Field Crops Studies Volume X No Изследвания върху полските култури Том X Книжка

Препис

1 Field Crops Studies Volume X No Изследвания върху полските култури Том X Книжка

2 Редакционна колегия: Гл. редактор: Редактори: Езикови редактори: Доц. д-р Юлия Енчева Проф. д-р Маргарита Нанкова Проф. д-р Валентина Енчева Проф. д-р Емил Пенчев Доц. д-р Татяна Петрова Доц. д-р Генчо Милев Катя Делчева Соня Димитрова гл. ас. д-р Даниела Вълкова Издател: Добруджански земеделски институт Редакция: Добруджански земеделски институт гр. Генерал Тошево, 9520 тел.: / ; факс: / fcs@dai-gt.org; Корица: Катя Делчева, Стефан Димитров Дизайн и предпечат: Катя Делчева, Стефан Димитров Печат: Нилекта Принт ООД - гр. Добрич ( ) ISSN EDITORIAL BOARD: Editor in chief: Editors: Language editors: Assoc. Prof. Julia Encheva Prof. Margarita Nankova Prof. Valentina Encheva Prof. Emli Penchev Assoc. Prof. Tatyana Petrova Assoc. Prof. Gencho Milev Katia Delcheva Sonia Dimitrova Daniela Valkova Publisher: Dobrudzha Agricultural Institute Address: Dobrudzha Agricultural Institute General Toshevo 9520 phone: / ; fax: / fcs@dai-gt.org; http: //fcs.dai-gt.org/ Cover design by Katia Delcheva& Stefan Dimitrov Text design and typeset by Katia Delcheva & Stefan Dimitrov Printed by Nilekta Print Ltd. - Dobrich ( ) ISSN

3 Галина Михова Изследвания върху полските култури 2016, Том X - 1 Field Crops Studies, 2016, Vol. X - 1 ПРЕДИЗВИКАТЕЛСТВАТА НА ПРИРОДАТА И ВЪЗМОЖНОСТИ ЗА ИЗБЯГВАНЕ НА СТРЕСА ПРИ ЕЧЕМИКА Галина Михова Добруджански земеделски институт, Генерал Тошево Резюме Михова Г., Предизвикателствата на природата и възможности за избягване на стреса при ечемика. FCS 10(1):21-32 Дългата вегетация на зърнено-житните култури обуславя вероятността голям брой негативни фактори да повлияят върху развитието на растенията и разбира се формиране на добива. Всяко растение е сложен механизъм и за да функционира оптимално има своите изисквания. По тази причина е необходимо да му осигурим благоприятни условия за развитие и доколкото е възможно да му дадем възможност да се справи със стреса през вегетацията. Целта на изследването е изпитване ефекта на продуктите Лактисем и Лактифрост върху фенологичното развитие и формиране на добива при пивоварен и фуражен ечемик. Опитите са изведени на селекционното опитно поле по ечемик на Добруджански земеделски институт, град Генерал Тошево. Приложението на продуктите е съобразено с препоръчаната от фирма Екофол схема и метеорологичните условия. Ефектът на продукта Лактисем е оценен на две нива: 1) върху лабораторната кълняемост и кълняема енергия и 2) при полски условия. Влиянието на Лактифрост е изследвано чрез третиране в началните фази от фенологичното развитие. Обект на изследването са районирани сортове пивоварен и фуражен ечемик, включени в сортовата листа на Република България. Приложението на продукта Лактисем e свързано с по-добро гарниране на посевите, което определя по-добрия начален старт при настъпване на неблагоприятните зимни условия. Оказва положителен ефект върху формиране на кореновата система и продуктивната братимост. Прилагането на Лактифрост във фаза братене подпомага развитието на растенията и обуславя по-успешно презимуване. Надземната маса и кореновата система са видимо по-мощно развити. Ефектът върху добива се определя от особеностите на генотипа и връзките между структурните му компоненти. Ключови думи: Ечемик Абиотичен стрес - Продуктивност Abstract Mihova G. The challenges of nature and possibilities to avoid stress in barley. FCS 10(1):21-32 The long vegetative growth season of cereals implies a large number of factors which can influence plant development and yield formation. Each plant is a complex mechanism with its own requirements for proper functioning. Therefore it is necessary to ensure favorable conditions for development and allow the plant to cope with stress during the growth season as far as possible. The aim of this investigation was to study the effect of the products Lacticem and Lactifrost on the phenological development and the formation of yield of malting and feed barley. The experiments were carried out in the breeding 21

