CC BY
49
УДК 633.31/37: 631.461
Применение полифункциональных биопрепаратов при выращивании бобовых культур в Крыму
Е.Л. ТУРИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник С.В. ДИДОВИЧ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией Р.А. КУЛИНИЧ, младший научный сотрудник
Институт сельского хозяйства Крыма, ул. Киевская, 150, г Симферополь, Республика Крым, 295453, Россия E-mail: [email protected]
Объект исследований - особенности взаимодействия полифункциональных биоагентов микробиологических препаратов с растениями бобовых культур в агроценозах. Полевые исследования с целью изучения эффективности применения биопрепаратов полифункционального действия в агротехнологиях выращивания бобовых культур на черноземе южном про -водили в условиях Крыма. Использовали современные сорта зернобобовых культур селекции Института растениеводства им. В.Я. Юрьева НААН Украины и Селекционно-генетического института - Национального центра семеноведения и сортоизучения НААН. Перед посевом семена обрабатывали микробными препаратами на основе высокоэффективных азотфиксирующих штаммов микроорганизмов Ризобофит (контроль) и препаратами полифункционального действия: Фосфоентерин - на основе микроорганизмов, мобилизующих труднодоступные фосфаты; Биополицид -на основе микроорганизмов, подавляющих рост фитопатогенной микрофлоры; Арбускулярно-микоризные грибы, обеспечивающими растения влагой, фосфорными соединениями почвы и снижающими поражение корней патогенными грибами; Цианоризобиальный консорциум (ЦРК) -на основе азотфиксирующей почвенной водоросли Nostoc и ассоциированных с ней микроорганизмов, которые характеризуются разными функциями (фосфатмобили-зация, ростстимуляция) в ризосфере растений. В 2013-2014 гг. на корнях растений гороха, чины, чечевицы сформировалось от 8 до 20 азотфиксирующих клубеньков. Применение полифункциональных микробиологических препаратов увеличило урожайность зерна чины, по сравнению с обработкой Ризобофитом, на 0,20-0,30 т/ га, чечевицы - на 0,30-0,61 т/га, гороха-до 0,06 т/га (в варианте с применением ЦРК), при одновременном увеличении содержания сырого протеина в зерне гороха - на 1,9%, чины - 0,5%, чечевицы - 1,5%.
Ключевые слова: микробные препараты, клубеньковые бактерии, бобовые растения, семенная продуктивность, эффективность.
Для цитирования: Турина Е.Л., Дидович С.В., Кулинич Р.А. Применение полифункциональных препаратов при выращивании бобовых культур в Крыму // Земледелие. 2015. № 2. С. 31-33.
Одно из стратегических направлений современного земледелия -использование биологических источников воспроизводства плодородия почвы и производство экологически безопасной продукции растениеводства. Важную роль в этом аспекте играют бактериальные удобрения - микробные препараты для обеспечения биологической азотфиксации, фосфатмобилиза-ции, ростстимуляции в ризосфере растений и защиты их от патогенов и фитофагов [1]. Почвенные бактерии и микроскопические грибы - неотъемлемая составляющая системы «почва - микроорганизмы - растения». В присутствии полноценного комплекса микроорганизмов растения получают питание, необходимое для реализации потенциала урожайности.
Бобовые культуры, обладая уникальной возможностью усваивать молекулярный азот воздуха в симбиозе с клубеньковыми бактериями, способны формировать высокие урожаи растительного белка без применения азотных удобрений [2, 3]. Фиксируемый растениями биологический азот экологиче-
ски безвреден [4] и практически неисчерпаем. Кроме того, коэффициент использования биологически связанного азота в бобово-ризобиальных системах приближается к 100% [5].
В последние годы в Российской Федерации отмечается рост посевных площадей зернобобовых культур. Если в 2008 г. они занимали 1 млн га, то в 2013 г. - уже 2,02 млн га. В зависимости от года доля зернобобовых в общем производстве зерновых культур составляет 2-3% [6].
