Фотосинтетическая деятельность и продуктивность перспективных сортов сои при использовании ризоторфина и органоминерального удобрения Гумифулин

Введение. Увеличение продуктивности сельскохозяйственных культур является одной из наиболее важных задач в обеспечении населения продовольствием. Фотосинтез, как важнейший процесс, ответственный за превращение неорганического углерода в органические соединения, привлекает внимание ученых на протяжении многих десятилетий, поскольку до 95% сухого вещества растений образуется благодаря ему, что оказывает значительное влияние в формировании величины урожая сельскохозяйственных культур [1,2,3].

Среди факторов, определяющих процесс фотосинтеза, выделяют величину листовой поверхности и продолжительность ее функционирования, которые играют важную роль в определении эффективности посевов. Регулирование активности этого процесса при помощи современных технологий в сельском хозяйстве способствует созданию наилучших условий для роста и развития растений [4,5].

Одним из приемов, способствующих увеличению листовой поверхности и продуктивности растения, является применение некорневых подкормок. Важность этих методов заключается в их способности продлять активное функционирование ассимиляционного аппарата [6].

Кроме того, в настоящее время в условиях интенсификации производства, минимизация негативного воздействия химических и техногенных факторов приобретает особую актуальность и предусматривает частичное или полное замещение агрохимических веществ экологически безопасными препаратами и биологическими регуляторами роста и развития [7,5].

Цель исследований . Изучение влияния инокуляции семян Ризоторфином, обработки семян и некорневых подкормок регулятором роста и развития Гумифулин и совместного действия препаратов на фотосинтетическую деятельность и продуктивность перспективных сортов сои.

Условия, материалы и методы. Полевые опыты проводились в 20212023 годах на базе Селекционно-семеноводческого центра сои ФНЦ зернобобовых и крупяных культур в Орловской области.

В качестве объектов исследования использовались сорт индетерминантного типа роста стебля Слава (оригинатор ФНЦ ЗБК, переданный на государственное сортоиспытание в 2022 году) и детерминантные сорта: Орлея (оригинатор ФНЦ ЗБК, включенный в Государственный реестр селекционных достижений РФ в 2024 году), Алиса (оригинатор ООО «АСТ», включенный в Государственный реестр селекционных достижений РФ в 2022) и Лидер 1 (оригинатор ООО «АСТ», внесенный в Государственный реестр селекционных достижений РФ в 2019 году).

Опытный участок характеризовался темно-серым лесным типом почв среднесуглинистого механического состава     со средней степенью окультуренности. Содержание гумуса в почве находилось в пределах 4-6%, при этом толщина гумусового слоя составляла 30-35 см. Кислотность почвенного раствора была в диапазоне 5,3-6,0 (слабокислая среда). Содержание обменного калия составляло 7-15 мг/100 г почвы, а подвижного фосфора – 6,816,5 мг/100 г почвы. Ведение агротехники на данном участке соответствовало общепринятым стандартам для данного региона.

Посев проводился широкорядным способом с рендомизированным расположением делянок. Площадь опытной делянки 10 м2. Норма высева семян – 600 тыс. шт./га.

В 2021 году сев осуществлялся во второй декаде мая (18.05), в 2022 году – в третьей декаде мая (25.05) и в 2023 году – во второй декаде мая (12.05) сеялкой сеялкой Клен-1,5.

Способ уборки – прямое комбайнирование поделяночно комбайном Zürn 150 в фазу полной спелости 16.09.2021 года, 8.10.2022 года и 22.09.2023 года. Учет урожайности проводился поделяночно.

Исследования выполнялись в соответствии с следующей схемой:

Фактор А – сорт: Орлея, Слава, Алиса, Лидер 1.

Фактор В – технологические приемы (табл.1).

Таблица 1 – Варианты опыта

• 1.    Контроль (к) – без обработки семян;

• 2.    Инокуляция семян сои препаратом Ризоторфин, содержащим штаммы ризобий 634а, 250 г на гектарную норму семян в день посева (ин);

• 3.    Предпосевная обработка семян (300 мл концентрата + 12 л воды/т семян) и листовая подкормка регулятором роста и развития Гумифулин (2 л концентрата + 300 л воды/га) в фазу бутонизации (г);

• 4.    Инокуляция семян сои Ризоторфином (штаммы ризобий 634а, 250 г на гектарную норму семян в день посева), предпосевная обработка семян (300 мл концентрата + 12 л воды/т семян) и листовая подкормка Гумифулин (2 л концентрата + 300 л воды/га. В фазу бутонизации) (ин+г).