4 Предизвикателствата на природата и възможности за избягване на стреса при ечемика field of Dobrudzha Agricultural Institute General Toshevo. The products were applied according to the scheme recommended by the producer and the climatic conditions. The effect of Lacticem was evaluated at two levels: 1) Laboratory germination and germination energy; 2) Performance under field conditions. The effect of Lactifrost was investigated by treatment at the initial stages the phenological development. Distributed cultivars of malting and feed barley, which are included in the varietal list of Republic of Bulgaria, were subjected to investigation. The use of the product Lacticem resulted in better density and distribution of the plants in the crop thus ensuring a better start at the occurrence of the unfavorable winter conditions. It had a positive effect on the root formation and the number of productive tillers. The use of Lactifrost at tillering stage aided the development of the plants and guaranteed their better overwintering. The shoot and roots were visibly more powerful. The effect on yield was dependent on the genotypic specificity and the correlations between the structural components of yield. Key words: Barley Abiotic stress- Productivity Увод Основните фактори, влияещи върху реализиране на продуктивния потенциал са особеностите на генотипа; условията на средата и технологията на производство. В тази твърде динамична и несигурна среда, изборът на сорт е ключов фактор за ефективно производство (Ценов, 2013). Неговата характеристика включва не само продуктивен потенциал, а устойчивост на болести, устойчивост на различни типове абиотичен стрес, продължителност на отделните фенологични фази на развитие, качествени показатели и не на последно място адаптивен потенциал (Вълчева и др., 2009; Mihova & Petrova, 2007). Условията на средата са основен рисков фактор за производството. Как да се противопоставим на предизвикателствата на природата, а всъщност възможно ли е в някаква степен да се адаптираме към тях? Наред със страшните прогнози за глобални промени на климата, обект на внимание са съвремените технологии за производство със специфични мероприятия според реалната ситуация и оптимални срокове на извършване (Котева и др., 2010; Ценов, 2013). Важно място заемат съвременните иновативни решения в различни аспекти на земеделието. Дългата вегетация на зърнено-житните култури около осем-девет месеца, обуславя големия брой негативни фактори, които могат да повлияят върху развитието на растенията и разбира се формиране на добива. Всяко растение е сложен механизъм и за да функционира оптимално има своите изисквания (Вълчева и др., 2011; Иванова и Ценов, 2014; Ценов и др., 2004). По тази причина е необходимо да му осигурим благоприятни условия за развитие и доколкото е възможно да му дадем възможност да се справи със стреса през вегетацията. Целта на изследването е изпитване ефекта на продуктите Лактисем и Лактифрост върху фенологичното развитие и формиране на добива при пивоварен и фуражен ечемик. Акцентът е върху възможностите на културата за по-успешно преодоляване на стреса. Материал и методи Опитите са изведени на селекционното опитно поле по ечемик на Добруджански земеделски институт, град Генерал Тошево. Ефектът на продуктите Лактисем и Лактифрост е изпитан през две реколтни години и Приложението е съобразено с препоръчаната от фирма Екофол схема и метео условия. Сравнението е извършено на база нетретирана контрола. Ефектът на продукта Лактисем за предсеитбено третиране в доза 1 l на 100 kg е оценен на две нива: 22

