CC BY
60
УДК 631.46:579.64:338.314
ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ ИНОКУЛЯЦИИ СЕМЯН ГОРЧИЦЫ БЕЛОЙ И САРЕПТСКОЙ АССОЦИАТИВНЫМИ АЗОТФИКСИРУЮЩИМИ ШТАММАМИ РИЗОБАКТЕРИЙ
В.Н. Лебедев, канд. с.-х. наук, доцент,
ФГБОУ ВПО РГПУ им. А.И. Герцена,
наб. р. Мойки, 48, г. Санкт-Петербург, Россия, 191186
E-mail: [email protected]
Г.А. Ураев, канд. экон. наук, доцент,
ФГБОУ ВПО ПГПУС, Московский пр., 9, г. Санкт-Петербург, Россия 190031 E-mail: [email protected]
Аннотация. Проведен анализ многолетних исследований, выполненных на биостанции им. А. И. Герцена (пос. Вырица Гатчинского района Ленинградской области), по выявлению эффективных штаммов ассоциативных ризобактерий для хозяйственно ценных растений: горчицы белой и горчицы сарептской. Наблюдалось наибольшее увеличение ростовых процессов на 12-15% в вариантах с применением флаво- и артробактерий. При инокуляции семян ассоциативными штаммами бактерий улучшается качество зеленой массы. Концентрация общего азота у инокулированных растений, по сравнению с контролем, возрастает на 1,8-23,5%, фосфора - на 7,1-40,0% и калия - на 19,2-62,5%. Применение наиболее эффективных для каждой выращиваемой культуры ассоциативных штаммов ризобактерий в наибольшей степени стимулирует физиологические процессы, увеличивает биомассу надземных органов. Наилучшие результаты получены при использовании бактериальных препаратов: мизорина (Arthrobacter mysorens, штамм 7) и флавобактерина (Flavobacterium sp., штамм Л 30). Необходимо отметить, что на протяжении всех лет у обеих культур положительная тенденция влияния штаммов бактерий на формирование урожая зеленой массы сохранялась. Для оценки эффекта и эффективности от инокуляции семян горчицы белой и сарептской ассоциативными ризобактериями были рассчитаны основные экономические показатели, исходя из средней цены реализации сухой массы растений - 1 220 руб. за одну тонну. Максимальный экономический эффект достигается при использовании мизорина на горчице сарептской - 221,39% по сравнению с контролем.
Ключевые слова: горчица белая, горчица сарептская, инокуляция, урожайность, всхожесть, высота растения, ассоциативные ризобактерии, экономический эффект, экономическая эффективность.
Введение. В настоящее время исследования по применению в сельском хозяйстве бактериальных препаратов приобретают большую актуальность. Практическая важность использования в земледелии ассоциативных азотфиксаторов неуклонно возрастает из-за их очевидного преимущества перед минеральными удобрениями. Это связано с тем, что они не только не оказывают химическую нагрузку на состояние окружающей среды, но и имеют экономическую эффективность.
Цель работы заключалась как в определении действия инокуляции семян горчицы белой (Sinapis alba L.) - сорт Чергинская (к-
4219) и сарептской (Brassica juncea (L.) Czern.) - сорт Донская-5 (к-4345) бактериальными штаммами на ростовые процессы и продуктивность в условиях полевых опытов, так и в оценке экономического эффекта и эффективности от их применения. Продуктивный потенциал данных культур в России считается полностью не реализованным [1].
Методика. Работа проведена в условиях полевых мелкоделяночных опытов на биостанции РГПУ им. А.И. Герцена в пос. Вырица в период 2004-2014 гг. на дерново-подзолистой супесчаной почве, характеризующейся средней обеспеченностью гумусом, слабокислой реакцией среды и средним со-
держанием фосфора и калия. Учетная площадь делянки каждого варианта - 1 м2. По-вторность опыта шестикратная. Работу проводили по единой методике на одних и тех же почвах, что позволило дать более обоснованные заключения о преимущественной эффективности того или иного ассоциативного бактериального препарата для конкретной растительной культуры.