Цель наших исследований - определение эффективности применения биопрепаратов полифункционального действия в агротехнологиях выращивания чины, чечевицы и гороха в условиях центральной степи Крыма.
Полевые опыты закладывали на полях Института сельского хозяйства Крыма (Красногвардейский район Республики Крым) в 4-кратной повторности систематическим методом. Площадь учетной делянки 25 м2. Подготовку почвы и уход за посевами осуществляли согласно зональной технологии возделывания культур, предшественник - озимый ячмень [7]. В эксперименте использовали современные сорта зернобобовых культур селекции Института растениеводства им. В.Я. Юрьева НААН Украины и Селекционно-генетического института - Национального центра семеноведения и сортоизучения НААН. Норма высева гороха и чины составляла 1,0 млн/га всхожих семян, чечевицы - 2,5 млн/га, сои - 600 тыс./га.
Почва опытного участка - южный слабогумусированный чернозем на желто-бурых лессовидных легких глинах. Содержание гидролизи-руемого азота в пахотном слое около
1. Симбиотическая эффективность биологических препаратов при выращивании бобовых культур (полевые опыты, фаза цветения, 2013-2014 гг.)
Вариант Количество клубеньков, Масса клубеньков, мг/растение Нитрогеназная активность, мкМоль этилена
шт./растение за 1 ч на растение
Р Горох сорта Девиз 15,5 0,34 4,17
Р+Ф+Б 12,2 0,33 1,10
ЦРК 10,3 0,37 3,25
Р+АМГ 8,2 0,28 1,82
НСР05(2013/2014) 0,38/2,4 0,54/0,13 1,91/6,62
Чина сорта Сподиванка
Р 18,9 1,25 14,17
Р+Ф+Б 20,7 2,27 22,01
ЦРК 14,0 1,49 16,09
Р+АМГ 14,3 1,69 16,64
НСР05(2013/2014) 0,40/3,20 0,98/0,37 0,07/3,32
Р Чечевица сорта Линза 8,1 0,28 3,98
Р+Ф+Б 16,2 0,46 18,2
ЦРК 13,7 0,43 4,46
Р+АМГ 14,2 0,35 5,87
НСР05(2013/2014) 0,39/1,30 0,59/0,10 0,04/3,97
СО (D S ü
(D
д
(D S S
(D
N> 2
О ^
2. Влияние биологических препаратов на структуру и урожайность бобовых культур, (полевые опыты, 2013-2014 гг.)
Вариант опыта Высота растений, см Высота прикрепления нижнего боба, см Площадь листовой поверхности тыс. м2/га Кол-во бобов на растение, шт. Масса 1000 зерен, г Содержание сырого протеина, % Урожайность, т/га
Р (контроль) Р+Ф+Б 16 18 8,5 10,1 Горох сорта Девиз 51 2,0 71 2,0 235 243 26,9 28,8 0,36 0,37
ЦРК 16 9,7 52 2,0 245 28,6 0,42
Р+АМГ 13 9,6 49 2,0 240 28,0 0,38
НСР05(2013/2014 гг.) 0,97/1,26 0,85/1,4 - 0,88/1,2 8,90/6,2 1,34/1,24 1,17/0,61
Чина сорта Сподиванка
Р (контроль) 47 18 156 9 149 29,7 0,70
Р+Ф+Б 55 20 157 14 164 29,2 1,00
ЦРК 50 19 193 12 163 30,2 0,90
Р+АМГ 49 19 217 11 170 29,3 0,80
НСР 0 5(2013/2014 гг.) 2,68/2,7 1,23/1,3 - 1,38/2,8 0,95/3,6 1,37/0,78 1,19/0,27
Р (контроль) 25 15 Чечевица сорта Линза 28 10 50 29,9 0,78
Р+Ф+Б 30 19 29 17 50 30,0 1,39
ЦРК 25 16 26 14 49 31,4 1,35
Р+АМГ 26 17 28 13 49 30,7 1,08
НСР05 (2013/2014 гг.) 1,14/1,0 0,92/0,9 - 1,65/1,8 0,79/1,4 0,67/0,77 0,86/0,27
11 мг/100 г сухой почвы, подвижного фосфора (Р205 по Мачигину) - 3,4-3, 6 мг/100 г, калия -25,3-42,2 мг/100 г сухой почвы. В целом почвенный покров обладает довольно высоким естественным плодородием, благоприятными водно-физическими и химическими свойствами.
