Влияние биопрепаратов на овес

Содержание

Введение

Повышение урожайности  сельскохозяйственных культур одна из важнейшей проблем мирового земледелия, острота, которой в ближайшие 30 лет не уменьшается в связи с ростом населения и сокращением посевных площадей.

Первоочередной задачей  является создание надежного рынка  зерна, который будет являться основой  продовольственной безопасности России, и её стратегическим направлением экономического развития.

В настоящее время  сельское хозяйство переживает не легкие времена, сокращаются посевные площади, упрощаются технологии возделывания сельскохозяйственных культур, износ сельскохозяйственной техники и оборудования, недостаток трудовых ресурсов, низкий заработок, дороговизна удобрений и ряд других причин делают эту отрасль производства не привлекательной. В этих условиях необходимо изыскивать средства использовать все наиболее рациональные приемы, для достижения наилучших результатов исходя из реальных возможностей.

Тверская область, как  и многие другие тоже переживает трудности  в сельском хозяйстве. Влияние изменяющегося  режима метеорологических условий, экономическая нестабильность и  отсутствие инвестиций непосредственно сказывается на развитие отраслей растениеводства и животноводства. Главное условие успешного развития животноводства заключается в создании прочной кормовой базы, достаточного количества полноценных и разнообразных кормов.

В условиях области актуально производство фуражного зерна и большую роль здесь играет – овес. В зерне содержится 10…15% белка, 40…45% крахмала. По сравнению с другими хлебными злаками зерно овса содержит значительно больше жира (4…6%). В составе жира преобладают линоленовая и олеиновая кислоты. Белок овса легко усваивается организмом и содержит в своем составе все незаменимые аминокислоты. По содержанию лизина, аргинина и триптофана он существенно превосходит белок ячменя.

Зерно овса – незаменимый  концентрированный корм для лошадей, птицы, племенных животных. Переработанное зерно овса включают как обязательный компонент в комбикорма, предназначенные для молодняка. В кормовом отношении 1 кг зерна соответствует 1 корм. ед. Солому и полову широко используют для кормления сельскохозяйственных животных, по питательности она значительно превосходит солому, полову других хлебных злаков.

Зерно овса богато органическими  соединениями железа, кальция, фосфора  и витаминами группы В. Из него изготавливают  крупу, хлопья, муку, толокно, галеты, печенье и пр. продукты, изготовленные из переработанного зерна овса, отличаются высокой питательностью, калорийностью и легко усваиваются организмом человека. Их широко используют в диетическом и детском питании. В хлебопекарной промышленности муку овса примешивают в небольших количествах к пшеничной или ржаной муке. Большую ценность в пищевом отношении представляет голозерный овес, содержащий значительно больше белка, жира и крахмала, чем пленчатый овес [40].

Овес – незаменимое  кормовое растение. Его широко применяют на зеленый корм, сено, силос. Это лучшая культура для посева в смеси с бобовыми растениями – викой, горохом, чиной. Вико - овсяные, горохо -  овсяные и другие смеси используют как основные компоненты зеленого конвейера. Смешанные посевы овса с бобовыми культурами широко применяют в качестве парозанимающих культур [4,11].

При соблюдении технологии возделывания овес может давать 40…50 ц с 1 га и более.

Важнейшей задачей растениеводства  в современных экологических  условиях является получение зерна  лучшего качества при минимальных затратах. В решении проблемы, повышения качества зерна овса и его урожайности, важное место играет посевной материал.

В настоящее время  большое внимание уделяется действию биопрепаратов на семена и вегетирующие органы растений.

Биологические препараты  способствуют сохранению экологического равновесия и снижению затрат в 2-3 раза (по обработкам) в сельском хозяйстве.

Применение биологических  препаратов вызывает у хозяйственников определенный интерес, однако причины экономического характера не позволяют работать на полную мощность. Тем не менее, применение биопрепаратов в ряде случаев оказывается рентабельнее, чем использование химических средств защиты растений.

Для изучения влияния биопрепаратов на растения овса в условиях Тверской области нами был заложен полевой опыт.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Агробиологические  особенности овса

1. Морфологические особенности овса

Овес (Avena L.) составляет род в семействе мятликовых (Роасеае) и характеризуется следующими морфологическими признаками.

