Оценка всхожести и сохранности растений фасоли к уборке в зависимости от погодных условий, сортовых особенностей и применения биопрепарата

Ежегодно 10 февраля отмечают Всемирный день зернобобовых культур. Этот день учрежден Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН (ФАО) для привлечения внимания и повышения осведомленности общественности об этих уникальных растениях.

К зернобобовым культурам относятся крупносемянные культуры, принадлежащие к семейству Бобовые (Fabaceae Lindl.), выращиваемые преимущественно ради получения семян. Наиболее распространенными в Российской Федерации и мировом земледелии являются такие зерновые бобовые культуры, как соя, горох, вика, нут, чечевица, фасоль, кормовые бобы, люпин [1, 2].

Особенностью зерновых бобовых культур, обусловливающих необходимость их использования в питании человека и кормлении сельскохозяйственных животных, является высокое содержание растительного белка, высокая питательная ценность. На Северо-Западе России, где сельскохозяйственное производство имеет молочное направление, зернобобовые культуры должны шире внедряться в структуру посевных площадей, поскольку продуктивность животных примерно на 70% зависит от полноценности кормления [3].

В настоящее время в производственных условиях региона в основном встречаются такие зернобобовые культуры, как горох (в чистом виде или смешанных посевах), вика (на зеленый корм в смеси с зерновыми культурами), на небольших площадях возделывают сою [4–7]. Технологии возделывания этих культур хорошо изучены, установлены научнообоснованные сроки посева и посевные коэффициенты, подобраны средства защиты растений, сроки и способы уборки и другие элементы технологии. Однако спектр зернобобовых культур, пригодных для выращивания в Вологодской области, может быть значительно расширен за счет внедрения других представителей зерновых бобовых, а урожайность увеличена путем применения защитно-стимулирующих комплексов [8, 9]. Так, местные формы фасоли обыкновенной (лат. Phasеolus vulgаris) успешно выращиваются в приусадебных хозяйствах Вологодской области, ежегодно дают семена. Установлено, что в полевых опытах урожайность зерна фасоли обыкновенной может достигать 3,0–5,0 т/га, в производственных условиях – 2,0–3,0 т/га [7, 8]. Фасоль используется в пищу, может выращиваться как сидеральная культура. Есть информация об использовании ее в кормовых целях. Как бобовая культура фасоль способна к симбиотической азотфиксации, что делает ее широкое внедрение в сельскохозяйственное производство обо- снованным с экологической точки зрения. В литературе отмечают, что в значительной степени урожайность сельскохозяйственных культур зависит от сортовых особенностей [10, 11, 12]. Так, многие ученые в области картофелеводства считают, что за счёт сорта урожайность увеличивается на 20–30% и более, вклад сорта в повышение урожайности и качества зерна у зерновых культур, по разным данным, может превышать 10–50%.

В связи с этим целесообразным представляется создание коллекции видов, сортов и местных форм зерновых бобовых культур, в частности фасоли обыкновенной, с целью дальнейшего их изучения и всесторонней оценки.

Основой коллекции послужила популяция местных форм (МФ) фасоли обыкновенной, более чем 30 лет выращиваемая в условиях частных приусадебных участков Вологодского муниципального округа. Местные формы фасоли хорошо приспособлены к почвенно-климатическим условиям, ежегодно вызревают в Вологодской области. В 2022 году коллекция была расширена за счет приобретения семян зерновых бобовых культур в торгово-розничной сети города Вологды (сортов фасоли кустового морфотипа, вьющихся сортов, которые можно использовать не только в пищу, но и в декоративных целях). В число сортов фасоли обыкновенной, включенных в коллекцию, вошли как давно известные сорта, например Грибовская 92, Московская белая зелено-стручная 556, так и сравнительно новые сорта, недавно включенные в Госреестр [13]. В 2023 году коллекция пополнилась четырьмя новыми сортами фасоли, предоставленными для проведения опытов ФГБНУ «Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур» (г. Орел). В настоящий момент в коллекции находится более 30 сортов и местных форм фасоли. В данной статье рассмотрены результаты, полученные на отдельных образцах фасоли кустового морфотипа, входящих в коллекцию.