5 Галина Михова върху лабораторната кълняемост и кълняемата енергия по БДС при полски условия. Методично проучването на ефекта на продукта Лактифрост е предвидено чрез вегетационно третиране през есента във фаза 3-4 лист. Поради неблагоприятните условия и слабо развитие на културата през есенните месеци на 2011 г. то бе осъществено на в доза 1 l /dka, когато растенията имаха формирани около 1-2 братя. През следващата реколтна година третирането е извършено на г., което е около 30 дена след поникване. Обект на изследването са районирани сортове пивоварен и фуражен ечемик, включени в сортовата листа на Република България. Посевният материал е третиран с фунгицид с активни вещества ипродион и тритиконазол. Предсеитбено е внесен 0.22 t/ha троен суперфосфат. Сеитбата е извършена съответно на и като същия ден посевите са валирани. Големината на реколтната парцела е 10 m 2. Посевната норма е 430 кълняеми семена на m 2. Предшественикът е грах за зърно. Нивото на минералния азот през есента е около t/ha. Пролетното подхранване е извършвано в края на м. февруари с 0.04 t/ha активно вещество азот. В началото на м. април е използван противошироколистен хербицид на база метсулфурон метил и трибенурон метил. Всички агротехнически мероприятия, които не са обект на изследването са съобразени с приетата за културата технология на отглеждане Резултати и обсъждане Ечемикът е между зърнено-житните култури с ниска зимоустойчивост. При условията на Добруджа, най-честият риск за посевите е въздействието на екстремни отрицателни температури при липса на снежна покривка. В повечето случаи, стресовите фактори се преплитат, което определя комплексния характер на зимоустойчивостта (фигура 1). Фигура 1. Типове стрес свързани с презимуването на ечемика. Figure 1. Types of stress related to overwintering of barley. 23

6 Предизвикателствата на природата и възможности за избягване на стреса при ечемика Съпоставката на метеорологичните фактори и реализирания добив от зимния фуражен и пивоварен ечемик показват, че преценка на материалите по отношение на друг важен стрес сушата е доста трудна и не съвсем коректна. Дори при условия на силно засушаване и високи температури през втората половина от вегетацията, диференцирането на генотиповете е много по-слабо в сравнение с това проведено при условията на други райони на страната. Какви бяха условията през отделните реколтни години? През 2011 година, извършването на сеитбата извън препоръчителния срок се обуславя от два фактора: 1) продължително лятно засушаване, което попречи на качественото извършване на предсеитбената подготовка и 2) голямото количество валежи през месец октомври, когато е оптималният срок за сеитба в Северна България. Нетипичен за района бе и падналият сняг през втората десетдневка на октомври. С S DAT 2011 RT 2011 E XI XI XI XI XI XI XII XII -6-8 Фигура 2. Среднодневни (DAT, о С) и радиационни (RT, о С) температури през периода сеитба (S) поникване (E), г. Figure 2. Daily average (DAT, о С) and radiation (RT, о С) temperatures during growth stage sowing (S) emergence (E), За разлика от други години, когато температурите през ноември са благоприятни за нормално гарниране на посевите, навлизане във фаза братене и добро закаляване на растенията, тогава ечемикът поникна много късно и практически нямаше никакво развитие (фигура 2). При настъпване на зимните месеци, посевите бяха в неподходяща фаза и незакалени (фигура 3). В края на януари въпреки много ниските температури, значителната снежна покривка предпази растенията от измръзване. Продължителното и задържане обаче бе причина за силно изтощаване. През първата седмица на февруари са отчетени високи положителни температури. Те доведоха до интензивно снеготопене. Впоследствие падналият дъжд бе причина за обледеняване на растенията (фигура 4а). На места се образува дебела ледена кора (фигура 4b). Тъй като посевите не бяха добре вкоренени се създадоха предпоставки за изтегляне и прекъсване (фигура 5а и фигура 5b). В метеорологично отношение март бе много динамичен. В средата на месеца валя 24

7 Галина Михова сняг, а само три дни след това температурите надминаха 20 ос. Последва отново застудяване. По-трайното затопляне през април доведе до бързо възстановяване на вегетацията, но като цяло условията не бяха благоприятни за първите етапи на навлизане в репродуктивна фаза. При липсата на ограничаващ фактор, какъвто е дължината на деня, изпитваните сортове изкласиха почти едновременно. Фигура 3. Състояние на посевите от ечемик, преди презимуване. Figure 3. Conditions of the barley crops prior to overwintering. a ) b ) Фигура 4. Ефект на ниски отрицателни температури при липса на снежна покривка (а) и образуване на ледена кора ( b ). Figure 4. Effect of low negative temperatures without snow cover (a) and of ice crust formation (b). 25