Корень мочковатый, стебель  – соломина, с 2-4 узлами и 3-5 междоузлиями. Лист состоит из влагалища и пластинки (собственно листа). Влагалище охватывает стебель, не срастаясь своими краями. На границе влагалища и листовой пластинки имеется пленчатый язычок (ligula); формы овса без язычка встречаются очень редко. Соцветие овса – метелка. Ветви метелки собраны полумутовками; обычно в метелке 5-7 полумутовок. От основного стержня метелки отходят ветви первого порядка, от них – второго, затем – третьего и т.д. [11, 26, 27].

Каждая ветвь заканчивается  колоском, который состоит из двух колосковых чешуй и цветков. У пленчатых форм овса в колоске от одного до четырех цветков, у голозерных – от двух до семи, иногда больше. Наиболее развит нижний цветок колоска, который часто называют первым. Выше на оси колоска расположен второй и далее третий цветок. Цветок состоит из двух цветковых чешуй, наружной и внутренней, трех тычинок, завязи и двух околоцветковых пленочек (lodiculae).

Колосковые чешуи тонкие, перепончатые, с 5-11 жилками, равные по длине или верхняя длиннее нижней, почти одинаковой длины с цветками или больше их, у голозерных форм – короче цветков.

 Наружная цветковая  чешуя у пленчатых овсов грубая, кожистая, с 5-9 жилками, у голых  овсов нежная, перепончатая, на вершине разделена, на два коротких зубчика (у посевного) или на два длинных остевидных заострения – стриги (у песчаного овса), на спинке часто имеет ость. Основание наружной цветковой чешуи утолщено и вытянуто в вырост (каллус), особенно сильно развитый у овсюгов.

У культурных овсов на каллусе имеется небольшая площадка излома – след прикрепления первого  зерна к веточке метелки или (у второго и третьего зерен) след прикрепления к стерженьку (оси колоска). У диких овсов (овсюгов) на каллусе имеется ясно выраженное углубление с валиком по краю (подковка).

Внутренняя цветковая  чешуя короче наружной, тонкая, имеет  две хорошо выраженные жилки (два  киля). Тычинки состоят из тонких длинных нитей и линейных пыльников.

Околоцветковые пленочки располагаются между завязью и наружной цветковой чешуей, у ее основания. До цветения цветка они тонкие, прозрачные, мало заметны. Во время цветения становятся мясистыми, значительно увеличиваются в объеме, что обусловливает раскрытие цветка.

Завязь сидячая, с двумя перистыми рыльцами. Плод – зерновка, по всей поверхности опушенная, зародыш достигает 1/3 – 1/5 ее длины; продольная бороздка с брюшной стороны выражена ясно. Зерновка с цветковыми чешуями не срастается, у пленчатых форм она лишь плотно ими охватывается, у голых овсов тонкие длинные цветковые чешуи охватывают ее слабо [11, 25, 26, 27, 29, 31]. 

2. Биологические особенности, отношение к факторам     внешней среды

Овес – самоопыляющееся  растение. Цветение у него обычно закрытое, однако теплая солнечная погода с кратковременными дождями способствует обильному пыльцеобразованию и открытому цветению. Как цветение, так и созревание овса идет постепенно от верхних колосков метелки к нижним. Самое крупное и тяжеловесное зерно формируется в верхних колосках.

Овес – культура длинного дня. С продвижением на север вегетационный период его сокращается. Продолжительность вегетационного периода у возделываемых сортов овса колеблется от 70 до 130 дней. Овес кустится сильнее, чем пшеница, но слабее, чем ячмень. Продуктивная кустистость овса составляет 1,1…1,3 стебля на одно растение. Овес по сравнению с пшеницей и ячменем имеет более развитую корневую систему. При одновременном появлении всходов овес образует вторичные корни на 6…8 дней раньше ячменя. Уже во время образования 2…3 листочков корневая система овса проникает на глубину 70…80 см, а в период формирования и налива зерна – на 1,5…2,0 м. На корнях овса большое количество корневых волосков, поверхность которых составляет более 90% поверхности всей корневой системы. Такие волоски обладают повышенной активностью, поэтому корневая система овса отличается высокой поглотительной способностью.