Помимо сортовых особенностей, о чем было упомянуто выше, на урожайность сельскохозяйственных культур значительное влияние оказывают почвенно-климатические факторы, применение удобрений, элементы агротехники [14–17]. Важным элементом формирования продуктивности являются такие показатели, как полевая и лабораторная всхожесть, а также сохранность растений к уборке, обеспечивающие оптимальное количество растений на единице площади.

Полевая всхожесть зависит от посевных качеств семян, качества посевных работ, температур и влажности почвы. На сохранность растений к уборке значительное влияние оказывают погодно-климатические условия, а также устойчивость растений к болезням и вредителям. Во многом эти показатели определяются генотипом или сортовыми осо- бенностями. Изучение полевой всхожести и сохранности растений к уборке позволят выявить наиболее приспособленные образцы для условий Вологодской области.

Также одним из важных агротехнических приемов, влияющим на успешность возделывания сельскохозяйственных культур является применение регуляторов роста растений, оказывающих стимулирующее и защитное действие на растительные организмы.

Многочисленными исследованиями показана эффективность препаратов, стимулирующих рост и развитие растений [18–21]. Регуляторы роста являются высокоэффективными, а за счет того, что применяются в небольших количествах, они не оказывают заметного влияния на удорожание сельскохозяйственной продукции. Ранее нами была показана биологическая действенность различных регуляторов роста растений на цветочно-декоративных [22-24], сельскохозяйственных культурах [25], в том числе и относящихся к зерновым бобовым [26].

При выполнении данного исследования в качестве биостимулятора роста использовали инновационный препарат гумино-фульватный комплекс (ГФК). В своем составе ГФК содержит гуминовые вещества (80–82%) и фульвокислоты (13–15%). Нами получены положительные эффекты от применения препарата ГФК на фасоли обыкновенной [8]. Однако ряд аспектов требует уточнения и проведения эксперимента.

Цель и задачи исследований

Целью нашей работы является изучение показателей всхожести и сохранности растений к уборке различных сортов и местных форм фасоли обыкновенной, выявление зависимости этих показателей от погодных условий, генотипа сортов и воздействия регуляторов роста растений.

Для выполнения данной цели решались следующие задачи:

– изучить показатели полевой всхожести и сохранности растений к уборке в коллекционном питомнике;

– выявить зависимость этих показателей от сортовых особенностей и погодных условий;

– определить влияние применения биопрепарата на показатели прорастания семян в лабораторных условиях при длительном воздействии раствором препарата на семена;

– оценить влияние биопрепарата при предпосевном замачивании семян и внекорневой обработке вегетирующих растений на полевую всхожесть и сохранность растений к уборке.

Материалы и методика исследований

В данной работе приводятся результаты двух полевых и одного лабораторного опыта по изучению влияния сортовых особенностей и действия биорегулятора роста на показатели всхожести и сохранно- сти растений фасоли к уборке. Известно, что в сельскохозяйственном производстве необходимо стремиться получать показатели полевой всхожести не менее 75–80%, сохранности растений к уборке не менее 90%. В этом случае в посевах формируется оптимальное количество растений на единице площади.

Изучение сортовых особенностей формирования полевой всхожести и сохранности растений к уборке проводится на протяжении ряда лет на опытном участке в полевом мелкоделяночным опыте.

Ежегодно закладывается коллекционный питомник в соответствии с требованиями методики полевого опыта и рекомендациями по закладке коллекционных питомников [27, 28]. Площадь делянки в питомнике 1 м2, посев бесповторностный. Норма высева для фасоли составляла 60 семян на 1 м2, или 0,6 млн всх. сем./га [29], глубина заделки семян 5-6 см. Посев проводился в третьей декаде мая.

Полевая всхожесть определялась в фазу полных всходов как отношение количества нормально взошедших растений к количеству высеянных семян. Сохранность растений определяли как отношение растений на делянке при уборке к количеству взошедших растений.

Фактором, способным положительно повлиять на показатели полевой всхожести и сохранности растений могут быть регуляторы роста.

