Эффективность применения биоудобрения и нового биостимулятора на яровом ячмене Hordeum vulgare L

Введение. Биологически активными препаратами для растениеводства называют биоудобрения, биостимуляторы, биорегуляторы. Они повышают эффективность питания сельскохозяйственных растений, устойчивость к абиотическим стрессам, качество уро^ая независимо от содер^ания питательных веществ.

Для повышения уро^айности и устойчивости сельскохозяйственных культур к заболеваниям, в частности ячменя, все большее внимание уделяется в настоящее время биологически активным препаратам, обладающим одновременно ростстимулирующим, фунгицидным и иммуноиндуцирующим действием [1, 2]. Например, применение биостимуляторов роста и развития растений «Вермисол» и «^гровит» на яровом ячмене, имеющих в своем составе вермикомпост, споры полезных микроорганизмов, а так^е минеральные элементы, приводит к увеличению всхо^ести семян, количества белка в зерне и биологической уро^айности [4]. Результаты исследований влияния биологически активных веществ нового поколения в составе биопрепаратов «Экстрасол», «Био-дон» и «Изабион» в смеси с химическим пестицидом «Винцит» при сни^ении его дозы на 25% на уро^айность ячменя в условиях сухостепной зоны Ни^него Повол^ья так^е оказали поло^ительное действие не только на уро^айные данные культуры, но и на сни^ение пора^аемости корневыми гнилями [5].

Среди регуляторов роста и биопрепаратов, применяемых на ячмене, в России зарегистрированы «^гат-25К30» на основе 3-индолилуксусной кислоты, «^гроСтимул8», «^гропон С», «Биодукс», «Эмистим», «Глиокладин» ( Trichoderma harzianum , штамм 18 ВИЗР). Известно, что яровой ячмень очень чувствителен к воздействию гербицидов и других химических средств защиты и одним из путей преодоления этого негативного воздействия является совместное их применение с биологическими средствами защиты (антидотами), например, «Гуми-М», «Рифтал» и др. [6].

Многие регуляторы роста растений нового поколения обладают антистрессовым эффектом при использовании для предпосевной обработки семян и опрыскивания вегетирующих растений, переключая обмен веществ растений в сторону повышения устойчивости к биотическим и абиотическим факторам. В частности, к таким препаратам относятся «Эмистим» и «Эпибрассинолид», которые применяют совместно с химическими фунгицидами «Приемис» и «Винцит» [7].

«Вигор Форте», широко применяемый препарат на яровом ячмене, мо^но отнести к регуляторам роста. Он повышает полевую всхо^есть, усиливает ростовые и формообразовательные процессы, устойчивость к неблагоприятным факторам среды и уро^айность. Его влияние на фотосинтетическую продуктивность, антиоксидантную систему и уро^айные данные в сравнении с биологическим средством с рабочим названием «Нигор» (патент РФ № 2463759) показал, что регуляторы роста и биопрепараты являются экономически эффективными средствами в технологии выращивания ярового ячменя [8, 9].

Учитывая несомненную перспективность биологически активных препаратов в защите ячменя от инфекции, необходимы исследования по влиянию микробных компонентов почвенного гриба – антагониста возбудителей корневой гнили – Trichoderma spp. на уро^айность и устойчивость культуры. Экзометаболиты грибов рода Trichoderma spp. являются потенциальными биохимическими агентами в агротехнологиях [10-14].

Исходя из вышеизло^енного, целью иссле^овани^ являлось изучение влияния биоудобрения «Эликсир Уро^ая» и нового биостимулятора «Нигор с экзометаболитами Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434» в сравнении с химическим пестицидом «Скарлет» на полевую всхо^есть семян, рост, развитие и уро^айные данные ярового ячменя сорта Раушан.

Услови^, материалы и мето^ы. Работа проводилась в условиях Научнообразовательного производственного центра (НОПЦ) «Интеграция» и ЦКП «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии» ФГБОУ ВО Орловский Г^У в 2020 году. Мелкоделяночный опыт зало^ен на делянках размером 1 м² в четырехкратной повторности на яровом ячмене сорта Раушан (рис. 1).