В отличие от ячменя у  овса более растянутый критический  период потребления элементов питания  и влаги, который захватывает  большую часть фаз выхода в трубку, выметывания и цветения. В процессе роста и развития растений овса проходят те же фазы и этапы органогенеза, что и другие зерновые культуры [27, 29].

 Овес – сравнительно  холодостойкая культура. Семена  начинают прорастать при температуре 1…2 ْ С, но для появления всходов необходима более высокая температура (3…4 ْС). Всходы переносят кратковременные заморозки до -8… -9 ْС. В более поздние фазы развития устойчивость к низким  температурам снижается, в фазе цветения растения повреждаются заморозками -1,5…-2,0 ْС. Для цветения овса наиболее благоприятна температура воздуха 18…20 ْС. В фазе молочной спелости зерна овес более устойчив к низким температурам и переносит кратковременные заморозки до -4…-5 ْС. Эта культура лучше переносит весеннюю засуху, чем ячмень и пшеница, благодаря быстроразвивающейся корневой системе, но сильнее страдает от летней засухи. Овес подвергается «захватам» и «запалам» при температуре 38…40 ْС, паралич устьиц у него наступает через 4…5 ч, тогда как у ячменя – через 25…30 ч.

Сумма активных температур от всходов до созревания составляет для раннеспелых сортов 1000…1500 ْС, для среднеспелых – 1350…1650 и для позднеспелых – 1500…1800 ْС.

Овес более влаголюбив, чем пшеница и ячмень. При набухании  семена овса потребляют 65% воды от массы сухих семян, что на 10…15% больше, чем другие культуры. При одновременном посеве всходы овса появляются на 1…2 дня позже всходов ячменя. В зависимости от метеорологических условий коэффициент транспирации овса изменяется от 400 до 600. Наибольшее количество влаги он потребляет в период от выхода в трубку до цветения. Недостаток влаги в этот период существенно сказывается на величине урожая, так как в это время начинается развитие генеративных органов. Высокие урожаи овес дает при выпадении осадков в первой половине лета, более поздние осадки вызывают подгон и затягивают созревание, из-за чего зерно не вызревает до наступления морозов.

К почвам овес менее требователен, чем другие хлеба, и может произрастать и давать хорошие урожаи на супесчаных, суглинистых, глинистых и торфяных почвах благодаря хорошо развитой корневой системе, обладающей высокой поглотительной способностью. Корневая система овса проникает на глубину до 120 см и развивается в ширину до 80 см. Овес выносит повышенную кислотность почвы, его можно возделывать на кислых почвах (рНсол.5…6) и при освоении торфяников. Солонцеватые почвы для овса непригодны. Высокие урожаи овса получают на почвах средней и повышенной окультуренности со слабокислой или нейтральной реакцией почвенного раствора (рНсол. не ниже 5,5)

 Для овса характерен  длительный период поступления  питательных веществ. В начальный  период развития он резко реагирует  на внесение азота. Потребность в фосфоре также особенно проявляется на первых этапах развития до образования узловых корней, в дальнейшем растения потребляют фосфор более равномерно. Потребность в калийном питании одинакова в течение всей вегетации. Овес к началу цветения потребляет, %: N – 60, K2O – 30…45, P2O5 – 60 и CaО – 55. В конце цветения поступление питательных веществ замедляется. В период полной спелости преобладающая часть азота и фосфора сосредоточена в зерне, а калия – в соломе. Из всех элементов питания для овса, как и для других злаков, наибольшее значение имеет азот. При недостатке его овес плохо растет и развивается. Азотные удобрения существенно повышают урожай  овса и содержание белка в зерне. Однако азотные удобрения в высоких дозах при достаточном количестве влаги могут привести к сильному полеганию растений и снижению урожая. К недостатку фосфора овес особенно чувствителен в ранние периоды развития, когда у него слабо развита корневая система, а потребность в калии возрастает при больших урожаях в севооборотах, насыщенных многолетними травами и техническими культурами. Максимальное поглощение калия происходит в период выхода в трубку – выметывания [26, 27, 29, 31].

