Влияние инокуляции семян белгородским Нитрагином КМ на урожай и качество зерна сортов сои в лесостепи ЦЧР

Ключевые слова: соя, нитрагин КМ, инокуляция семян, сорт, урожайность, белковость, масличность, сбор белка и масла.

Введение

В настоящее время сою выращивают на полях, где отсутствуют аборигенные почвообитающие штаммы этих бактерий, избирательные по отношению к растению-хозяину. Поэтому при возделывании сои необходимо применять обработку её семян путем инокуляции (от лат. inoculate – прививка), то есть искусственного заражения их вирусной (болезнетворной) активной конкурентоспособной расой клубеньковых бактерий. Важно, чтобы эти бактерии были способны к симбиозу с соей, могли быстро размножаться в тканях ее корня, образуя много активных (крупных, розоватых) клубеньков, которые представляют собой своеобразные опухолевые образования корневой ткани [4,5,6].

Симбиотическое бобово-ризобиальное взаимодействие состоит в том, что растение кормит клубеньковые бактерии продуктами фотосинтеза, которые в свою очередь обеспечивают растение азотом, фиксируя его из воздуха, переводя его из газообразного (N2) в химически связное состояние, в доступную для растений аммонийную форму (NH4+).

Целесообразность и высокая эффективность инокуляции семян была показана в ряде исследований, проведенных как в Центральном Черноземье [1,3,6,7], так и в других регионах соесеяния [2,5].

Для инокуляции используют различные имеющиеся на рынке инокулянты. Это биопрепараты живых клубеньковых бактерий, выращенных на сухом, жидком или гелеобразном субстратах.

В России в настоящее время разрешены к применению несколько иностранных инокулянтов: Ноктин А (жидкий), Нитробикс-П (сухой), Нитробикс-Ж (жидкий) и др. отечественный Ризоторфин-Б – сухой препарат на основе торфа. В России производят соевые инокулянты, используя лучшие штаммы изученных ризобий, сохраняющихся в ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения (г. Санкт-Петербург, ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии) и во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (г. Москва).

Внутренние штаммы (к-9, М-8, 626a, 634a, 645c) соевых клубеньковых бактерий были испытаны на двух сортах сои (Белгородская 48 и Лучезарная) в опытах кафедры растениеводства, кормопроизводства и агротехнологий Воронежского ГАУ. Было установлено, что инокулянты увеличивают число и массу активных азотфиксирующих клубеньков на корнях сои, повышают её урожайность и белковость семян. При этом отзывчивость сортов на инокуляцию разными штаммами была неодинаковой, но всегда положительной [7,8,9].

Мы в наших исследованиях использовали для инокуляции семян сои Нитрагин КМ, созданный в ООО «НТЦ БИО» (Белгородская область, г. Шебекино). Этот инокулянт содержит природный, адаптированный к условиям Черноземья высокоактивный штамм клубеньковых бактерий Bradyrhizobiumjaponicum 206.

Методика

Полевые опыты и лабораторные анализы были проведены в 2015-2016 годах при кафедре растениеводства, селекции и овощеводства ФГБОУ ВО Белгородский ГАУ.

Нитрагин КМ – сухой сыпучий инокулянт сои, содержащий в 1 г не менее 5 млрд клубеньковых бактерий. Препарат применяли путем влажной обработки семян совместно с прилагаемым ОМК (органо-минеральным комплексом), который обеспечивает прилипание препарата к семенам, его сохранность и дополнительное питание клубеньковых бактерий и растений.

Полевые опыты закладывали по общепринятой методике на фоне без минеральных удобрений. Площадь учетной делянки 4м², повторность шестикратная, размещение делянок систематическое.

Высевали сою в оптимальные сроки сеялкой C-11 «Альфа». Норма высева 0,9 млн/га всхожих семян, глубина посева 3-4 см.

Высоту и воздушно-сухую массу растений определяли в среднем из 25 шт., числом и массу клубеньков на корнях в среднем из 10 растений. Площадь листьев определили, используя программу «Areas» (Самарская ГСХА).