В связи с этим был проведен лабораторный опыт по определению влияния длительного воздействия регулятора роста на показатели прорастания семян фасоли, а также полевой опыт по выявлению зависимости полевой всхожести и сохранности растений к уборке в зависимости от концентрации применяемого регулятора роста.

В лабораторном опыте изучалось влияние длительного воздействия препарата ГФК различной концентрации на показатели прорастания семян. Опыт был заложен в четырехкратной повторности в растильнях, проводился в течение 10 дней. На 4-й и 7-й дни, согласно ГОСТ 12038-84 [30], проводилось определение энергии прорастания и всхожести семян фасоли. В этом опыте использовали семена местной формы фасоли обыкновенной.

В полевом мелкоделяночном опыте, проводимом на учебно-опытном поле Вологодской ГМХА изучается влияние внекорневой обработки препаратом на урожайность и сохранность растений к уборке.

Обработка вегетирующих растений проводилась путем опрыскивания растворами препарата в двух концентрациях: 1%, 10% двукратно в начале и конце фазы всходов из расчета рабочего раствора 300 л/га.

Сохранность растений к уборке определялась путем подсчета растений с делянки и выражалась в процентах к количеству всходов.

Оба полевых опыта по изучению сортовых особенностей и влия- ния биостимулятора на растения фасоли проводили на дерново-подзолистой почве. Пахотный слой почвы опытного участка имеет среднее содержание гумуса, слабокислую реакцию среды, повышенную степень насыщенности основаниями, содержание подвижных форм P2O5 и K2O – среднее и очень высокое [31].

Различные факторы влияют на рост и развитие сельскохозяйственных культур, но одним из основных являются погодные условия. При проведении полевых исследований погодные условия различались, но в целом были достаточно благоприятны для выращивания данной культуры.

Рисунок 1 – Температура воздуха в среднем по декадам вегетационного периода 2022–2024 гг. в сравнении со среднемноголетними значениями

Температура воздуха в годы исследований различалась. Близкими к среднемноголетним значениям были условия вегетационного периода 2022 и 2023 гг. Температура воздуха весной – осенью 2024 года была значительно выше среднемноголетних значений.

Рисунок 2 – Количество осадков в среднем по декадам вегетационного периода 2022–2024 гг. в сравнении со среднемноголетними значениями

Погодные условия летом 2022 года были близки к среднемноголетним значениям, складывались достаточно благоприятно для возделывания фасоли. В целом лето было теплое с достаточным количеством осадков. Однако условия конца мая – начала июня с резкими колебаниями температуры воздуха и неравномерными осадками негативно отразились на полевой всхожести отдельных сортов фасоли в коллекции.

В 2023 году температура воздуха в первой половине вегетации была на 2–4 градуса ниже среднемноголетних значений. Осадки выпадали неравномерно, особенно большое количество осадков выпало в третьей декаде июля, а в августе 2023 года стояла сухая и теплая погода, что позволило провести уборочные мероприятия в благоприятных условиях.

Погодно-климатические условия вегетационного периода 2024 года были малотипичными для Вологодской области, температура воздуха была значительно выше среднемноголетних значений, наблюдалось большое количество осадков в начале вегетации фасоли, что неблагоприятно влияло на начальные этапы развития растений фасоли. Начиная с третьей декады июня наблюдалось недостаточное выпадение осадков, что также негативно отразилось на показателях роста и развития растений.

Результаты исследований и их обсуждение

По результатам первого полевого опыта полевая всхожесть и сохранность растений фасоли к уборке представлены в таблицах 1 и 2 .

Таблица 1 – Полевая всхожесть сортообразцов фасоли в условиях Вологодской области в 2022–2024 гг. и в среднем за три года