Перед посевом семена бобовых культур обрабатывали (согласно рекомендациям по применению) различными сочетаниями микробиологическим препаратов: Ризобофит (Р) - на основе высокоэффективных азотфиксирующих штаммов микроорганизмов; Фосфоентерин (Ф) - на основе микроорганизмов, мобилизующих труднодоступные фосфаты, благодаря чему увеличивается коэффициент использования минеральных форм этого элемента; Биополицид (Б) - на основе микроорганизмов, подавляющих рост фитопатогенных микроорганизмов; Арбускулярно-микоризные грибы (АМГ), препаративная форма которых представлена в виде субстратно-кореневой смеси и способствует повышению семенной продуктивности за счет обеспечения растений влагой и фосфорными соединениями почвы, а также снижения поражения корней патогенами; Цианоризобиальный консорциум (ЦРК) - на основе азот-фиксирующей почвенной водоросли Nostoc и ассоциированных с ней микроорганизмов, которые характеризуются разными доминирующими функциями (фосфатмобилизация, ■я ростстимуляция) в ризосфере расо тений [8]. Биопрепараты созданы коллективом отдела микробиологии ^ Института сельского хозяйства Кры-о ма. В качестве контроля был выбран | вариант с обработкой Ризобофитом.
Инокуляционная нагрузка составляла ® 0,2-0,5 х 106 клеток/семя. 5 Для определения эффективности $ бобово-ризобиального симбиоза,
отбирали по 10 растений в четырех повторениях каждого варианта опыта, на которых учитывали количество, массу и нитрогеназную активность клубеньков. Величину последнего показателя определяли ацетиленовым методом на газовом хроматографе Chrom 5 [9].
Урожай убирали комбайном Sampo-130 прямым комбайнированием при достижении средней влажности зерна каждой культуры 16-18%, с последующей сушкой до стандартных 14%.
Статистический анализ экспериментальных данных осуществляли методом дисперсионного анализа [10].
Территория Института сельского хозяйства Крыма относится к так называемому степному агроклиматическому району с умеренно-жарким, засушливым климатом. Для региона характерно сравнительно жаркое лето с температурой июля +23-24°С, которая в отдельные годы может повышаться до +35-39°С. По усредненным параметрам температурные условия в годы проведения исследований были близки к средним многолетним. Явная засушливость климата зоны определяется малым количеством осадков (среднемного-летнее значение 403 мм), большой сухостью воздуха, значительной величиной испарения. Весной сильные восточные ветры вызывают пыльные бури, летом часто дуют горячие суховеи.
Анализ показателей симбиоза за два года исследований показал, что на чине, горохе и чечевице формировалось от 8 до 20 мелких азотфиксирующих клубеньков с биомассой 1,25-2,27; 0,28-0,37 и 0,28-0,46 мг/ растение соответственно (табл. 1).
При выращивании бобовых культур отмечено влияние бактеризации микробиологическими препаратами на показатели структуры урожая
(табл. 2). Так, высота растений и прикрепления нижнего боба в варианте Ризобофит + Фосфоентерин + Биополицид, была больше, чем в контроле, на 13-20% и 6,7-26,7% соответственно, что позволило увеличить высоту среза и свести к минимуму потери при уборке урожая. Бактеризация полифункциональными препаратами обеспечила увеличение массы 1000 семян гороха и чины, по сравнению контролем, на 2,1-14,0%.