Инокуляция семян данных растений проводилась следующими бактериальными препаратами: агрофилом (Agrobacterium radiobac-ter, штамм 10), бактосаном (Bacillus subtilis, Ч-13), мизорином (Arthrobacter mysorens, штамм 7) и флавобактерином (Flavobacterium sp. штамм 30). Бактериальные препараты были получены из ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, а семена сортов капустных растений - из ВИР им. Н.И. Вавилова [2-5].
Обработка семенного материала проводилось согласно рекомендациям [6] путем равномерного нанесения суспензии препарата, приготовленного непосредственно перед посевом, на семена. Полевая всхожесть определялась на
Ростовые процессы являются интегральным показателем физиологического состояния растений и внешних условий, в которых они выращиваются [7-10]. В наших исследованиях у обоих видов горчицы наблюдалось увеличение высоты, но наиболее эффективно оно проявилось в вариантах с применением флаво- и артробактерий - на 12%-15%.
7-й день после посева, а измерение высоты, сухой массы и биохимических показателей - в фазу цветения. Содержание азота, фосфора и калия определяли в растениях после мокрого озоления с использованием автоматического устройства Kjeltec 2003 Analyzer Unit по Kjedale-методу и пламенного фотометра.
Оценки эффекта и эффективности от инокуляции семян горчицы ассоциативными ри-зобактериями осуществлялась путем расчета основных экономических показателей (доход, затраты, прибыль и рентабельность), исходя из средней цены реализации сухой массы растений - 1 220 руб. за одну тонну.
Результаты. Процессы, протекающие в фазе формирования семян, связаны с ходом обмена веществ на всех последующих стадиях морфогенеза растения, поэтому в наших исследованиях такой показатель, как полевая всхожесть, служил своеобразным тестом, позволяющим прогнозировать дальнейшее действие того или иного ассоциативного штамма (табл. 1).
Повышение продуктивности сухой массы надземных органов горчиц также проявилось под влиянием всех исследуемых бактериальных штаммов. Максимальная прибавка сухой массы наблюдалась у горчицы сарептской -на 66% (167,1 ц/га) при использовании арто-робактерий и 58% (158,7 ц/га) - при инокуляции флавобактериями.
Таблица 1
Влияние ассоциативных ризобактериальных штаммов на всхожесть семян, высоту растения
_и урожайность сухой массы горчицы белой и сарептской_
№ п/ п Показатель Варианты НСРе, 5
Контроль Агрофил Бактосан Мизорин Флавобакте-рин
1. Горчица белая
Всхожесть % А 63 71 +13 + 6 ОО 8 76 +21 75 +19 4,4
Высота расте- см ния % 98,1 100 107,8 110 105,9 108 112,9 115 112,5 115 4,8
Урожайность ц/г сухой массы а % 120,4±3,8 100 158,2±2, 3 131 155,6±1, 1 129 170,4±13, 4 142 169,3±3,8 141 10,1
2. Горчица са рептская
Всхожесть % А 63 + 6 ОО 8 + 6 ОО 8 72 +14 71 +13 3,7
Высота расте- см ния % 85,2 100 91,5 107 93,5 110 98,0 115 95,2 112 4,5
Урожайность ц/г сухой массы а % 100,7±10,7 100 142,4±6, 1 142 132,7±5, 2 132 167,1±10, 3 166 158,7±12,4 158 11,4
Анализ результатов (табл. 2) показал, что ных элементов: азота - до 2,76% на абсолютно у инокулированных растений в надземных сухое вещество (на 21,6%), фосфора - до 1,6% органах, относительно контроля, происходит (на 14,3%) и калия - до 4,2% (на 61,5%). повышение содержания основных минераль-
Таблица 2
Влияние ассоциативных ризобактериальных штаммов на содержание азота, фосфора