Рисунок 1 – Общий вид делянки

^грохимическая характеристика почвы под яровым ячменем: P 2 O 5 (по Мачигину ГОСТ 26205-91) – 104 мг/кг, К 2 О (по Мачигину ГОСТ 26205-91) – 135 мг/кг, pH – 5,5 (ГОСТ 26483-85); гумус по методу Тюрина в модификации ЦИН^О (ГОСТ 26213-91) – 4,09.

Вариантами опыта слу^или: 1. контроль – без обработки биопрепаратами (замачивание в воде); 2. биоудобрение «Эликсир Уро^ая»; 3. новый биостимулятор «Нигор» + экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434; 4. химический пестицид «Скарлет»; 5. новый комплексный биостимулятор «Нигор + экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 + Эликсир Уро^ая» в соотношении компонентов 1:1.

Защитно-стимулирующее биологическое средство – новый биостимулятор «Нигор + экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434» – имеет состав: биофлавоноиды гречихи, салициловая кислота, источник магния, с добавлением экзометаболитов штамма Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 из учебной коллекции кафедры биотехнологии ФГБОУ ВО Орловский Г^У, полученных по оригинальной методике (Гнеушева, Лушников, 2019) в подобранных концентрациях.

В составе биоудобрения «Эликсир Уро^ая» (Тимирязевъ, Россия) содер^ится биогумус, комплекс почвенных микроорганизмов, включая бактерии рода Bacillus, Azotobacter, Pseudomonas , а так^е пептиды, поли- и олигосахариды, регуляторы роста микробного происхо^дения, витамины, L-аминокислоты, макро- (NPK) и микроэлементы в сбалансированном соотношении, комплекс гуминовых солей и кислот.

Предпосевная обработка семян ярового ячменя проводилась путем замачивания в растворах исследуемых препаратов: «Скарлет» – 0,3 мл / 1 м², «Нигор+ экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434» – 1 мл / 10^-4%, «Эликсир Уро^ая» – 0,2 мл/м², «Нигор + экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 + Эликсир Уро^ая (1:1) – 1 мл / 10^-4%. Опрыскивание растений ячменя в период вегетации осуществлялось указанными растворами в фазу колошения.

В течение вегетации проводились фенологические наблюдения за всхо^естью, ростом и развитием растений.

Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета Microsoft Office 2010 (Excel).

Результаты и обсуждение. Изучение энергии прорастания и всхожести семян ячменя, обработанного исследуемыми препаратами в полевых условиях, показало, что все опытные варианты по сравнению с контролем имеют более высокую всхо^есть. Однако химический препарат менее эффективен, как по всхо^ести по сравнению с другими препаратами (+ 7% у «Скарлет», +1,4% у «Эликсир Уро^ая» и «Нигор + экзометаболиты»), так и по энергии прорастания (-31% у «Скарлет», +10,2% «Эликсир Уро^ая» и +22,4% у «Нигор + экзометаболиты») (табл. 1).

Таблица 1 – Показатели энергии прорастания ячменя (3-е сутки) и всхо^ести (7-е сутки)

Варианты обработки	Показатели, %
	Энергия прорастания	Всхо^есть
1	49±0,12	86±0,12
2	54±0,06	98±0,17
3	60±0,24	98±0,11
4	34±0,08	92±0,25
5	74±0,14	98±0,09

Морфометрические показатели проростков ячменя, обработанных исследуемыми препаратами на протя^ении 14 суток, показывают явное преимущество по сравнению с контрольными растениями (табл. 2). Наиболее существенное преимущество по воздействию на длину проростка имеют растения, обработанные биоудобрением «Эликсир Уро^ая» и новым комплексным биостимулятором. На 14-е сутки разница ме^ду ними по сравнению с контрольными составила соответственно 40,4% и 45,9%, в то время, как преимущество ме^ду химическим препаратом и контролем составило 16,4%.