Образец	Полевая всхожесть, в % к количеству высеянных семян Среднее 2022     2023     2024 за 3 (2*) года
Масляный король	12,0	51,7	23,3	29,0
Масляный         король (производитель ООО АПК «Русский огород»)	11,1	16,7	30,0	19,3
Фламинго	30,0	95,0	86,7	70,6
Лаура	16,6	70,0	38,3	41,6
Чёрный опал	64,7	55,0	83,3	67,7
Сакса без волокна 615	100,0	90,0	80,0	90,0
Московская         белая зеленостручная 556	63,2	80,0	28,3	57,2
Пурпурная королева	13,6	63,3	86,7	54,5
Грибовская 92	45,2	60,0	31,7	45,6
Мраморная	50,0	90,0	85,0	75,0
Тип-топ	85,7	90,0	35,0	70,2
Инь-янь	41,7	76,7	53,3	57,2
Супернано	53,8	81,7	61,7	65,7
Сладкая створка	22,7	15,0	48,3	28,7
Шеф-повар	96,0	80,0	43,3	73,1
Барлотто зерновая*		96,7	70,0	83,4
Маркиза*		73,3	35,0	54,2
Гелиада*		78,3	56,7	67,5
Хабаровская*		70,0	93,3	81,7
Шоколадница*		78,3	15,0	46,7
Местные формы фасоли (МФ1-МФ5)				От 64,2 до 80,9
* В коллекции с 2023 года.

Определение полевой всхожести растений фасоли проводилось в середине июня, когда на растениях были сформированы два нерас-члененных листа (код по шкале ВВСН – 12 [33]). На рисунке 3 представлен внешний вид опытных делянок в период определения полевой всхожести.

Рисунок 3 – Внешний вид опытных делянок в 2024 году

Погодные условия оказывают значительное влияние на показатели полевой всхожести сортов, входящих в коллекцию. Так, по данным таблицы 1 можно сделать вывод, что наиболее благоприятными для большинства сортов явились условия, которые складывались в начале вегетационного периода 2023 года, по сравнению с 2022 и 2024 гг.

Значимыми являются и сортовые отличия. Так, для ряда сортов (например, Сакса без волокна, 615, Мраморная, Тип-топ, Шеф-повар, Барлотто зерновая, Хабаровская, а также отдельных местных форм) всхожесть растений в среднем за годы исследований составила 70 и более процентов.

Стабильно невысокой (не более 50%) была всхожесть семян сортов Сладкая створка и Масляный король во все годы исследований.

Для остальных сортов всхожесть семян сильно варьировалась по годам. Вероятно, для этих сортов значительное влияние на показатели всхожести оказывают погодные условия.

Таблица 2 – Сохранность растений сортообразцов фасоли к уборке в условиях Вологодской области в 2022–2024 гг. и в среднем за три года

Образец	Сохранность растений к уборке, в % от количества взошедших растений 2022 год 2023 год 2024 год Среднее за 3 (2*) года
Масляный король	66,7	100,0	92,9	86,5

Масляный         король (производитель ООО АПК «Русский огород»)	100,0	100,0	83,3	94,4
Фламинго	100,0	93,0	96,2	96,4
Лаура	100,0	100,0	87,0	95,7
Чёрный опал	72,7	100,0	100,0	90,9
Сакса без волокна 615	100,0	100,0	100,0	100,0
Московская         белая зеленостручная 556	66,7	100,0	100,0	88,9
Пурпурная королева	100,0	100,0	100,0	100,0
Грибовская 92	78,6	88,9	100,0	89,2
Мраморная	100,0	94,4	100,0	98,1
Тип-топ	100,0	90,7	100,0	96,9
Инь-янь	100,0	91,3	100,0	97,1
Супернано	57,1	100,0	100,0	85,7
Сладкая створка	100,0	88,9	89,7	92,9
Шеф-повар	100,0	85,4	96,2	93,9
Барлотто зерновая*		94,8	100,0	97,4
Маркиза*		88,6	100,0	94,3
Гелиада*		76,6	94,1	85,4
Хабаровская*		92,9	100,0	96,5
Шоколадница*		87,2	100,0	93,6
Местные формы фасоли (МФ1-МФ5)				От 97,9 до 100,0
* В коллекции с 2023 года.

Влияние погодных условий на такой показатель, как сохранность растений к уборке, сложно отразить однозначно. В целом можно сказать, что погодные условия вегетационного периода 2024 года наиболее благоприятно повлияли на данный показатель, но, вероятно, для большей обоснованности выводов, необходимы дальнейшие исследования.

Для немногих сортов сохранность растений к уборке составила 100%. Это такие сорта, как Сакса без волокна 615 и Пурпурная королева, а также ряд местных форм.