и калия в сухом веществе горчицы,%
№ п/п Содержание Варианты НСРс,5
Контроль Агрофил Бактосан Мизорин Флавобактерин
1. Горчица белая
Общего азота % А 1,70 1,78 +4,7 1,87 +10,0 2,02 +18,8 2,10 +23,5 0,05
Общего Р205 % А 10 14 +40,0 14 +40,0 14 +40,0 13 +30,0 0,04
Общего К20 % А 16 23 +43,8 21 +31,3 +43,8 26 +62,5 0,40
2. Горчица сарептская
Общего азота % А 2,27 2,31 +1,8 2,50 +10,1 2,66 +17,2 2,76 +21,6 0,16
Общего Р205 % А 14 14 0 14 0 16 +14.3 15 +7,1 0,04
Общего К20 % А 2,6 31 +19,2 31 +19,2 42 +61,5 34 +30,8 0,40
Сравнение горчицы по продуктивности сухой массы не позволяет в полной мере судить об эффективности применения препаратов при инокуляции их семян ассоциативными ризобак-териями. Для этого необходимо вычислить экономический эффект и эффективность. История и
подходы к их определению нами были подробно рассмотрены в статьях [11,12].
Применение биопрепаратов для инокуляции семян горчицы ассоциативными ризобак-териями сказывается на основных экономических показателях (табл. 3).
Таблица 3
Экономическая эффективность инокуляции семян ассоциативными ризобактериями
Показатель Вариант
Контроль Агрофил Бактосан Мизорин Флавобактерин
Горчица белая
Доход, тыс. руб. 14,69 19,30 18,98 20,79 20,65
Затраты, тыс. руб. 8,36 6,36 6,47 5,91 5,95
Прибыль тыс. руб. 6,33 12,94 12,51 14,88 14,70
Рентабельность, в % 75,72 203,46 193,35 251,78 246,06
Горчица сарептская
Доход, тыс. руб. 12,29 17,37 16,19 20,39 19,36
Затраты, тыс. руб. 9,58 6,77 7,27 5,77 6,08
Прибыль тыс. руб. 2,71 10,60 8,92 14,62 13,28
Рентабельность, % 28,29 156,57 122,70 253,38 218,42
Анализ экономических показателей показывает, что максимальная прибыль формируется при использовании биопрепарата мизо-рин: по горчице белой - 14,88 тыс. руб.; по горчице сарептской - 14,62 тыс. руб. Показатель рентабельности позволяет сделать вывод, что наибольшая экономическая эффективность достигается также при использовании мизорина: по горчице сарептской -253,38%, по горчице белой - 251,78%.
Известно, что экономический эффект мо-
жет быть определен как разница между исходной и достигнутой «абсолютной» экономической эффективностью рассматриваемой социально-экономической системы при ее изменении или изменении условий ее функционирования [11]. Исходя из этого, нами был определен обобщающий показатель экономического эффекта инокуляции семян горчицы ассоциативными ризобактериями по рентабельности, где база сравнения - рентабельность на контроле. Максимальный экономиче-
ский эффект достигается при использовании мизорина на горчице сарептской - 221,39%.
Выводы. Обработка семян ассоциативными ризобактериями усиливает ростовые процессы надземных органов, увеличивая высоту стебля и повышает продуктивность сухой массы растений в некоторых вариантах до 40-66%.
При инокуляции семян улучшается качество зеленой массы за счет повышения в ней
содержания азота (1,8-23,5%), фосфора (7,140,0%) и калия (19,2-62,5%).
К наиболее перспективным ассоциативным азотфиксирующим штаммам, можно отнести Arthrobacter mysorens, штамм 7 (мизо-рин) и Flavobacterium sp., штамм 30 (флаво-бактерин).
Максимальный экономический эффект достигается при инокуляции семян горчицы сарептской мизорином - 221,39%.
Литература
1. Зайцев В.Я. Крестоцветные культуры - важнейший резерв увеличения кормов. Л.: ЛХИ, 1984. 19 с.