1.1.3 Особенности  роста и развития

В процессе индивидуального  роста и развития зерновые культуры проходят ряд фенологических фаз  и этапов органогенеза, каждый из которых  характеризуется образованием новых органов и определенными внешними морфологическими признаками. В течение вегетации у зерновых культур отмечают следующие фазы роста и развития: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (или выметывание), цветение, налив и созревание. Началом фазы считают день, когда в нее вступает не менее 10 % растений; полная фаза отмечается при наличии соответствующих признаков у 75 % растений [26, 27, 34].

В процессе онтогенеза овес проходит следующие легко различаемые  по внешнему виду фазы развития: набухание и прорастание семян (проходит в почве) - для того чтобы семена проросли, они должны набухнуть, т.е. поглотить определенное количество воды, которое зависит от их крупности и химического состава. Например, семена овса поглощают – 60…75% воды от их массы; всходы – первая фаза роста и развития. По мере набухания семена начинают прорастать. Вначале трогаются в рост зародышевые корешки, а затем – стеблевой побег; кущение - это образование побегов из подземных стеблевых узлов, интенсивность кущения зависит от условий произрастания, видовых и сортовых особенностей зерновых культур. При благоприятных условиях (оптимальной температуре и влажности почвы) период кущения растягивается, а число побегов увеличивается; выход в трубку -  характеризуется началом роста стебля и формированием генеративных органов растений. Началом выхода в  трубку считают такое состояние растений, когда над поверхностью почвы на высоте 3…5 см внутри листового влагалища главного стебля легко прощупываются стеблевые узлы – бугорки. В этот период растению требуется хорошая обеспеченность влагой и элементами питания, так как закладываются генеративные органы, и начинается усиленный рост; выметывание - характеризуется появлением соцветия из влагалища верхнего листа; цветение - наступает во время или вскоре после выметывания; созревание - начинается с прекращения поступления пластических веществ. Влажность зерна снижается до 18…12% и даже до 8%. Зерно созрело и пригодно для посевных, технических и хозяйственных целей, различают: а) молочная спелость, б) восковая спелость, в) полная (твердая) спелость.

Семя овса при прорастании  дает обычно 3 зародышевых корешка. Зародышевые корешки энергично  растут, и через неделю после посева длина их достигает примерно 20 см. зародышевый стеблевой побег покрыт колеоптиле.  Когда росток выходит на поверхность почвы, колеоптиле разрывается и первый зеленый лист выходит на поверхность почвы. В начале этого лист свернут, затем разворачивается. В фазе 3-4 листа начинается кущение и дифференциация метелки. Развитие метелки и образование колосков начинается сверху. На всех этапах формирования метелки наиболее дифференцирована ее верхушечная часть. Процесс формирования метелки идет дальше, чем формирование колоса пшеницы и ячменя. В то время, когда в верхней части метелки колоски уже сформировались, в нижней все еще образуются новые [26].

Фаза кущения у овса своеобразна. Овес кустится сильнее, чем  яровая пшеница (в сравниваемых условиях) и сильно реагирует на увеличение площади питания. При большой  площади питания кущение идет долго, образуется много подгонов, созревание чрезвычайно затягивается и к уборке не заканчивается. В период кущения образуется зачаточный стебель, несущий зачаточную метелку. Узлы зачаточного стебля очень сближены. Первым начинает расти первое междоузлие, затем второе, третье и так далее. Метелка поднимается внутри влагалищной трубки – растение переходит в фазу выхода в трубку. После выхода в трубку начинается энергичный рост стебля и метелки, находящейся внутри листового влагалища.

Выметывание овса обычно идет так, что благодаря росту стебля метелка выдвигается из влагалища верхнего листа и наружу выходит ее верхушка, через 5-6 дней после начала выметывания вся метелка стоит выше верхнего листа. Иногда выметывание идет по-другому. Едва покажется верхушка метелки, края листового влагалища раздвигаются, и тогда становится видна одна сторона метелки. По мере выхода метелки из влагалища начинается цветение овса [17, 27].

Судить о времени  начала цветения метелки по ее положению  относительно влагалищного листа нельзя. В одни годы, более теплые и влажные, цветение метелок начинается, когда они на 1/3-1/4 своей длины еще находятся во влагалище листа. В холодные годы цветение начинается у более «старых» метелок, когда они остаются во влагалище лишь своим основанием или полностью уже вышли из него. Цветение метелки начинается с нижнего цветка верхушечного колоска. На следующий день или в тот же день зацветают колоски у ниже расположенных полумутовок, на концах ветвей первого порядка. Обычно в течение одного-двух дней цветущие колоски появляются во всех полумутовках метелки на концах ветвей первого и, отчасти, второго порядка. Весь период цветения метелки продолжается обычно 6-8 дней, иногда 9-10 дней [26, 27].  