Менее 90% сохранность растений к уборке наблюдалась в среднем за 2022–2024 гг. у таких сортов, как Масляный король, Московская белая зеленостручная 556, Грибовская 92, Супернано и Гелиада.

У остальных сортообразцов в коллекции сохранность к уборке составила от 90 до 100 %.

Для выявления эффективности применения регуляторов роста растений на показатели лабораторной всхожести семян фасоли нами был проведен лабораторный опыт.

Для этого проводилось проращивание семян фасоли в растворах препарата ГФК, определялась энергия прорастания и всхожесть семян согласно ГОСТ 12038-84 (табл. 3).

Таблица 3 – Влияние регулятора роста растений (препарата ГФК) на показатели энергии прорастания и лабораторной всхожести семян фасоли

Вариант опыта	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %
Контроль (вода)	81	93
ГФК 1%	90	97
ГФК 10%	93	97

Как видно из данных таблицы 3, применение препаратов, регулирующих рост растений, целесообразно для повышения показателей лабораторной всхожести. При длительном воздействии раствора препарата ГФК различной концентрации энергия прорастания семян увеличивается на 9-12% по сравнению с контрольным вариантом, а лабораторная всхожесть повышается на 4%.

Однако, высокая лабораторная всхожесть не гарантирует оптимальную густоту стояния растений на поле, поскольку полевая всхожесть и лабораторная зачастую значительно отличаются друг от друга.

Для оценки влияния регуляторов роста растений на показатели полевой всхожести был проведен полевой мелкоделяночный опыт, результаты которого представлены в таблице 4 . В ходе опыта проводилось замачивание семян перед посевом в растворах регуляторов роста. Определение полевой всхожести семян определялось путем подсчета всходов растений, расположенных на делянке, выраженных в процентах.

Таблица 4 – Полевая всхожесть растений фасоли за годы исследования, %

Вариант опыта	В среднем за три года исследований, %
Контроль (вода)	82
ГФК 1%	87
ГФК 10%	89

Применение регулятора роста во все годы исследований способствовало повышению полевой всхожести фасоли обыкновенной. На контрольном варианте в среднем за три года полевая всхожесть составила 82%, а на вариантах с применением гуминофульватного комплекса была выше на 5–7%.

Результаты определения сохранности растений к уборке показали, что в среднем на контрольном варианте сохранилось не менее 77,7% от количества взошедших растений. При этом обработка препаратами, проявляющими защитно-стимулирующее действие способствовала повышению сохранности растений к уборке по вариантам опыта до 80,8–100%.

Обращаем внимание на тот факт, что результаты повышения полевой всхожести растений фасоли, полученные под влиянием предварительного замачивания семян в растворах регуляторов роста, можно использовать для повышения полевой всхожести и сохранности растений к уборке, особенно на тех сортах, показатели которых невысокие. Однако в производственных условиях посев производится сухими семенами и применение замачивания семян как фактора, способствующего повышению полевой всхожести, не всегда возможно.

Заключение

• 1    Полевая всхожесть фасоли обыкновенной зависит от сорта и колеблется от 19,3 до 90,0% в среднем за три года исследований. Стабильно высокую полевую всхожесть не менее 70% формировали такие сорта, как: Сакса без волокна, 615, Мраморная, Тип-топ, Шеф-повар, Барлотто зерновая, Хабаровская, а также отдельные местные формы.

• 2    На показатели полевой всхожести оказывают влияние погодные условия. Так, наиболее благоприятным для формирования высокой полевой всхожести фасоли обыкновенной в условиях Вологодской области был 2023 год.

• 3    Сохранность растений к уборке составила от 85,4 до 100,0% для всех излучавшихся сортов и местных форм.

• 4    Зависимости сохранности растений к уборке от погодных условий вегетационного периода не выявлено. Данный аспект требует дальнейшего уточнения.

• 5    Положительное влияние на лабораторную, полевую всхожесть и сохранность растений фасоли к уборке оказывают регуляторы роста растений. Показано, что обработка семян и вегетирующих растений препаратом ГФК повышает данные показатели по сравнению с контрольным вариантом.