2. Лебедев В.Н., Воробейков Г.А. Влияние бактериальных препаратов на минеральное питание и продуктивность горчицы белой (Sinapis alba L.) // Агрохимия. 2006. № 12, С. 42-46.
3. Лебедев В.Н. Минеральное питание, рост и продуктивность горчицы белой (Sinapis alba L.) при инокуляции семян ассоциативными ризобактериями : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. СПб.:Пушкин, 2008. 18 с.
4. Лебедев В.Н. Ассоциативные штаммы бактерий как современный элемент экологизации выращивания капустных растений // Известия РГПУ им. А.И. Герцена. 2014. № 168. С. 49-53.
5. Лебедев В.Н. Интенсивность побегообразования капустных растений при инокуляции семян бактериальными препаратами // Сборник научных трудов по материалам Международ. науч.-практич. конф. (Перспективы развития науки и образования). Тамбов: ООО «Консалтинговая компания Юком», 2015. Ч. 8. С. 92-93.
6. Завалин А. А., Кожемяков А. П. Новые технологии производства и применения биопрепаратовкомплексного действия. СПб.: Химиздат, 2010. 64 с.
7. Марковская Е.Ф., Сысоева М.И. Роль суточного температурного градиента в онтогенезе растений. М.: Наука, 2004. 119 с.
8. Kerber A.J., Owen H.R., Coons J.M. Photoperiod impact on lateral shoot growth in Stilisma pickerigii // Trans. III. State Acad. Sci. 2000. P. 93.
9. Kim S.E., Okubo H. Control of growth habit in determinate lablab bean (Lablabpurpureus) by temperature and photoperiod // Sci. Hort, 1995, vol. 61. P. 147-155.
10. Pearson S., Parker A., Handey P, Kitchener M. The effect of photoperiod and temperature on reproductive development of cape daisy (Osteospermum jucundum cv. Pink Whirls) // Sci. Hort. 1995, vol. 62, vol. 4. P. 225-235.
11. Ураев Г.А. Оценка экономического эффекта // материалы Международ. (заоч.) науч.-практич. конф. (Приоритетные научные направления: от теории к практике) / под общ. ред. А.И. Вострецова. Нефтекамск: РИО ООО «Наука и образование», 2015. С. 181-183.
12. Ураев Г.А. Эволюция термина экономическая эффективность. // сборник научных трудов по материалам Международ. науч.-практич. конф. (Перспективы развития науки и образования). Тамбов: ООО «Консалтинговая компания Юком», 2015. Ч.10. С. 141-142.
PERSPECTIVES ON INOCULATION OF SEEDS OF WHITE AND BROWN MUSTARD WITH ASSOCIATIVE NITROGEN-FIXING RHIZOBACTERIA STRAINS
V.N. Lebedev, Cand. Agr. Sci, Associate Professor,
Herzen State Pedagogical University of Russia, 48 Emb. Riv. Moyka, Saint Petersburg 191186 Russia
E-mail: [email protected]
G.A. Uraev, Cand. Econ. Sci., Associate Professor,
Petersburg State Transport University
9 Moskovsky Pr., Sankt-Petersburg 190031 Russia
E-mail: [email protected]
ABSTRACT
Long-term investigations carried out at the Herzen biostation (Vyritsa settlement, Gatchinskii district, Leningradskaya oblast) on revealing effective strains of associative rhizobacteria for white and brown mustard were analyzed. The increase in growth processes with the use of bacterial preparations was noticed. Seeds inoculated with associative strains of bacteria were indicated by accumulation of main mineral elements in aboveground organs of plants, that improves the quality of green mass. The concentration of total nitrogen in inoculated plants compared to control increases by 1.8-23.5%, phosphorus - by 7.1-40.0%, and potassium - by 19.2-62.5%. It was established that the application of the most effective for each crop associative rhizobacteria strains highly stimulates physiological processes, increases the biomass of aboveground organs. The best results were obtained from using bacterial products: mizorin (Arthrobacter mysorens strain 7) and flavobakterin (Flavobacterium sp., strain L 30). It should be noted that throughout the years, positive tendency of influence of bacterial
strains on formation of herbage yield continued in both crops. Main economic indicators were calculated based on average sale price of dry crop mass - RUR1220 per ton to estimate the effect and efficiency of white and brown mustard seed inoculation with associative rhizobacteria. Maximum economic effect is achieved with the use of mizorin for brown mustard - 221.39% compared with controls.