8 Предизвикателствата на природата и възможности за избягване на стреса при ечемика а) b) Фигура 5. Изтегляне (а) и прекъсване (b) след неблагоприятни зимни условия. Figure 5. Frost heaving (a) and interruption (b) after unfavorable winter conditions. През периодите на изкласяване, цъфтеж и наливане на зърното нямаше екстремно високи температури, а валежите бяха достатъчно по количество и равномерно разпределени. Това даде известна възможност на растенията да компенсират стреса от неблагоприятните зимни условия. a) b) c) d) Фигура 6. Изтегляне в следствие на сеитба извършена при неподходящи условия и не добро вкореняване през есенните месеци. Figure 6. Frost heaving as a result of planting under unfavorable conditions and poor rooting during the autumn months. 26

9 Галина Михова Сеитбата през 2012 година е осъществена в оптималния за региона срок, но поникването настъпи едва в края на октомври след първия валеж със стопанско значение. Нормално гарниране на посевите се получи през първата десетдневка на ноември. В края на месеца растенията навлязоха във фаза братене, но сравнително хладното време задържа развитието им. Практически повечето сортове презимуваха с 1-2 братчета. През декември-февруари почти липсваха екстремно ниски температури, а в периодите с такива, наличието на снежна покривка предпази растенията от измръзване. Нямаше условия за изтощаване и удавяне. При настъпване на пролетта се наблюдава изтегляне причините, за което са комплексни. Поради дългото засушаване през летните месеци на 2012 година (приблизително 3 месеца), сеитбата бе осъществена в сух слой почва. Задължителното валиране не изигра особена роля, тъй като имаше 10 сантиметров буферен сух слой, в който попаднаха семената. Практически той не можеше да бъде уплътнен. В края на зимата се образува висяща кора (фигура 6а), която повдигаше растенията, а коренчетата на недобре братилите посеви оставаха в нея без контакт до по-долен почвен слой, осигуряващ влага и възможност за вкореняване (фигура 6b-d).Напо-късенетапвреметосезадържахладно етап и въпреки удължаването на фотопериода ечемикът не навлезе във фаза вретенене. Условията благоприятстваха активно пролетно братене. В резултат се формира достатъчно биомаса, която да компенсира по-слабото развитие през есенния период. В края на април температурите рязко се повишиха и настъпи масово изкласяване като между отделните сортове разликите са незначителни. Наливането на зърното премина при сравнително неблагоприятни условия на високи температури и недостатъчна влагозапасеност. Валежите през май бяха малко по количество, но придружени със силен вятър, което при чувствителните генотипове предизвика полягане в различна степен. При настъпване на стопанска зрелост се наблюдава масово пречупване на класовата шийка. Условията и начина на презимуване на ечемика в две последователни години е обективна предпоставка да не се разчита на случайността, а да бъдем подготвени за капризите на природата. + LACTICEM CHECK Фигура 7. Ефект на Лактисем върху кълняемата енергия. Figure 7. Effect of Lacticem on the germination energy. 27

10 Предизвикателствата на природата и възможности за избягване на стреса при ечемика + LACTICEM CHECK Фигура 8. Ефект на Лактисем върху лабораторната кълняемост. Figure 8. Effect of Lacticem on the laboratory germination. Третирането на семената с Лактисем е свързано с подобряване на кълняемата енергия като разликата е по-голяма при сортовете с по-ниски стойности на показателя (фигура 7; фигура 8 и таблица 1). По отношение на кълняемостта също са установени разлики, но те са в по-тесни граници. При анализа на резултатите трябва да се има предвид, че използваният посевен материал е с много добри качества и до известна степен това затруднява диференцирането на вариантите. Таблица 1. Ефект на Лактисем върху лабораторната кълняемост и кълняема енергия, при предсеитбено третиране на посевния материал. Table 1. Effect of Lacticem on the laboratory germination and germination energy. Сорт Cultivar Кълняема енергия, % Germination energy, % Контрола Лактисем Check Laktisem 28 Кълняемост, % Germination, % Контрола Check Лактисем Laktisem Веслец / Vesletc Хемус / Hemus Каскадьор 3 / Kaskadyor Енола / Enola Auradur През 2011 година есента в района на Добруджа бе с много ниски среднодневни температури, което ограничи растежа на есените посеви и практически не бе отчетено никакво развитие. Братенето започна едва през месец март, което бе твърде нетипично. Извършените наблюдения върху формирането на вторичната коренова система показват значително предимство на вариантите третирани с Лактисем. Разлики са установени, както при сортовете с по-ниска продуктивна братимост, така и върху тези с по-голям потенциал (фигура 9). На по-късен етап е отчетен броят на класоносните стъбла на единица площ, което потвърждава наблюденията, че продуктът Лактисем подпомага братенето (таблица 2). През реколтната година,

