Агрохимия, 2019, № 6, стр. 27-33

ВВЕДЕНИЕ

В Республике Узбекистан хлопчатник является важной сельскохозяйственной и технической культурой. В связи с особенностями почвенно-климатических условий, для стабильного получения урожая хлопка-сырца, требуется не только соблюдение правил агротехники и сбалансированного минерального питания, но и рациональное использование регуляторов роста растений (РРР) [1–3]. Проведение предпосевной обработки семян способствует повышению адаптации хлопчатника к неблагоприятным условиям среды, таким как засоление, водный дефицит и высокий температурный режим.

Применение РРР является экологически безопасным приемом в технологиях возделывания различных сельскохозяйственных культур, экономически выгодным способом повышения их урожайности, позволяющим полнее реализовывать потенциальные возможности растений и способствующим снижению пестицидной нагрузки, а также получению экологически чистой продукции.

Хлопчатник – теплолюбивая культура с продолжительным вегетационным периодом, поздним и растянутым во времени созреванием. Вот почему особенно важно сокращение ювенильного периода жизни растений с целью ускорения наступления цветения и созревания, а значит, и повышения доли урожая, убираемого до наступления заморозков [4]. Еще одной из проблем при культивировании хлопчатника является опадение плодоэлементов [5–7].

Известно, что в период плодообразования у хлопчатника происходят глубокие изменения физиологических процессов. Сохранение плодовых органов в большой степени зависит от температуры воздуха. Период наступления высоких экстремальных температур совпадает с наиболее важным периодом развития хлопчатника – фазой начала и массового цветения и формирования коробочек [8]. По мнению авторов, процессы опадения генеративных органов растений можно регулировать с помощью РРР [9].

Исходя из сказанного, следует, что для эффективного развития хлопководства желательно применение РРР, что способствует получению дружных и здоровых всходов, ускорению процессов бутонизации и цветения, созревания коробочек, в результате чего увеличивается доля раннего сбора.

В Институте химии растительных веществ им. акад. С.Ю. Юнусова АН Республики Узбекистан создан биостимулятор роста растений “учкун” [10], который имеет низкую норму расхода, малую токсичность, высокую эффективность, обеспеченность местной сырьевой базой. Биостимулятор представляет собой сумму биологически активных веществ (α-токоферол, полиизопреноидные спирты, фитостеролы, высшие алифатические спирты и др.), который применяют при норме расхода 5–10 г/т семян. Учкун повышает урожайность многих сельскохозяйственных культур (хлопчатника, пшеницы и др.) и защищает их от неблагоприятных условий (дефицита воды, засоленных почв) [2, 11]. Установлено, что препарат специфически влияет на гормональный статус хлопчатника, повышая действие ауксиновых гормонов [12]. Результаты проведенных многолетних испытаний показали, что учкун положительно влияет на рост и развитие технических и зерновых культур [13]. Он не уступает по биологической активности препаратам витавакс, гумату натрия и др. Использование препарата в малых дозах делает его перспективным для применения в сельском хозяйстве.

В другом хлопкосеющем регионе – Республике Таджикистан – применение регуляторов роста в хлопководстве в целях повышения урожая и его качества, устойчивости растений к неблагоприятным факторам внешней среды также считается одним из перспективных и эффективных приемов. Например, авторами работы [14] приведены результаты по влиянию биостимулятора биосил, примененного при предпосевной обработке семян хлопчатника на всхожесть семян, устойчивость растений к гоммозу, рост, развитие и урожайность. Показано стимулирующее воздействие биосила, начиная с прорастания семян и заканчивая созреванием урожая. Прибавка урожая хлопка-сырца от применения биосила в вегетацию составила 7.0–10.8 ц/га, а рентабельность – в пределах 192–216%.

Перспективным регулятором роста для культивирования хлопчатника является флороксан – оригинальный стимулятор роста растений на основе этилового эфира 2-гидрокси-2-(4-метиламинофенил)-3,3,3-трифторпропионовой кислоты, который ранее положительно зарекомендовал себя при использовании в посевах рапса, кукурузы и подсолнечника [15]. В интенсивном хлопководстве применение флороксана в жестких климатических условиях Узбекистана позволило бы получать дружные и здоровые всходы, ускорять сроки созревания урожая и поэтому имело бы и практическую перспективу.

В наших исследованиях последних лет было показано, что включение флороксана в составы комплексных протравителей для защиты культурных растений (рапса, пшеницы, кукурузы) от остатков гербицидов в почве позволило ускорить всхожесть семян, повысить энергию прорастания и увеличить количество биомассы растения в почвах, зараженных препаратом зингер (60% СП метсульфуронметила) [16, 17].

В 1992 г. препарат флороксан, по результатам 3-летних государственных испытаний, был рекомендован для временной регистрации на хлопчатнике. Распад СССР не позволил завершить регистрацию препарата. В процессе госиспытаний на хлопчатнике флороксан применяли в виде водного раствора как для предпосевной инкрустации семян в дозе 0.1 г/т семян, так и для опрыскивания вегетирующих растений в фазе 4‒5-ти настоящих листьев в дозе 20 г/га. В настоящее время предприняты попытки ревизии прежних достижений путем проведения испытаний с новой препаративной формой флороксана в виде суспензионного концентрата с использованием натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы [18]. Эту работу стоит рассматривать как первые шаги по восстановлению результатов биологических испытаний препарата флороксан.