Key words: inoculation, field experiment, productivity, phytoregulators, mineral nutrition, germination, growth processes, plant height, dry weight, associative rhizobacteria, economic effect.
References
1. Zajcev V.Ja., Cruciferous plants - the most important reserve for increasing feed. Leningrad, LSHI, 1984, pp. 19.
2. 2. Lebedev V.N., Vorobejkov G.A., Vlijanie bakterial'nyh preparatov na mineral'noe pitanie i produktivnost' gor-chicy beloj (Sinapis alba L.) (Influence of bacterial preparations on mineral nutrition and productivity of white mustard (Sin-apis alba L.)). Agrohimija, 2006, vol. 12, pp. 42-46.
3. Lebedev V.N., Mineral'noe pitanie, rost i produktivnost' gorchicy beloj (Sinapis alba L.) pri inokuljacii semjan asso-ciativnymi rizobakterijami (Mineral nutrition, growth and productivity of white mustard (Sinapis alba L.) at inoculation associative rhizobacteria). Saint-Petersburg - Pushkin, 2008, pp. 18.
4. Lebedev V.N., Izvestija RGPU im. A.I. Gercena, 2014, No 168, pp. 49-53.
5. Lebedev V.N., Perspektivy razvitija nauki i obrazovanija (Prospects for the development of science and education), Tambov, 2015, vol. 8, pp. 92-93.
6. Zavalin A..A., Kozhemjakov A. P. Novye tehnologii proizvodstva i primenenija biopreparatov kompleksnogodejst-vija, SPb.: Himizdat, 2010, pp.64.
7. Markovskaja E.F., Sysoeva M.I., The role of the circadian temperature gradient in the ontogeny of plants (), Moscow, Nauka, 2004, pp. 119.
8. Kerber A.J., Owen H.R., Coons J.M. Trans. III. State Acad. Sci., 2000, pp. 93.
9. Kim S.E., Okubo H. Sci. Hort, 1995, Vol. 61. pp. 147-155.
10. Pearson S., Parker A., Handey P, Kitchener M. Sci. Hort., 1995, Vol. 62, Vol. 4. pp. 225-235.
11. Uraev G.A., Prioritetnye nauchnye napravlenija: ot teorii k praktike. (Priority research areas: from theory to practice), Neftekamsk, 2015, pp. 181-183.
12. Uraev G.A., Perspektivy razvitija nauki i obrazovanija (Prospects for the development of science and education), Tambov, 2015, Vol. 10, pp. 141-142.
УДК 631.174
ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ НА ОСНОВНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ И ЗАСОРЕННОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
М.М. Сабитов, канд. с.-х. наук, Р.В. Науметов, канд. с.-х. наук, Р.Б. Шарипова, канд. геогр. наук,
ФГБНУ «Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства», ул. Институтская, 19, пос. Тимирязевский, Ульяновский район, Ульяновская область, Россия, 433315 E-mail: m [email protected]
Аннотация. Исследование проводили в комплексных стационарных опытах на базе ФГБНУ «Ульяновский НИИСХ» на полях отдела земледелия в 2002-2004 гг. в зернопаровом севообороте.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный, среднесуглини-стый. Использовали аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий на фоне пассивной, эпизодической и интегрированной защиты растений. Применение средств химизации положительно влияло на сохранность растений яровой пшеницы. Удобрения, внесенные в