11 Галина Михова това бе един от компонентите на добива с най-голяма тежест върху неговото формиране. При отчитане на крайната продуктивност първоначалните резултати показват специфичен ефект върху отделните генотипове. При анализа трябва да се има предвид, че подбраните сортове се характеризират с различни комбинации между елементите на продуктивността, което е причина за специфичния ефект на приложения продукт. + LACTICEM CHECK + LACTICEM CHECK Фигура 9. Ефект на Лактисем върху формирането на кореновата система, г. Figure 9. Effect of Lacticem on the root formation, Таблица 2. Ефект на Лактисем върху продуктивна братимост и добива на сортове ечемик при условията на ДЗИ, реколта 2012 година. Table 2. Effect of Lacticem on the number of productive tillers and barley yield under DAI conditions, vegetation Сорт Cultivar Продуктивни братя, брой/m 2 Productive tillers, number/m 2 Контрола +Лактисем Check +Laktisem 29 Добив, kg/dka Yield, kg/dka Контрола +Лактисем Относителен добив, %* Check +Laktisem Relative yield, % Бори / Bori Изгрев / Izgrev Емон / Emon Обзор / Obzor Перун / Perun * Процент спрямо контролния вариант на съответния сорт * Percentage compared to relevant cultivar check

12 Предизвикателствата на природата и възможности за избягване на стреса при ечемика Поради неблагоприятните условия по време на жътва през 2012 година, качествата на посевния материал бяха леко занижени, но все пак в границите на допустимите референтни стойности. При многоредния ечемик, който е с по-ниско абсолютно тегло и често с по-малка кълняема енергия приложението на Лактисем e свързано с подобряване на полската кълняемост (таблица 3). Посевът е видимо по-добре гарниран в сравнение с контролния вариант (фигура 10). При двуредния ечемик също са установени разлики, но те са малки и в рамките на допустимата грешка. Таблица 3. Ефект на Лактисем върху настъпване на началните фенологични фази. Table 3. Effect of Lacticem on initial phenological stages. Сорт Cultivar Поникване, дата Emergence, date Поникнали растения, брой/m 2 Seedlings, number/m 2 Контрола Лактисем Chesk Laktisem Начало на братене, дата Tillering, date Контрола Лактисем Chesk Laktisem Контрола Лактисем Check Laktisem Веслец/Vesletc 11 XI 8 XI XII 29 XI Хемус/Hemus 10 XI 8 XI XII 29 XI Радул/Radul 11 XI 10 XI XII 1 XII Каскадьор/Kaskadyor 9 XI 6 XI XII 28 XI Ахат/Ahat 9 XI 5 XI XII 28 XI По-ранното поникване е критерий за повишена кълняема енергия и по-добър начален старт на вариантите с приложение на Лактисем. На по-късен етап при навлизане във фаза братене разликите се запазват. Потвърждават се наблюденията за положителния ефект на продукта върху по-доброто развитие на вторичната коренова система. Най-вероятно той е резултат не само от осигуряването на подходящи физиологично активни вещества, а и по-бързия старт на растенията преди навлизане в зимните месеци. Това им дава възможност да се възползват от по-благоприятните климатични условия и съответно закаляването да протече в оптимална фаза. + LACTICEM CHECK Фигура 10. Ефект на Лактисем върху полската кълняемост и гарниране на посева, сорт Радул ( г). Figure 10. Effect of Lacticem on the field germination, density and distribution of the plants in the crop, cultivar Radul ( ). 30