Цель работы – изучение влияния предпосевной обработки семян хлопчатника новой формой препарата флороксан на развитие и урожайность культуры в условиях мелкоделяночного опыта в Ташкентской обл.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыт был заложен 23 апреля 2018 г. Для посева были использованы опушенные семена средневолокнистого хлопчатника G. hirsutum сорта Наманган-77. Семена хлопчатника обрабатывали методом замачивания семян на 12 ч в лабораторных условиях в 0.00001%-ном растворе флороксана. В качестве препарата сравнения был использован препарат учкун, который внесен в список пестицидов и агрохимикатов для применения в сельском хозяйстве Республики Узбекистан и рекомендован Госхимкомиссией РУз для применения в качестве стимулятора роста растений на хлопчатнике, огурце и томате. Посев семян проводили вручную. Испытания проводили в фермерском хозяйстве “Арофат Зие Нур” Букинского р-на Ташкентской обл. Площадь делянок 25 м², повторность опыта четырехкратная. Схема посадки – 90 × 20 (см), норма высева семян хлопчатника – 20–25 кг/га. Схема полевого опыта, варианты: 1 – контроль без обработки, 2 – обработка семян препаратом учкун (0.0001%), 3 – обработка семян препаратом флороксан (0.00001%).

Характерной особенностью климата Ташкентской обл. является резкая континентальность, засушливость, высокие температуры летом и низкие – зимой. Среднегодовая температура составляет 13.2°С. Среднемесячная максимальная температура – 27.4°С в июле, среднемесячная минимальная ––2.6°С приходится на январь. Сумма эффективных температур (превышающих 10°С) составляет 2293°С.

По почвенно-климатическому районированию территория фермерского хозяйства относится к поясу типичных сероземов с глубиной грунтовых вод 3–5 м, по гранулометрическому составу орошаемые типичные сероземы средне- и тяжелосуглинистые, подстилаемые лессовидными суглинками. Содержание гумуса в пахотном, подпахотном горизонтах составляло соответственно 1.28 и 0.73%, в средней части профиля почв – 0.47%. Содержание минеральных форм азота и подвижного фосфора в пахотном горизонте составляло соответственно 24.8 и 70.0 мг/кг, в подпахотном – их содержание резко снижалось до 0.80 и 22.5 мг/кг.

Допосевная обработка почвы включала ранневесеннее боронование и малование (выравнивание и уплотнение верхнего слоя почвы на орошаемых участках). Прореживание хлопчатника как самостоятельную операцию на опытном участке не проводили, а совмещали с прополкой сорняков. За вегетационный период на опытном участке дали 4 полива. Предшественник – хлопчатник. Учеты и наблюдения полевой всхожести, высоты главного стебля, динамики ветвления, появление бутонов, цветков, коробочек и их созревание проводили согласно методике полевых и вегетационных опытов с хлопчатником [19].

Содержание хлорофилла определяли спектрофотометрическим методом [20]. С 3-х растений срезали листья. Пробы брали из средней части листа. Анализ проводили в день сбора. Пигменты экстрагировали 96%-ным ацетоном. Ножницами измельчили навески весом 0.5 г, растирали в фарфоровой чашке, добавили немного чистого песка для лучшего результата и CaCO₃. В кашицеобразную массу приливали ацетон, затем пропускали через фильтр и доводили объем до 25 мл. Оптическую плотность экстрактов определяли на спектрофотометре СФ-46. Полученные результаты исследований обрабатывали методом дисперсионного анализа в компьютерной программе Original Programm.

Препарат флороксан готовили в виде суспензионного концентрата по следующей методике: в трехгорлую колбу объемом 1 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником и дозатором загрузили 495 г дистиллированной воды и при интенсивном перемешивании через дозатор добавили небольшими порциями 5.0 г натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы марки “Cekol 700”. Продолжили перемешивание еще 60 мин до образования однородной прозрачной массы, в которую добавили 0.005 г действующего вещества препарата флороксан (этиловый эфир 2-гидрокси-2-(4-метиламинофенил)-3,3,3-трифторпропионовой кислоты), полученного ранее [15]. После перемешивания суспензии в течение 60 мин получили суспензионный концентрат флороксана с концентрацией 0.00001%. Этим препаратом и проводили предпосевную обработку семян хлопчатника.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В результате проведенного исследования обнаружено существенное влияние предпосевной обработки семян хлопчатника препаратом флороксан на прохождение растениями ранних этапов онтогенеза. На 7-е сут энергия прорастания семян в опытном варианте составила 61.9% и была выше контрольного с показателем 60% всего на 3.0%, на 14-е сут всхожесть достигала 94.6% и превышала контроль (62.3%) на 51.8% (табл. 1).

