
Author for correspondence.
Email: m.f.amirof@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-8585-1186
Doctor of Agricultural Sciences, Professor
Russian Federation, KazanTimyr S. Cvetkov
Kazan State Agrarian University
Email: m.f.amirof@rambler.ru
ORCID iD: 0009-0003-1396-7923
postgraduate student
Russian Federation, KazanReferences
- Malkanduev, Kh. A., Ashkhotov, A.M., Malkandueva, A. Kh., & Tutukova, D. A. (2012). Comparative evaluation of a new variety of soft winter wheat Yuzhanka at the variety sites of the North Caucasus Federal District. Agrarian Bulletin of the Urals, (7 (99)), 11-13. (in Russ.).
- Goryanina, T. A., & Goryanin, O. I. (2012). Cultivation of winter grain crops in the black earth steppe of the Middle Volga region. Bulletin of the Ulyanovsk State Agricultural Academy, (3 (19)), 14-17. (in Russ.).
- Galichenko, I. I. (2012). Winter wheat yield depending on its predecessors. Agriculture, (1), 35-36. (in Russ.).
- Markin, V. D., Markin, P. V., Shchekochikhina, Yu. V., & Shchetinin, P. B. (2021). Resistance of winter wheat varieties to unfavorable growing conditions and their yield. Nauka i Obrazovanie [Science and Education], 4(3). (in Russ.).
- Chikov, V. I. (2008). Evolution of ideas about the relationship between photosynthesis and plant productivity. Plant Physiology, 55(1), 140-154. (in Russ.).
- Lepekhov, S. B., & Korobeynikov, N. I. (2012). Conjugation of the area of the two upper leaves with the grain mass of the main ear of spring wheat. Bulletin of the Altai State Agrarian University, 97 (11), 057-060. (in Russ.).
- Goleva, G. G., Vashchenko, T. G., Kryukova, T. I., & Golev, A.D. (2016). The role of flag leaves in the formation of productivity of winter soft wheat plants (Triticum aestivum L.). Bulletin of the Voronezh State Agrarian University, (2), 31-42. (in Russ.).
- Borrill, P., Fahy, B., Smith, A. M., & Uauy, C. (2015). Wheat grain filling is limited by grain filling capacity rather than the duration of flag leaf photosynthesis: a case study using NAM RNAi plants. PloS one, 10(8), e0134947. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0134947.
- Fetyukhin, I. V., & Baranov, A. A. (2019). Integrated protection of winter wheat from weeds. Grain Economy of Russia, (1), 6-9. (in Russ.).
- Toigildin, A. L., Podsevalov, M. I., Toigildina, I. A., & Ostin, V. N. (2021). Phytosanitary status and productivity of winter wheat in crop rotations of the forest-steppe zone of the Volga region. Agrarian Science, 354(11-12), 82-87. (in Russ.).
- Kulikova, A. Kh., Yashin, E. A., Yashin, A. E., & Volkova, E. S. (2022). Influence of organic, organo-mineral and mineral fertilizer systems on soil properties and winter wheat yield in the Middle Volga region. Agrochemistry, (2), 13. (in Russ.).
- Amirov, M. F., Safiullin, A. Ya., Gilyazov, M. Yu., Zakharov, V. G., & Kadyrova, F. Z. (2023). Evaluation of the effectiveness of pre-sowing treatment of seeds and crops with biologically active substances on spring wheat in the conditions of the Kama region of the Republic of Tatarstan. Bulletin of the Kazan State Agrarian University No. 2, 70. (in Russ.).
Supplementary files