13 Галина Михова Изпитването на продукта Лактифрост през първата година от изследването не бе осъществено по предварително заложената методика и в съответствие с препоръките на фирмата производител. Причина за това бе късното поникване на посевите и бавното им развитие. Растенията навлязоха в зимните месеци на 2-3 листа, без да са братили. Липсата на достатъчно биомаса и ниските температури, ограничаващи физиологичните процеси на този етап обезсмисли прилагането на продукта. То бе извършено през пролетта, при възстановяване на вегетацията и неминуемо е свързано с коректното интерпретиране на данните. Вероятна причина за подобен резултат е по-бързият темп на развитие през пролетните месеци и възможността за по-интензивно усвояване на хранителни вещества от почвата. Фигура 11. Ефект на Лактифрост, г. Figure 11. Effect of Lactifrost, Таблица 4. Ефект на Лактифрост върху продуктивна братимост и добива на сортове ечемик при условията на ДЗИ, реколта 2013 година. Table 4. Effect of Lactifrost on the number of productive tillers and barley yield under DAI conditions, vegetation Сорт Cultivar Продуктивни братя, брой/m 2 Productive tillers, number/m 2 Контрола Check +Лактифрост +Laktifrost 31 Контрола Check Добив, kg/dka Yiled, kg/dka +Лактифрост +Laktifrost Относителен добив, % Relative yield, % Орфей/Orfej Лардея/Lardeia Флавий/Phlavij Панагон/Panagon Ахелой/Aheloj Веслец/Vesletc

14 Предизвикателствата на природата и възможности за избягване на стреса при ечемика През втората година третирането с Лактифрост е извършено при навлизане във фаза братене, когато растенията са с формирани 3-4 листа и биомасата е достатъчно за приложението му. Среднодневните температури са с положителни стойности, което също благоприятства усвояването на продукта. Характерно за реколтната година бе, че братенето на посевите протече основно през пролетните месеци и е пряко свързано с нормалното им презимуване. При третираните варианти растенията видимо бяха по-мощни (фигура 11). Практически формираната продуктивна братимост бе основният компонент на добива. В зависимост компенсаторните механизми с останалите му структурни елементи, реакцията на генотиповете бе специфична. Резултатите показват, че при двуредния ечемик, който е с по-голям потенциал на братене, тя е доказана (таблица 4). В групата отчетеният относителен добив е в по-високи граници. При фуражния ечемик разликите са по-малки. Заключение Третирането на посевния материал с Лактисем повишава кълняемата енергия и лабораторната кълняемост. Приложението на продукта e свързано с по-добро гарниране на посевите, което определя по-добрия начален старт при настъпване на неблагоприятните зимни условия. Оказва положителен ефект върху формирането на кореновата система и продуктивната братимост. Прилагането на Лактифрост във фаза братене подпомага развитието на растенията и обуславя по-успешно презимуване. Надземната маса и кореновата система са видимо по-мощно развити. Ефектът върху добива се определя от особеностите на генотипа и връзките между структурните му компоненти. Литература Вълчева Д., Др. Вълчев, И. Озтурк, Д. Димова, Т. Попова, Влияние на условията на средата върху добива от зърно при сортове зимен двуреден ечемик, Изследвания върху полските култури, том V, кн.2, Вълчева Д., Др. Вълчев, Д. Димова, М. Гочева, Б. Дюлгерова, Т. Попова, Проблеми, насоки, постижения и перспективи в селекцията на зимния ечемик, Селскостопанска наука, т.44, бр. 6, Иванова А., Н. Ценов, Влияние на годината върху формирането на обща биомаса през вегетацията на сортове обикновена пшеница. Растениевъдни науки, год. LI, 2-3, Котева В., Б. Зарков, Д. Атанасова, В. Манева, Устойчиво отглеждане на ечемик в условията на воден дефицит. Изследвания върху полските култури, том VI-1, Ценов Н., Т. Петрова и Е. Ценова, Селекция за повишаване на толерантността към абиотичен стрес при зимната хлебна пшеница. Национална конференция: Семепроизводство, селекция и семеконтрол за качествен посевен материал, София , Ценов Н., Сортът като фактор за устойчиво производство. В: Интегрирана система за прецизно и устойчиво управление на рисковите фактори при производството на обикновена зимна пшеница и слънчоглед в Южна Добруджа, Mihova G., T. Petrova, Peculiarities of winter barley breeding in relation to low temperature tolerance. International Scientific Conference Plant Genetic Stocks The Basis of Agriculture of Today, June, Sadovo,