Урожайность учитывали поделяночно, обмолачивая сою комбайном Sampo SR 2010. Урожай пересчитывали на 100% чистоту и 14% влажность.

Погодные условия в годы опытов были различными. В 2015 году вегетационный период был довольно жарким и засушливым, менее благоприятным, чем в 2016 году, когда менее жаркая, но дождливая погода обусловила формирование высокой урожайности сои. Опыт был проведен на черноземе типичном, среднемощном, тяжелосуглинистом, содержащем гумус в пахотном слое 4,54%, легкогидролизуемый азот – 137,2 мг/кг, подвижный фосфор – 137 мг/кг, обменный калий – 126,0 мг/кг, pH солевой вытяжки – 6,7.

Результаты

В фазе стеблевания число клубеньков увеличивалось под действием Нитрагина КМ в среднем по сортам с 10,9 до 18 шт./раст. или на 65%, а их масса возросла на 57%. По мере роста растений эта тенденция сохранялась. Число и масса клубеньков достигали своего максимума в фазе цветения. В дальнейшем клубеньки постепенно отмирали, их розоватая окраска менялась на зеленоватую (вследствие превращения розового пигмента легоглобина в зеленоватый холеглобин). Это было хорошо заметно в фазе налива семян.

Такая закономерность проявилась у всех сортов при наличии сортовой специфики. Во все фазы роста больше клубеньков было на корнях растений сорта Белгородская 8, несколько меньше у сорта Бара. Так, если в фазе цветения сорта Белгородская 48, Белгородская 6 и Белгородская 7 имели на корнях от 25,4 до 26,9 шт./раст., то Белгородская 8 и Бара соответственно 34,0 и 22,5 шт./раст (табл.1).

Большее количество активных азотфиксирующих клубеньков, улучшая азотное питание сои, сильно влияли на рост и развитие растений. Растения сои, выросшие из семян инокулированных Нитрагином КМ и поэтому лучше обеспеченные азотным питанием, быстрее наращивали высоту, массу и листовую поверхность в сравнении с контролем (без инокуляции семян).

Превышение высоты растений в фазах ветвления, цветения и бобообразования составило в среднем по сортам 5,7; 5,1 и 4,7 см. В фазах цветения и бобообразования степень нарастания высоты стеблей уменьшалась. Так, если в период ветвления стебля его высота увеличивалась под действием инокуляции на 23,6%, то в фазе цветения – на 10,4%, а в фазе образования бобов – лишь на 7,1%. Степень же превышения массы растений в эти фазы значительно увеличилась и составила 0,6; 2,7 и 7,3 г., или 23,1; 40,3 и 57,5%.

Площадь листьев в результате инокуляции семян увеличилась по сравнению с контролем в фазах ветвления на 64 см² (19,6%), цветения – на 74 см² (12,2%) и бобообразования – на 172 см² (21,3%).

Замечено, что инокулянт Нитрагин КМ, способствуя более интенсивному формированию растений сои, значительно ускорял их созревание. Так, например, в среднем за два года у сорта Белгородская 8 в контрольном варианте (без инокуляции) период от всходов до созревания продолжался 111 суток, а при инокуляции семян – 102 суток, то есть период вегетации сокращался на 9 суток. Аналогичная тенденция проявилась и на других сортах, но в меньшей степени: Белгородская 6 и Белгородская 48 ускоряли созревание на 5 и 4 суток, а Белгородская 7 и Бара – на трех суток.

Более отзывчивыми на инокуляцию семян оказались сорта белгородской селекции, особенно Белгородская 8, менее отзывчивым – сорт Бара. Так ко времени образования бобов инокуляция семян увеличила массу растений белгородских сортов на 58-69%, а сорта Бара – на 33,6 %. Это, разумеется, сказалось и на урожайности сортов сои (табл. 2).