Применение органо-минерального удобрения Гумифулин при обработке зерна и листовой подкормке способствует усилению внутрипочвенного обмена и биологической активности. Это улучшает питательный режим растений, способствуя его обеспечению необходимыми питательными компонентами для оптимального роста и развития.

Гумифулин представляет собой комплекс гуминовых кислот, фульвокислот и их солей, включает как макро-, так и микроэлементы в хелатной и других формах, которые легко усваиваются растениями. В состав удобрения входят: N, P, K, S, B, Zn, Cu, Fe, Mn, Mo, Co.

В ходе исследований осуществлялись учёты и наблюдения согласно действующим методическим рекомендациям: пробы для анализа отбирались в фазы цветения, плодообразования-налива бобов и полной спелости, также изучалось формирование зелёной массы и фотосинтетической активности по Методике проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами [8].

Опыт закладывался в соответствии с Методикой полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований [9].

Математическая обработка полученных данных проводилась с использованием компьютерных программ Microsoft office Excel.

В 2021 году в мае во время появления всходов фактическая средняя температура воздуха за месяц составляла 13,8 °С и была на уровне среднемноголетней нормы (табл. 2). Среднемноголетняя норма осадков составляла 51,0 мм, выпало 72,1 мм, что составляет 141% от нормы. В период ветвления-налива бобов (июнь-август) температура превышала многолетнюю норму на 3,0-4,4 °С. Сумма осадков за месяц оказалось ниже среднемноголетних значений и составляла 56-79% от нормы.

Таблица 2 – Метеорологические условия в период вегетации сои, г. Орел.

Показатели	Месяцы
	май   \	июнь  \	июль  \	август    \	сентябрь
Средняя температура воздуха за месяц, оС
Средняя многолетняя	13,8	16,8	18,0	17,0	11,7
2021 г.	13,8	19,8	22,4	20,6	10,4
2022 г.	11,5	19,1	19,1	21,8	9,9
2023 г.	11,6	17,1	19,2	20,3	15,3
Количество осадков за месяц, мм
Среднее многолетнее	51,0	73,0	81,0	63,0	67,0
2021 г.	72,1	40,7	51,1	49,8	129,5
2022 г.	51,1	52,5	63,5	32,2	111,0
2023 г.	16,8	55,9	77,3	43,9	0,0

В мае 2022 года температура оказалась ниже нормы на 2,3 °С, осадков выпало 121-156% нормы, что задержало появление всходов. В генеративный период (июнь-август) среднемесячная температура воздуха превышала среднемноголетнюю норму на 1,1-4,8 °С. Количество осадков составляло 5178% нормы. Увлажнение характеризовалось как достаточное.

В 2023 году средняя температура воздуха в мае была 11,6°С, что ниже среднемноголетнего уровня на 2,2°С, а количество осадков составляло всего 33% от среднемноголетней нормы и находилось на отметке 16,8 мм. В июне-августе температура превысила норму на 0,3-3,3 °С, а сумма осадков была ниже на 3,7-19,1 мм. Наибольшее количество осадков пришлось на июль – 77,3 мм.

Результаты и обсуждения.

В среднем за 2021-2023 года в фазу цветения площадь листовой поверхности варьировала от 25,03 тыс. м2/га у сорта Лидер 1 до 42,62 тыс. м2/га у сорта Слава в варианте с Гумифулином. У сортообразцов Слава и Орлея во всех опытных вариантах отмечался рост площади листьев на 3,0-28,0%, у сорта Алиса при инокуляции – на 9,0% по сравнению с контрольным вариантом.

Фаза плодообразование-налив бобов

Фаза цветения

■к■ ин ■г■ ин+г

45670000 IІІНІІ

Слава   Орлея    Алиса   Лидер 1

■к■ ин ■г■ ин+г

Рисунок 1 – Площадь листьев в разные фазы развития, тыс.м2/га, среднее за 2021-2023 гг.