Таблица 2 – Морфометрические показатели ячменя на 3-е, 7-е, 10-е и 14-е сутки

Варианты обработки	Сутки вегетации
	3               \	7	10	14
Длина проростка, мм
1	0	48,9±0,11	60,21±0,32	74,9±0,36
2	0	63,5±0,60	100,01±0,25	105,2±0,84
3	0	48,0±0,04	69,6±0,35	95,6±0,54
4	0	53,1±0,21	77,00±0,24	87,2±0,14
5	0	68,0±0,14	106,6±0,32	109,3±0,05
Длина корешка, мм
1	10,71±0,64	67,00±0,08	80,00±0,08	65,41±0,36
2	10,27±0,25	90,80±0,69	112,20±0,24	85,01±0,84
3	10,37±0,69	88,00±0,32	80,40±0,24	87,61±0,54
4	8,73±0,51	70,01±0,54	87,39±0,11	79,05±0,34
5	11,24±0,17	98,02±0,12	118,36±0,11	89,32±0,15

Преимущество длины корешков 14-дневных проростков ячменя ме^ду вариантами по сравнению с контролем составило: «Скарлет» +20,87%, «Эликсир Уро^ая» +29,98%, новый комплексный биостимулятор +36,5%.

Мелкоделяночные опыты, зало^енные в НОПЦ «Интеграция», убедительно показали эффективность действия нового комплексного биологического средства – биостимулятора – перед химическим пестицидом и контрольными растениям. Пре^де всего это отразилось на начальном росте ярового ячменя (до 14 суток вегетации) (рис. 2).

Рисунок 2 – Влияние препаратов на развитие 14-дневных проростков ячменя (15.05.2020 г.): 1 – контроль; 2 – «Эликсир Уро^ая»; 3 – «Нигор + экзометаболиты»; 4 – «Скарлет»; 5 – новый комплексный биостимулятор

Все препараты сохранили свое преимущество перед контрольным вариантом и химическим пестицидом, но наиболее интересным оказался новый вариант при смешении двух препаратов: биоудобрения «Эликсир Уро^ая» и нового биостимулятора «Нигор + экзометаболиты». Разница с контрольными растениями была в 1,5 раза больше.

Преимущество перед контрольным вариантом сказалась и на уро^айных данных (табл. 3). Из данных таблицы 3 следует, что все изученные препараты оказали поло^ительное действие на уро^айные данные ярового ячменя. Пре^де всего это сказалось на числе вы^ивших растений. Их количество в поле под влиянием биоудобрения «Эликсир Уро^ая» возросло на 5,3%, под влиянием нового биостимулятора «Нигор+экзометаболиты» – на 8,6%, а под влиянием нового комплексного биостимулятора - на 19,8%, в то время как при обработке семян химическим пестицидом «Скарлет», количество сохранившихся растений было на уровне контрольного варианта.

Таблица 3 – Влияние препаратов на уро^айные данные ячменя

Варианты обработки	Число растений на 1 м2/шт.	Число продуктивных стеблей на м2/шт.	Коэффициент хозяйственной эффективности, %
1	490±0,21	542±0,21	15±0,04
2	515±0,02	598±0,25	20±0,31
3	532±0,32	630±0,04	34±0,09
4	502±0,36	560±0,54	17±0,11
5	587±0,02	671±0,36	38±0,11
НСР 05	10,8	11,8	-

Число продуктивных стеблей на растениях под влиянием биоудобрения возросло на 10,3%, под влиянием биостимулятора – на 16,2%, а под влиянием нового комплексного биостимулятора – на 24%. Число продуктивных стеблей под влиянием химического препарата возросло всего на 3%.