Средняя по сортам прибавка урожайности сои от инокуляции семян составила 2,3 ц/га или 9,1%. Причем у сортов белгородской селекции эта прибавка была большей от 2,1 до 3,2 ц/га (8,4-11,6%), чем у сорта Бара – 1,3 ц/га (5,6%).

Более отзывчивым на инокуляцию семян оказался сорт Белгородская 8, а также Белгородская 7. В 2015 году прибавка урожайности у них составила 3,2 и 3,3 ц/га (16,5 и 20,8%), а в 2016 году – 3,2 и 1,5 ц/га (9 и 4,4%). Меньше других отзывался на инокуляцию семян сорт Бара: в 2015 году прибавка урожая составила 1,5 ц/га (10,8%), в 2016 году – 1,1 ц/га (3,4%). Сорта Белгородская 48, Белгородская 6, а также Белгородская 7 мало отличались по урожайности и по отзывчивости на инокуляцию семян.

Урожайность всех сортов сои в большей степени зависела от погодных условий. Во влагообеспеченном 2016 году она была почти вдвое более высокой, чем в 2015 году. Размах колебаний в среднем составил от 19,1 до 35,8 ц/га (16,7 ц/га) в вариантах с применением инокуляции и от 16,5 до 33,9 ц/га (17,4 ц/га) в контрольных вариантах (без инокуляции). В качестве тенденции можно отметить, что инокуляция семян несколько уменьшала размах колебаний урожайности сои по годам, то есть повышала ее устойчивость. Сорта сои белгородской селекции (особенно Белгородская 8) были более урожайными, чем сорт Бара.

Влияние сорта на величину и варьирование урожайности сои в пределах каждого года было довольно значительным, особенно при сравнении более урожайного сорта (Белгородская 8) с менее урожайным (Бара). Так в 2015 году при использовании инокуляции семян разница в урожайности между этими сортами составила 7,2 ц/га, а без инокуляции – 5,5 ц/га; в 2016 году – 5,6 и 3,5 ц/га соответственно. Инокуляция семян Нитрагином КМ, очевидно, повышала устойчивость растений сои к стрессовым условиям 2015 года.

Инокуляция всех сортов сои Нитрагином КМ не только увеличивала ее урожайность, но и улучшала качество зерновой продукции.

Улучшение азотного питания сои путем инокуляции семян обеспечило значительное увеличение содержания белка в них. Это увеличение наибольшим было в менее урожайном 2015 году. В среднем по сортам белковость семян увеличилась на 6,8 абс. % (табл. 3).

Наибольшее увеличение белковости (на 9,4 абс. %) наблюдалось в 2015 году у сорта сои Бара, а менее существенное увеличение (на 3 абс. %) содержания белка было отмечено у более урожайного сорта Белгородская 8. Другие сорта Белгородской селекции увеличили белковость семян на 6,3-8,7 абс. %. В 2016 году увеличение белковости семян в результате их инокуляции у всех сортов сои было менее значительным (в среднем 2,6 абс. %).

Маслянистость семян сои тоже увеличивалась вследствие применения Нитрагина КМ, хотя и в меньшей степени, чем белковость. В среднем по всем сортам это увеличение составило 2,1 абс. % с колебаниями по сортам 0,8 абс. % (Бара) до 2,7 абс. % (Белгородская 6). Маслянистость семян в результате инокуляции больше увеличивалась в засушливом 2015 году (в среднем на 2,8 абс. %), меньше (на 1,2 абс. %) – во влажном 2016 году.