У сорта Лидер 1 по этому признаку в фазу цветения положительная реакция на агроприемы отсутствовала и проявилась позднее в межфазный период плодообразование-налив бобов: площадь листьев возрастала в варианте с инокуляцией на 4,0%, при совместном применении с Гумифулином – на 16,0%.

В среднем за 3 года как в фазу цветения так и в период плодообразование-налив бобов сорт Слава положительно отзывался на все варианты обработок: площадь листьев в опытных вариантах превышала контрольные на 8,0-55,0%. Наибольшая отзывчивость была при использовании Гумифулина, где опытный вариант превышал контроль в фазу цветения на 14,0% (и составил 42,62 тыс.м2/га), в период плодообразование-налив бобов – на 55% (104,17 тыс.м2/га). У сортов Орлея и Алиса данный показатель возрастал при применении Гумифулина (на 10,0% и 11,0%) и в сочетании его с инокуляцией (на 18,0% и 9,0% соответственно).

Фотосинтетический потенциал характеризует продолжительность деятельности ассимиляционного аппарата. В наших исследованиях в среднем за 2021-2023 года показатель фотосинтетического потенциала варьировал от 1,26 млн. м2 х сут./га у сорта Орлея при использовании инокуляции до 2,17 млн. м2 х сут./га у сорта Слава в варианте с применением некорневой подкормки Гумифулином (рис. 2).

2,5

2,17

го 2,0        1,79   1,86

^                               1,42         ,                 ,  1,42           , 1,37

1,621,791,86    1,421,261,671,54    1,571,61,541,42    1,621,51,371,57

0,0

Слава

Орлея

Алиса

Лидер 1

• ■к■ ин ■г ■ ин+г

  Рисунок 2 – Фотосинтетический потенциал, млн. м² х сут./га, среднее за 2021-2023 гг.

Отмечено, что применение всех агроприемов способствовало увеличению фотосинтетического потенциала у сорта Слава от 17,0 до 34,0% по сравнению с контрольным вариантом. Сорт Орлея демонстрировал повышенный фотосинтетический потенциал на 9,0-18,0% относительно контроля в вариантах с Гумифулином и в сочетании его с инокуляцией. У других исследуемых сортов не наблюдалась выраженная реакция или она отсутствовала.

В среднем за 3-х летний период максимальный показатель чистой продуктивности фотосинтеза был отмечен у сорта Орлея (7,81 г/м2 х сут., Ризоторфин), минимальный – у сорта Алиса (5,02 г/м2 х сут., Гумифулин) (рис. 3).

7,57

7,59

7047,36

Алиса

Лидер 1

• ■к ■ ин ■ г ■ ин+г

  Рисунок 3 – Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м² х сут., среднее за 2021-2023 гг.

Инокуляция семян Ризоторфином оказывала положительное воздействие на сортообразцы Лидер 1 и Орлея, прибавка чистой продуктивности фотосинтеза относительно контроля у данных сортов составила соответственно 5,0% и 15,0%. В случае применения инокуляции и в сочетании инокуляции с некорневой подкормкой у сорта Слава зафиксировано увеличение чистой продуктивности фотосинтеза на 8,0% и 21,0%.

В среднем за три года сорт Слава достиг максимального урожая сухого вещества при использовании Гумифулина (22,41 г/растение), прибавка к контролю в этом варианте составляла 7,4 г/растение (табл. 3). Следует отметить, что сорт Слава активно отзывался на все агоприемы, которые способствовали увеличению сухой надземной массы на 15,0% (инокуляция), на 49,0% (применение листовых подкормок) и на 26,0% (совместное использование препаратов). Сорт Алиса проявлял реакцию в варианте с листовой подкормкой, сорт Орлея – в сочетании инокуляции и листовой подкормки, что приводило к росту сухой массы по сравнению с контролем на 7,0% и 10,0% и достигало 21,99 г/растение и 19,02 г/растение соответственно. У сорта Лидер 1 реакция на агроприемы по данному признаку отсутствовала.

В 2022 году, характеризующимся достаточным увлажнением, отмечался наибольший урожай сухого вещества, который в 1,2 раза больше, чем в 2023 и 2021 годах.

Таблица 3 – Показатели продуктивности сортов сои, 2021-2023 гг.

