Применение микробиологических препаратов – важный резерв для раскрытия потенциала сортовых качеств зерновых и бобовых культур и продуктивности пашни

Развитие растениеводства; получение высоких урожаев; эффективность биопрепаратов; экологическая безопасность; зерновые и зернобобовые культуры; полевой эксперимент для изучения влияния на урожайность и качество сельскохозяйственной продукции; симбиотическая и фотосинтетическая деятельность микроорганизмов; повышение качественных показателей урожая.

Development of crop production; high yields; the effectiveness of biological products; environmental safety; cereals and legumes; field experiment to study the effects on productivity and quality of agricultural products; symbiotic and photosynthetic activity of microorganisms; improving crop quality indicators.

Ключевые слова: клубеньки, бобово-ризобиальный симбиоз, ассоциативный симбиоз, штамм, сорт, биологическая урожайность.

Keywords: the nodules, the legume rhizobial symbiosis, the associative symbiosis, a strain, a variety, the biological productivity.

К важнейшим направлениям развития растениеводства в нашей стране относятся получение высоких урожаев и улучшение качества сельскохозяйственной продукции. Как показала практика, прирост урожайности сельскохозяйственных культур путем интенсивных технологий с применением химических средств защиты растений и использованием минеральных удобрений привели к тому, что занятие сельским хозяйством стало одним из видов деятельности, наиболее опасным для здоровья человека, а именно из-за насыщенности природной среды обитания сельских жителей остаточным количеством вредных химических пестицидов.

В связи с вышесказанным, проводимые научные исследования по изучению эффективности применения биологических препаратов и минеральных удобрений, являются весьма актуальными как для получения экологически безопасной продукции, так и охраны окружающей среды.

В соответствии с целью проведения эксперимента были поставлены следующие задачи: урожайность сельскохозяйственный зернобобовый.

• 1. Заложить полевой эксперимент на модельных делянках в целях демонстрации в дни проведения Международного Дня Поля.
• 2. Исследовать основные показатели структуры урожая продовольственных сельскохозяйственных культур и оценить влияние на них действие биопрепаратов.
• 3. Провести анализ влияния биопрепаратов на показатели урожайности зерновых и качество зерна.
• 4. Провести анализ влияния биопрепаратов на характеристики урожайности бобовых культур (сои и люпина) и качество полученного урожая.

В качестве объектов исследования были взяты:

• 1. Пшеница яровая сортов «Экада 113» и «Йолдыз» .
• 2. Ячмень яровой сортов «Камашевский» и «Тимерхан» .
• 3. Соя сорта «Миляуша» .
• 4. Люпин сорта «Дега» .

Схемы применения биопрепаратов:

• 1. На пшенице и ячменепредпосевная обработка семян перед посевом — «Мизорин (Arthrobacter mysorens штамм 7)» и «Ризоагрин Agrobacterium radiobacter (штамм 204)» — доза 0,3 кг/га; обработка по вегетации «Фитотонус (штамм Bacillus subtilis /pumilus sp.)» — 2 л/га.
• 2. На сое — предпосевная обработка семян перед посевом — «Ризоторфин (Bradyrhizobiumjaponicum штамм 640 Б)» — доза 0,4 кг/га; обработка по вегетации «Фитотонус (штамм Bacillussubtilis /pumilus sp.)» — 2 л/га.
• 3. На люпине — предпосевная обработка семян перед посевом — «Ризоторфин (BradyrhizobiumLupinus штамм 385 А)» — доза 0,4 кг/га; обработка по вегетации «Фитотонус (штамм Bacillussubtilis /pumilus sp.)» — 2 л/га.

Испытания эффективности действия биопрепаратов на культурные растения проводили на опытных полях ТатНИИСХ (п. Большие Кабаны, Лаишевский район, Республика Татарстан). Почва серая лесная. Механический состав тяжелые суглинки. Содержание гумуса — 3,5%, рН почвы — 5,4 (табл. 1).

Таблица 1.