Выводы

1. Растения сортов сои, выросшие из семян инокулированных водной суспензией Нитрагина КМ, формировали на корнях значительно большее число и массу активных азотфиксирующих клубеньков. Например, в фазе стеблевания число клубеньков на корнях инокулированных растений в сравнении с контролем (без инокуляции) увеличилось в среднем по сортам с 10,9 до 18,0 шт./раст., или на 65%, в фазе цветения – с 17,7 до 27,1 шт./раст., на 53,1 %. Больше клубеньков было на корнях сорта Белгородская 8 (34 шт./раст.), меньше – на сорте Бара (22-25 шт./раст).
2. Инокуляция семян Нитрагином КМ обусловливала (в сравнении с контролем) более интенсивное наращивание высоты, массы и облиственности растений и ускоряла созревание сортов сои на 3-5 до 9 суток. Более отзывчивыми на инокуляцию семян оказались сорта Белгородской селекции, особенно Белгородская 8, менее отзывчивым был сорт Бара. Например, во времени образования бобов инокуляция увеличила массу растений Белгородских сортов сои на 58-69%, а сорт Бара – на 33,6%.
3. Урожайность сортов сои в разные (засушливый и влажный) годы исследований была всегда более высокой при использовании инокуляции семян. (Прибавка урожайности всех сортов в среднем за два года составила 2,3 ц/га или 9,1%). Сорта Белгородской селекции были более урожайными (особенно Белгородская 8 – 30,7 ц/га), чем краснодарский сорт Бара (24,3 ц/га). Инокуляция способствует как повышению величины, так и устойчивости урожайности сои по годам.
4. Улучшение азотного питания за счет инокуляции наряду с повышением урожайности обеспечило увеличение содержания белка в семенах сортов сои в среднем с 36,2% (в контроле) до 41% и масла – с 20,5 до 22,6%. Больше белка и масла содержали семена сои Белгородская 8 (42,5 и 23,4% соответственно), меньше – семена сорта Бара (39,4 и 21,7%).

ЛИТЕРАТУРА

1. Демидова А.Г. Влияние агротехнических приемов на формирование элементов структуры продуктивности сортов сои [Текст] / А.Г. Демидова, А.А. Муравьёв // Материалы международной научно-практической конференции Проблемы и решения современной аграрной экономики – Белгород: Белгородский ГАУ, 2017. – С.147-148.
2. Еськов В.Н. Ризоторфин и урожай сои / В.Н. Еськов // Маслянные культуры. – 1983. – №2. – С.33.
3. Кадыров С.В. Урожайность сортов сои в зависимости от удобрений и инокуляции семян [Текст] / С.В. Кадыров // Сои и другие бобовые культуры Центрального Черноземья. – Воронеж, 2001. – С.107-109.
4. Муравьёв А.А. Экономическая и биоэнергетическая эффективность возделывания сортов сои [Текст] / А.А. Муравьёв, А.Г. Демидова // Материалы международной научно-практической конференции Проблемы и решения современной аграрной экономики – Белгород: Белгородский ГАУ, 2017. – С.147-148.
5. Посыпанов Г.С. Симбиотическая активность сои в зависимости от инокуляции семян и режима минерального питания / Г.С. Посыпанов, Б.Х. Жеруков, Б.М. Князев // Изв. Тимирязевской с.-х академии. – 1990. - № 2. – С.200-205.
6. Преснякова У.А. Влияние ризоторфина на биологические и хозяйственные признаки сои [Текст] / У.А. Преснякова, Т.Г. Ващенко, Н.Т. Павлюк и др. // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – 2010. – № 3(26). – С.22-26.
7. Федотов В.А. Азотфиксация различных по скороспелости сортов сои [Текст] / В.А. Федотов, С.В. Кадыров, О.В. Столяров // Сои и другие бобовые культуры в Центральном Черноземье. – Сб. науч. тр. Воронеж: ВГАУ. – 2001. – С.71-74.
8. Федотов В.А. Зависимость урожайности сои от симбиоза и фотосинтеза в ЦЧР [Текст] / В.А. Федотов, С.В. Кадыров, О.В. Столяров // Аграрная наука. – 2001. - №5. – С.8-10.
9. Федотов В.А. Сои в России (монография) [Текст] / В.А. Федотов, С.В. Гончаров, О.В. Столяров, Т.Г. Ващенко, Н.С. Шевченко; под. ред. В.А. Федотова и С.В. Гончарова. – М.: Агролига России, 2013. – 432 с.