Наблюдали опережение формирования настоящих листьев у растений из семян, обработанных регуляторами роста, их количество на 02.06.2018 г. составляло 6.3 шт./растение против 4.7 шт. в контрольном варианте и превышая его на 34%, по отношению к эталонному варианту с применением препарата учкун (6.0 шт.) – на 5.0%.

На время второго учета (15.06.2018 г.) количество настоящих листьев достигло 16.3 шт./растение, против контроля 13.6 шт. и превышало его на 19.8%, эталонный вариант (15.7 шт.) – на 3.8% (табл. 2).

Предпосевная обработка семян способствовала ускоренному росту главного стебля опытных растений в период вегетации, что подтверждено его динамикой роста (рис. 1). На первое время учета (11.05.2018 г.) их длина составляла 16.6 см и превышала контрольные (8.6 см) на 92.5%, тогда как эталонный вариант (14.3 см) был выше контроля на 66.5%. На период 01.08.2018 г. после проведения чеканки наблюдали замедление темпов роста стебля. Опытные растения с длиной стебля 62.0 см превышали контроль (54.5 см) всего на 8.5%.

Рис. 1.

Динамика роста растений хлопчатника, варианты: 1 – контрольный вариант (семена без обработки), 2 – эталонный вариант (семена обработаны препаратом учкун), 3 – опытный вариант (семена обработаны препаратом флороксан). Та же нумерация вариантов на рис. 2.

Известно, что хлорофилл является основным показателем физиологического состояния растения. При воздействии РРР отмечено повышение содержания фотосинтетических пигментов в листьях. Было изучено влияние предпосевной обработки семян препаратом флороксан на содержание хлорофилла в листьях хлопчатника в фазе бутонизации.

Полученные данные показали, что предпосевная обработка семян хлопчатника регулятором роста способствовала увеличению содержания хлорофиллов а и б и их суммы в листьях хлопчатника. В варианте с применением флороксана содержание хлорофилла а составило 0.62 мг/г, хлорофилла б – 0.32 мг/г, сумма хлорофиллов a + б – 0.95 мг/г. По отношению к контрольному варианту эти показатели были больше, соответственно, на 40.9, 60.0 и 48.4% (рис. 2).

Рис. 2.

Содержание зеленых пигментов в листьях хлопчатника.

К началу фазы бутонизации разница в количестве плодовых ветвей растений в контроле и в опытных вариантах возрастала в пользу последних. Число симподиальных ветвей опытных растений на 14.07.2018 г. было равно 5.94 шт./растение, что больше на 13.3% контроля (5.24 шт./растение) число междоузлий достигало 7.16 шт./растение, что превышало контроль (6.46 шт./растение) на 10.8%. (табл. 3).

Для определения влияния предпосевной обработки семян хлопчатника на количество плодоорганов были проведены учеты в 2 срока: 14.07.2018 г. и 01.08.2018 г. Наилучшие результаты динамики формирования репродуктивных органов отмечены в вариантах с использованием препарата флороксан для предпосевной обработки семян. В первом учете количество бутонов составляло 8.2 шт., цветков – 0.64 шт. и коробочек – 1.98 шт./растение, что было больше, чем в контроле соответственно на 10.8, 28.0 и 10.6%. По общему количеству плодоорганов опытный вариант (10.8 шт./растение) превышал контрольный (9.7 шт.) на 12.4%, эталонный вариант был незначительно меньше опытного (10.3 шт.).

Эта тенденция сохранилась и ко 2-му учету. На этот период количество плодоэлементов в опытном варианте составляло: бутонов – 3.1 шт., цветков – 1.1 шт., коробочек – 9.6 шт./растение, в контроле соответственно 2.2 шт., 1.1 шт. и 6.7 шт., по общему количеству плодоэлементов (13.8 шт./растение) опытный вариант превышал контрольный (10 шт.) на 38%, тогда как эталонный (11.9 шт.) по отношению к контролю был больше на 29% (табл. 4).

Формирование большего числа коробочек на растениях хлопчатника в варианте с предпосевной обработкой флороксаном и ускоренные темпы раскрытия коробочек предопределило и получение большего выхода хлопка-сырца по сравнению с контролем. Урожайность хлопчатника составила 31.8 ц/га, что превысило контроль на 20% (табл. 5). Полученные результаты показали эффективность применения регулятора роста флороксан для повышения урожайности хлопчатника.

ВЫВОДЫ

1. В полевых испытаниях установлено, что предпосевная обработка семян хлопчатника новой препаративной формой флороксана способствовала лучшему прорастанию семян, ускоряла прохождение основных фаз растений.

2. Изучение влияния обработки препаратом флороксан на содержание пигментов в листьях растений показало, что опытные растения превосходили контрольные по содержанию хлорофилла а на 47.9%, хлорофилла b – на 92%, по сумме пигментов (a + b) – на 54.4%.

3. Обработка семян препаратом флороксан способствовала ускорению динамики роста основного стебля и плодообразуюших ветвей, а также активизировала образование плодоэлементов, повышала завязываемость коробочек. В результате к концу вегетации отмечены увеличение количества коробочек на растении по сравнению с контролем и повышение урожайности хлопка-сырца на 20%.