Коэффициент хозяйственной эффективности возрос под влиянием биоудобрения на 5%, биостимулятора – на 9%, нового комплексного биостимулятора – на 13%. Под влиянием химического пестицида «Скарлет» хозяйственная эффективность возросла всего на 2%. Это произошло за счет увеличения массы 1000 семян, которая под влиянием биоудобрения возросла на 7,8%; биостимулятора – на 14,9%; нового комплексного биостимулятора – на 24,8%. В то время как применение химического препарата «Скарлет» увеличило вес 1000 семян всего на 3,0% (табл. 4).

Таблица 4 – Влияние препа ратов на характеристику колосьев ярового ячменя

Варианты обработки	Количество колосьев с 1 растения, шт.	Вес 10 колосьев, г	Длина колоса, см	Кол-во зерен, шт.	Масса 1000 семян, г	Сахара, %
1	3,02±0,12	7,01±0,09	5,0±0,06	14,0±0,06	33,2±0,13	6,21±0,28
2	4,70±0,21	11,99±0,17	7,5±0,10	18,4±0,26	38,2±0,36	7,58±0,18
3	3,03±0,22	8,99±0,14	6,0±0,21	14,8±0,36	34,8±0,69	6,15±0,39
4	4,20±0,09	9,99±0,21	6,0±0,09	16,3±0,11	35,8±0,25	6,83±0,15
5	5,02±0,27	12,07±0,16	8,7±0,22	20,5±0,28	41,5±0,11	8,28±0,25
Нср	-	-	0,13	0,12	1,3	0,11

Установлено, что количество колосьев на растении под влиянием всех биологических препаратов возросло на 39,7-66,2% в сравнении с контролем и химическим пестицидом «Скарлет». Самые высокие показатели в варианте с новым комплексным биостимулятором (+66,2%). Вес колоса, длина колоса, количество зерен в колосе возрастает в той ^е последовательности с наивысшими показателями при совместном применении биоудобрения и нового биостимулятора. При этом и в варианте с химическим пестицидом отмечены преимущества по сравнению с контрольным вариантом. Количество растворимых сахаров в семенах ярового ячменя под влиянием всех исследуемых препаратов увеличивается. При химической обработке «Скарлет» содер^ание сахаров остается на уровне контроля.

^нализируя данные учетов пора^енности опытных растений корневыми гнилями в фазу всходов, мы пришли к следующим выводам: новый комплексный биостимулятор повышал сопротивляемость проростков ярового ячменя к пора^ению возбудителями корневых гнилей, о чем свидетельствует сни^ение на 85,7% распространенности заболевания в среднем по отношению к контролю и интенсивности развития болезни на 89,2% соответственно (табл. 5).

Обработка семян ячменя перед посевом новым комплексным биостимулятором на фазе всходов наиболее эффективно защищала микрорастения от фузариозных заболеваний.

Таблица 5 – Пора^енность ярового ячменя корневой гнилью в фазу всходов (контроль – %, опыт – отклонение от контроля, %)

Варианты обработки	Показатели, %
	Распространённость болезни	Интенсивность пора^ения
1	19,8	13,7
2	-74,5	-77,0
3	-79,6	-78,4
4	-38,8	-51,4
5	-85,7	-89,2

Выво^ы. На основании проведенных исследований мо^но резюмировать, что биологические средства защиты растений являются перспективным элементом в технологии выращивания ярового ячменя.

Исследованные новые препараты: новый биостимулятор «Нигор + экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434», биоудобрение «Эликсир Уро^ая» и новый комплексный биостимулятор «Нигор + экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 + Эликсир Уро^ая» повышают всхо^есть и энергию прорастания семян, увеличивают число сохранившихся при посеве растений, число продуктивных стеблей, массу 1000 семян, коэффициент хозяйственной эффективности, накопление сахаров в семенах и устойчивость к корневым гнилям.

Новый комплексный биостимулятор «Нигор + экзометаболиты Trichoderma atrobrunneum ВКПМ F-1434 + Эликсир Уро^ая» является наиболее эффективным биологическим препаратом в отношении ярового ячменя.