Цветение может идти как в закрытых цветках при совершенно сомкнутых цветковых чешуях, так и в цветках, у которых цветковые чешуи немного расходятся. При открытом цветении цветковые чешуи широко расходятся. Для таких цветков не исключено перекрестное опыление. Однако и у них происходит в основном самоопыление. Время цветения овса может изменяться в зависимости от погодных условий. При низкой температуре овес не цветет, при высокой температуре и низкой относительной влажности воздуха цветение передвигается на более поздние часы. Лучшей для цветения овса является влажная погода с температурой воздуха 20-25 ْС.

Вслед за цветением начинается налив и формирование зерна, которые  идут от вершины метелки к ее основанию  и от концов ветвей к основному  стержню. В то время когда на ветвях высокого порядка цветение еще не закончено, в колосках первых сроков цветения уже интенсивно идет налив зерна. Ко времени созревания в метелке развиваются зерна, вес которых различен. Зерна самого большого размера развиваются в цветках первого и второго дня цветения: самое легкое зерно в цветках двух последних дней этого периода.

Созревание зерна в  метелке, как и процесс налива, очень растянуто. В одной и  той же метелке имеются зерна  разного физиологического состояния: в то время как на верхушке метелки, на концах ветвей высокого порядка, зерно находится еще в фазе молочной спелости. Такая не одновременность созревания даже в пределах одной метелки затрудняет выбор правильного срока уборки. Ботанический цикл овса длится один год [14,17, 27, 34].

 Из семени овса может сформироваться в среднем 3,2-4,4 стеблевых побега, но не все они имеют генеративные органы и участвуют в урожае, то есть не все побеги являются продуктивными. Продуктивная кустистость овса не высокая и равна 1,2-1,5 стебля (но в отдельных случаях, может доходить и до 6) на одном растении. Густота продуктивного стеблестоя является одним из важнейших показателей продуктивности, чтобы получить высокий урожай овса необходимо получить 500-650 продуктивных побегов на 1 м².

Немаловажная роль в  формировании урожая принадлежит листьям. Для того, чтобы получить урожайность овса 40-45 ц/га нужно создать площадь листьев посева 45-50 тыс. м² с гектара в период максимального развития растений – в фазу выметывания [34, 39].

1.2 Влияние  биопрепаратов на продуктивность овса

В настоящее время в литературе имеются сведения о высокой эффективности влияния биопрепаратов на продуктивность растений.

В связи с этим большой научный  интерес представляет биологический  метод.

При росте масштабов загрязнения  окружающей среды – почвы, воздуха,  грунтовых вод – производство биологически чистой продукции, безвредной для человека и животных становится все более сложной проблемой [15].

В этих условиях проблема ведения сельского хозяйства  требует разработки новых теоретических  подходов и практических рекомендации по созданию оптимального соотношения между регулированием состояния природной среды и уровнем антропогенного воздействия.

В настоящее время для борьбы с вредными объектами разработаны  интегрированные системы, основанные на использовании организационно-хозяйственных, агротехнических, химических, селекционно-генетических и биологических методов защиты растений [32].

По мнению Бегунова И.И. (2000 г), Горчарова В.Т. (2000 г), Ермалаевой Н.И. (2000 г) и других авторов [23, 32, 42, 45], в современных экологических условиях важную роль в борьбе с вредными организмами должен съиграть биологический метод защиты растений. Имеющийся в России и зарубежных странах научный опыт показывает, что биологический метод борьбы с рядом опасных вредителей и болезней высокоэффективен, как предупреждающий и сдерживающий их массовое размножение и развитие, безвредный для человека, сельскохозяйственных животных и окружающей среды. Этот метод представляет загрязнение сельскохозяйственной продукции, почвы, водных источников и воздуха, что в свою очередь положительно влияет на здоровье человека, нормальное развитие флоры и фауны [35, 36].