Агрохимические показатели почвы опытного участка

На каждый опытный участок была внесена стартовая доза минеральных удобрений NPK 90:90:90. Для инокуляции семян применяли микробиологические препараты производства ООО НПИ «Биопрепараты» для каждой культуры соответствующим штаммом симбиотических ризосферных микроорганизмов. Обработку семян производили непосредственно перед посевом. Каждую культуру высевали по рекомендуемой технологии (подготовка почвы, сроки и нормы высева, глубина заделки семян и приемы защиты по вегетации). В течение всего вегетационного периода вели фенологические наблюдения за развитием растений. Периодически выкапывали растения с целью изучения развития корневой системы. Обработка семян биологическими препаратами в опытах ускоряла их всхожесть, положительно влияла на внешний вид проростков и взрослых растений (более яркая зеленая окраска, более длинные и мощные стебли и т. д.).

Анализ роста и развития растений во всех вариантах обработки проводился с 4 мая 2015 г. по 26 августа 2015 г. Учет урожая проводился вручную с 1 кв. м посева. Урожай зерна пересчитывали на 14% влажность и 100% чистоту. Были исследованы следующие показатели для зерновых культур (табл. 2, 3): число растений на кв. м в фазу кущения и восковой спелости, продуктивное кущение; масса 1000 зерен, г; число зерен в колосе, масса побега, масса колоса, число колосков, длина колоса, высота растений и длина ВМУ (подколоскового междоузлия). Для бобовых культур (табл. 4, 5): количество бобов, количество семян в 1 бобе, количество клубеньков бактерий, вес и диаметр клубеньков, высота растения, длина и ширина боба.

Одним из факторов увеличения продуктивности бобовых культур, особенно сои, является оптимизация условий минерального питания за счет рационального применения удобрений. В этой связи нами была поставлена задача изучить эффективность применения минеральных удобрений под сою и люпин при инокуляции семян Ризоторфином на этом виде почвы.

Основываясь на результатах, полученных в ходе проведения эксперимента, можно сделать следующие выводы:

• 1. Структурный анализ урожая зерновых культур, сои и люпина показал, что протравливание семян и обработка растений в период вегетации испытуемыми биопрепаратами способствует улучшению основных структурных показателей до уровня, превышающего аналогичные показатели, полученные при использовании традиционной технологии применения сбалансированного минерального питания и химических средств защиты растений (СЗР). При этом существенно увеличивается фотосинтетический потенциал растений, что способствует формированию наибольшей урожайности бобовых культур. Таким образом были созданы благоприятные условия для симбиоза, а именно для использования активного штамма ризобий (сухая форма препарата «Ризоторфин» со специфичным вирулентным и активным штаммом и богатым микроэлементным составом), который значительно активизирует симбиотическую и фотосинтетическую деятельность и достоверно повышают урожайность бобовых культур. Улучшение показателей качества зерновых культур при использовании биопрепаратов (на основе ассоциативно-ризосферных микроорганизмов) «Мизорин (штамм 7)» и «Ризоагрин (штамм 204)» связано с образованием полезной микрофлоры, заселяя прикорневую зону растений и поверхность корней, вытесняют болезнетворные бактерии, лишая их пространства и пищи, колонизируют корни сельскохозяйственных культур и, образуя с ними «ассоциативный симбиоз», заметно снижают фон поражаемости культурных растений различными болезнями (альтернариоз, гельминтоспориоз, септориоз, мучнистая роса и т. д.), улучшая при этом фитосанитарную обстановку в почве и позволяют снизить дозу внесения дорогостоящих минеральных удобрений и пестицидов.
• 2. Урожайность ярового ячменя сортов «Камашевский» и «Тимерхан» при использовании «Ризоагрин (Agrobacterium radiobacter штамм 204)» и «Фитотонус» (штамм Bacillus subtilis /pumilussp.) составляла соответственно 83,0 и 69,0 ц с 1 га посадки, что соответственно на 121,3 и 145,5% больше показателя средней урожайности за последние 3 года в Республике Татарстан в вариантах с традиционной технологией возделывания (комплекс минеральных удобрений и химических СЗР).
• 3. Прибавка урожая яровой пшеницы сортов «Йолдыз» и «Экада 113» при использовании «Мизорин (Arthrobacter mysorens штамм 7)» и «Фитотонус» (штамм Bacillus subtilis /pumilus sp.) составляла 85,0 и 75,0 ц с 1 га посадки, что соответственно на 142,8 и 134,4% больше показателя средней урожайности за последние 3 года в Республике Татарстан в вариантах с традиционной технологией возделывания (комплекс минеральных удобрений и химических СЗР).
• 3. Урожайность сои сорта «Миляуша» в результате применения «Ризоторфин (Bradyrhizobiumjaponicum штамм 640 Б» и «Фитотонус» (штамм Bacillus subtilis /pumilus sp.) составляла 28,7 ц с 1 га посадки, что на 91,3% больше показателя средней урожайности за последние 3 года в Республике Татарстан в вариантах c применении сбалансированного минерального питания и химических СЗР.
• 4. Урожайность люпина сорта «Дега» в вариантах опыта с использованием «Ризоторфин(Bradyrhizobium Lupinus штамм 385 А)» и «Фитотонус» (штамм Bacillus subtilis /pumilus sp.) составила 50 ц с 1 га посадки, что превышает аналогичный средний показатель на 100%, больше показателя средней урожайности за последние 3 года в Республике Татарстан в вариантах с применением традиционной технологии (сбалансированное минеральное питание и химические СЗР).