В среднем за 2 года исследований применение микробиологических препаратов способствовало увеличению содержания сырого протеина в зерне гороха на 1,9%, чины - на 0,5%, чечевицы - на 1,5%.
Интегрированный показатель эффективности любого агроприема -урожайность. По всем культурам при использовании полифункциональных препаратов и сочетаний она была выше, чем в контроле. Сбор семян чины увеличивался на 0,200,30 т/га (28,6-42,9%), чечевицы - на 0,30-0,61 т/га (38,5-78,2%), гороха в варианте с применением ЦРК - на 0,06 т/га (16,7%).
В заключение необходимо отметить, что в степной зоне Крыма размеры урожая ранних яровых культур определяют весенние запасы влаги в метровом слое почвы, а также осадки в период вегетации растений. Учитывая прекращение подачи поливной воды и изменение климата в сторону потепления, необходимо пересмотреть видовой и сортовой состав выращиваемых зернобобовых культур в регионе. Высевать горох и тем более сою без орошения нецелесообразно. Поэтому возникает необходимость расширения ареала возделывания таких засухоустойчивых зернобобовых культур, как мелкосемянная чечевица, нут и чина, обработка семян
которых микробиологическими препаратами полифункционального действия обеспечивает достаточно высокие результаты.
Литература.
1. Методолопя i практика використан-ня млкробних препара^в у технологiях вирощування сiльськогосподарських культур / В.В. Волкогон, А.С. Заришняк, 1.В. Гриник, О.М. Берднков, Л.В. Центило. Киев: Аграрна наука, 2011. 156 с.
2. Трепачев Е.П., Ягодина М.С. Биологический азот и органическое вещество в интенсивном земледелии // Химизация сельского хозяйства. М.: Агропромиздат. 1991. № 11. С. 26-32.
3. Chalifour K., Nelson L.M. Effect of nitrate application on nitrate reductase and symbiotic dinitrogen fixation in bean and pea // Can. J.Bot. 1988. V. 66. No 8. pp. 1646-1652.
4. Evans I., O'Connor G.E., Turnen G.L. et al. N2 - fixation and its value to soil N increase Lipini, field and other legumes in south. -eastern Australia // Aust.I. Agr. Res. 9789. 40. No 4. pp. 791-805.
5. Орлов В.П. Зернобобовые культуры и проблема биологического азота в земледелии СССР. М.: Наука, 1985. 84 с.
6. Зотиков В.И., Наумкина Т.С. Зернобобовые культуры в экономике России // Земледелие. 2014. № 4. С. 6-8.
7. Николаев Е.В., Изотов А.М, Тарасен-ко Б.А. Растениеводство Крыма. Симферополь: Таврия, 2006. С. 166-193.
8. Мельник С.1., Жилкш В.А., Гаври-люк М.М. и др. Рекомендаци з ефек-тивного застосування мкробних пре-
паралв у технолопях вирощування стьськогосподарських культур. Киев, 2007. 54 с.
9. Алисова С.М., Чундерова А.И. Методические указания по использованию ацетиленового метода при селекции бобовых культур на повышение симбиотической азотфиксации. Л., 1982. 12 с.