Биологический метод  борьбы с вредителями и болезнями  растений основан на применении природных  паразитических и хищных насекомых, грибов, бактериальных, вирусных микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. Механизм их действия основан на использовании антагонистических свойств по отношению к заболеваниям растений. Как правило, они обладают узкой избирательной способностью, тем самым не наносит ущерба окружающей среде, исключается появление резистентности у вредителей и устойчивых к биопрепаратам форм патогенов. В природе сохраняются естественные полезные насекомые, микроорганизмы, сдерживающие развитие вредных видов.

Практически биологические средства можно применять против многих вредителей и болезней растений, так как они потенциально присутствуют в природе. [32, 36, 38]

В последние годы в растениеводстве  для защиты растений все чаще используются биологические препараты. Биопрепараты, сочетающие экологическую безопасность, высокую эффективность, низкую себестоимость и относительную простоту изготовления, относятся к прогрессивным, иногда незаменимым и, безусловно, перспективным средством защиты растений [5].

По мнению Ярошенко В.А. (1996 г), Твердюкова А.П. (1997), Сутягиной Т.И. (1997) и некоторых других авторов [3, 23, 32,], биопрепараты характеризуются следующими положительными качествами: безвредностью их для полезной микрофлоры почвы,  малой токсичностью их для теплокровных животных и человека, совместимостью со многими химическими препаратами, невысоким нормам для обработки растений, низкой стоимостью, отсутствием опасных для человека остаточных качеств в полученной продукции.

В последнее время  большое признание получили микробиологические средства защиты растений. Механизм их действия основан на использовании онтогонистических свойств по отношению к заболеваниям растений. Как правило, они обладают узкой избирательной способностью, именно селективность действия определяет их безопасность [5, 36, 45]. Кроме того, как считают, Беспалова А.П. (2000 г), Когут М.М. (1996 г), Комус Ю.Л. (1996г) и другие авторы [18, 42, 45], биологические средства защиты способствуют оздоровлению агроценоза. Их положительное влияние обусловлено подавлением развития почвенных фитопатогенов, связанным с синтезом антибиотиков, белковых соединений, сидерофонов и других биологически активных веществ.

По данным Черниковой В.А. и Чекереса А.И. [18], перспективным направлением в борьбе с фитопатогенными микроорганизмами является – искусственное введение микробов – антагонистов в ризосферу защищаемой культуры.

Немаловажное значение здесь имеет  протравливание семян. Это обусловлено  тем, что практически не бывает партии семян яровых зерновых культур без  инфекции. Нередко на одной зерновке встречаются два и более видов грибов. На зерновках овса доминируют грибы рода Fuzarium из которых наиболее часто встречаются три вида: F. сulmorum, F. оxysporum, F. аvenaceum. [10]

По данным некоторых  авторов, [8, 23, 42], предпосевная обработка семян некоторыми биопрепаратами (никфан, нарцисс, планриз, ризоплан, агат) повысила полевую всхожесть на 10%, способствовала снижению пораженности растений корневыми гнилями на 45%. Обработка семян биопрепаратами Белги (10 л/т), Стромом (0,5 кг/т) снижало численность фитопатогенных грибов (большинство составили Fuzarium spp, Bipolaris spp) и активизировало развитие антагонистов (бацилл, псевдоматод, азотфиксирующих клостридиев). В 1,5 – 2 раза увеличилась популяция Penicillium и в 2 – 3 раза Mucоr 1pp.

Большой интерес по литературным источникам представляет биопрепарат  Планриз. Действующим началом препарата являются живые клетки бактерий Pseudomonas Fluoriscens отселектированные на способность эффективно подавлять развитие комплекса фитопатогенов. Находясь на поверхности корней, клетки этих бактерий подавляют развитие комплекса фитопатогенных микроорганизмов, улучшают режим минерального питания растений, способны продуцировать биостимуляторы [23].

Планриз подавляет развитие возбудителей гельминтоспориозной и фузариозной корневых гнилей зерновых культур, фитофтороза, парши, ризоктониоза, бактериозов, мокрой и сухой гнилей картофеля, черной ножки и бактериозов капусты.

Препарат используется для инкрустации семян и обработки  вегетирующих растений. Семена зерновых культур рекомендуется обрабатывать за 1-2 дня до посева. Норма расхода препарата на зерновых культурах 0,5 л/т семян.