Сорт/ Вариант	Сухая надземная масса, г/растение, налив бобов			х	Масса зерна сортов сои, г/растение, полная спелость			х
	2021	2022	2023		2021	2022	2023
Слава к	13,83	17,22	14,05	15,03	8,32	7,38	5,39	7,03
Слава ин	12,75	20,12	19,20	17,36	8,38	12,24	7,00	9,21
Слава г	16,57	30,11	20,55	22,41	13,40	11,79	11,06	12,08
Слава ин+г	16,73	24,56	15,69	18,99	9,10	12,01	11,59	10,90
Орлея к	17,25	15,55	19,26	17,35	9,43	7,00	8,04	8,16
Орлея ин	14,05	19,37	15,44	16,29	11,98	9,44	9,12	10,18
Орлея г	12,05	15,83	21,93	16,60	14,91	10,18	11,32	12,14
Орлея ин+г	15,55	25,54	15,98	19,02	10,66	10,43	12,97	11,35
Алиса к	21,38	27,95	12,44	20,59	10,44	8,23	7,73	8,80
Алиса ин	24,67	19,61	17,72	20,67	11,89	11,11	12,15	11,72
Алиса г	26,38	25,04	14,54	21,99	13,84	11,91	11,37	12,37
Алиса ин+г	20,28	21,89	19,39	20,52	11,25	13,02	11,96	12,08
Лидер 1 к	17,60	19,85	20,35	19,27	10,62	7,48	10,02	9,37
Лидер 1 ин	16,53	21,11	19,43	19,02	10,91	12,10	11,59	11,53
Лидер 1 г	16,09	14,07	18,68	16,28	11,29	11,69	11,78	11,59
Лидер 1 ин+г	12,20	22,48	21,38	18,69	9,34	13,02	11,37	11,24
х	17,12	21,27	17,88	18,76	10,99	10,56	10,28	10,61
НСР 05					2,24	2,46	0,93

Урожайность сортов сои колебалась от 7,03 г/растение у сорта Слава в контрольном варианте до 12,37 г/растение у сорта Алиса в варианте с Гумифулином. Агроприемы положительно влияли на урожай зерна всех сортов сои: прибавка от инокуляции составила в среднем по сортам 28,0%, от совместного применения инокуляции с Гумифулином – 38,0% по сравнению с контролем, но наибольший эффект наблюдался в вариантах с Гумифулином и превысил контрольный вариант в среднем на 47,0%.

Выводы. В результате исследований в 2021-2023 годах реакция на применение агроприемов у сортов сои была различной. Сорт Алиса показал положительные результаты от применения Гумифулина: площадь листьев в период плодообразования-налива бобов, сухая надземная масса и урожай зерна увеличивались на 7,0-41,0% по сравнению с контролем.

Влияние агроприемов на площадь листьев у сорта Лидер 1 проявилось позднее, чем у других сортов в межфазный период плодообразование-налив бобов. При использовании Ризоторфина у этого сорта отмечался рост чистой продуктивности фотосинтеза и площади листовой поверхности в среднем на

• 4, 5% по сравнению с контролем, совместное применение препаратов приводило к увеличению площади листьев на 16,0%. Однако по другим фотосинтетическим характеристикам реакция данного сорта была не существенной или отсутствовала. Урожай зерна в случае применения Гумифулина превысил контроль на 24,0%.

Сорт Орлея демонстрировал высокие показатели площади листьев фотосинтетического потенциала, урожайности зерна в варианте с Гумифулином, что выше контроля на 10,0-48,0% и при сочетании препаратов – на 8,0-39,0%.

Сорт Слава был отзывчив на все обработки, но активнее реагировал по большинству фотосинтетических признаков на применение Гумифулина: площадь листьев (104,17 тыс.м2/га), фотосинтетический потенциал (2,17 млн. м2 х сут./га), сухая надземная масса (22,41 г/растение) и урожай зерна (12,08 г/растение) в этом варианте имели наибольшие значения и возрастали относительно контроля на 14,0-52,0%.

Выявлена высокая и средняя корреляционная зависимость между урожаем надземной массы, площадью листьев в период плодообразование-налив бобов и фотосинтетическим потенциалом со значениями r=0,47-0,94.