Из всех полевых культур только бобовые обладают способностью вступать в бобово-ризобиальный симбиоз с бактериями рода ризобиум и усваивать азот воздуха, при этом и происходит чудо природы, когда молекула азота расщепляется на атомы и входит в биологический круговорот!

Лимитирующий фактор при возделывании сои в регионе — содержание азота. При благоприятных условиях для симбиоза, соя способна обеспечить себя азотом за счет биологический фиксации азота воздуха и сформировать даже самый большой урожай без применения небезопасных дорогостоящих азотных удобрений. Однако в неблагоприятных условиях клубеньковые бактерии не функционируют, и растения не получают необходимого количества азота.

В случае избытка азота в почве бобовые растения, как правило, не образуют клубеньки. Общепризнано, что применение высоких доз азотных удобрений при возделывании бобовых культур приводит к снижению конкурентоспособности и вирулентности клубеньковых бактерий, падению нитрогеназной активности и продуктивности (Кожемяков, Посыпанов, Верниченко, Мишустин, Тихонович и др.).

Таким образом, по результатам проведенных исследований создание благоприятных условий для симбиоза, а именно использование для инокуляции активного штамма ризобий биопрепарата Ризоторфин и наличие микроэлементов (бора, молибдена, марганца, магния и др.) значительно активизируют симбиотическую и фотосинтетическую деятельность и достоверно повышают урожайность бобовых культур. Выявлено положительное влияние биопрепаратов «Ризоагрин» и «Мизорин» на рост и развитие зерновых культур, урожайность пшеницы и ячменя. Необходимо продолжить изучение влияния на различные сорта зерновых и бобовых культур биопрепаратов «Ризоторфин», «Ризоагрин» и «Мизорин» на опытных полях ФГБНУ «ТатНИИСХ», а также на производственных полях Республики Татарстан, принимая во внимание характерные для данной местности особенности почвенно-климатических условий.

Таблица 2.

Элементы структуры урожая ячменя, 2015

*- Длина подколоскового междоузлия ** - масса продуктивных стеблей

Таблица 3.

Элементы структуры урожая пшеницы, 2015

*- Длина подколоскового междоузлия ** - масса продуктивных стеблей

Таблица 4.

Элементы структуры урожая сои сорта «Миляуша», 2015

Таблица 5.

Элементы структуры урожая люпина сорта «Дега», 2015