10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Multifunctional biological preparations application at legumes cultivation in the Crimea
E.L. Turina, S.V. Didovich, R.A. Kulinich
Institute of Agriculture of Crimea, Kievskaya st., 150, Simferopol, Republic of Crimea, 295453, Russia
Summary. The object of research are special aspects of the interaction of multifunctional biological agents of microbiological preparations with legume plants in agrocenosis. The authors have research the efficiency of biologics multifunctional action in agro-technologies of legumes cultivation in the Crimea. Modern legumes varieties of Ukrainian selection were used. Before sowing the seeds of leguminous plants were treated with microbial agents on the basis of highly nitrogen-fixing strains of microorganisms Rizobofit (control) and preparations of multifunctional action: Fosfoenterinom, which is based on microorganisms that
mobilize hard-phosphates, thereby increasing the utilization rate of phosphate fertilizer and soil phosphate; Biopolitsidom, which is based on microorganisms, inhibit the growth of pathogenic microorganisms; Arbuscular-mycorrhizal fungi, the formulation mixture is used to increase seed production by providing plants with moisture, soil phosphorus compounds and reduce the roots destruction by pathogenic fungi; Tsianorizobialnym Consortium, which is prepared on the basis of soil nitrogen-fixing algae Nostoc, associated with it microorganisms characterized by different dominant functions (phosphate mobilization, growth stimulation) in the plants rhizosphere. From 8 to 20 small nitrogen-fixing nodules formed on the roots of pea, lathyrus and lentils plants in 2013-2014. Thanks to application of multifunctional microbiological preparations lathyrus grain yield increased by 0.20-0.30 t/ha, lentils - by 0,30-0,61 t/ha, pea - by 0,06 t/ha compared with Rizobofit, while the content of crude protein in pea increased by 1,9%, lathyrus - 0,5%, lentils - 1,5%.
Keywords: microbial preparations, nodule bacteria, legume, seeds productivity, effectiveness.
Author Details: E.L. Turina, Cand. Sc.(Agr.), Senior Researcher (e-mail: isg. [email protected]), S.V. Didovich, Cand. Sc.(Agr.), Head of Laboratory, R.A. Kulinich, Junior Researcher.
For citation: Turina E.L., Didovich S.V., Kulinich R.A. Multifunctional biological preparations application at legumes cultivation in the Crimea. Zemledelie. 2015. No 2. pp. 31-33 (in Russ.)
Требования к оформлению статей в журнале «Земледелие»
В статье должно быть кратко изложено состояние дел по изучаемой проблеме со ссылками на публикации (желательно не менее трех ссылок). Затем указаны цели, задачи, условия и методы исследований. Подробно представлены результаты экспериментов и их анализ. Сделаны выводы и даны предложения производству. В статье следует по возможности выделять следующие блоки: введение; цель и задачи исследований; условия, материалы и методы исследований; результаты исследований; выводы.
Вместе со статьей должны быть представлены перевод названия на английский язык; аннотация (200-250 слов) на русском и английском языках; ключевые слова на русском и английском языках; полные почтовые адреса всех учреждений, в которых работают авторы, на русском и английском языке; ученые степени и должности авторов на русском и английском языке; код УДК; библиографический список.
В тексте ссылка на источник отмечается соответствующей цифрой в квадратных скобках в порядке цитирования. В списке литературы приводятся только те источники, на которые есть ссылка в тексте. Использование цитат без указания источника информации запрещается.
Материал для подачи в журнал набирается в текстовом редакторе Word версия не ниже 97 файл с расширением *.rtf.
Объем публикации 9-12 стр. машинописного текста набранного шрифтом Times New Roman, размер кегля 14 с полуторным интервалом. На 2,5 страницы текста допускается не более 1 рисунка или таблицы.
Статьи необходимо направлять с сопроводительным письмом с указанием сведений об авторах (фамилия, имя, отчество -полностью, ученая степень, место работы и занимаемая должность) на русском и английском языке, контактных телефонов и адреса электронной почты для обратной связи.
На публикацию представляемых материалов необходимо письменное разрешение и рекомендация руководства организации, на средства которой проводились исследования. Его вместе с одним экземпляром рукописи, подписанным авторами, и статьей в электронном виде нужно отправлять по адресу: 101000, г. Москва, Моспочтамт, а/я 629, ООО «Редакцияжурнала «Земледелие». Для ускорения выхода в свет материалы в электронном виде можно направлять по адресу: [email protected].
Плата с аспирантов за публикацию рукописей не взимается.
Несоответствие статьи по одному из перечисленных пунктов может служить основанием для отказа в публикации.
Все рукописи, содержащие сведения о результатах научных исследований, рецензируются, по итогам рецензирования при -нимается решение о целесообразности опубликования материалов.
СО (D 3 ь
(D д
(D Ь 5
(D
М 2
О ^
