Применения биопрепаратов, регуляторов роста и комплексных удобрений в технологии возделывания кормовых и лекарственных культур
Автор: Кшникаткина Анна Николаевна, Галиуллин Альберт Амирович, Кшникаткин Сергей Алексеевич, Аленин Павел Григорьевич, Воронова Инна Александровна
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Общая биология
Статья в выпуске: 5-2 т.20, 2018 года.
Бесплатный доступ
Средообразующая роль козлятника заключается в обогащении почвы азотом, наибольшее накопление его отмечается при комплексной обработке семян покровной культуры ризоторфином, ризоагрином и гуматом натрия - 581,6 кг/га, или в 1,9 раза больше, чем в варианте с ризоторфином. Наибольшая продуктивность козлятника в первый год пользования получена при комбинированном использовании штамма клубеньковых бактерий, ассоциативного азотфиксатора ризоагрина и регулятора роста гумата натрия для инокуляции покровной культуры. Урожай зеленой массы козлятника 1-го г.п. составил 26,2 т/га, выход кормовых единиц 6,37 т/га, переваримого протеина - 1,13 т/га и обменной энергии - 63,8 ГДж/га. Предпосевная обработка агрикой совместно с селенатом натрия, урожайность семян расторопши составила 1,04 т/га, что на 0,5 т/га выше контроля. Наибольшая кормовая и семенная продуктивность клевера паннонского получена при бинарной инокуляции семян перед посевом препаратом Гумат К/Nа совместно с биопрепаратом Агрика, в первый год пользования сбор сухого вещества составил 9,78 т/га, кормовых единиц - 7,23 т/га, урожай семян 8,25 кг/га. При обработке семян черноголовника многобрачного Мегамикс-Семена сбор сухой массы составил 8,3 т/га, кормовых единиц - 4,97 т/га, переваримого протеина - 0,67 т/га, обменной энергии - 101,2 ГДж; при инокуляции препаратом Агрика с микроэлементами + Азотобактер 8,2 т/га, 4,87 т/га, 0,65 т/га и 99,6 ГДж соответственн.
Ассоциативная азотфиксация, бинарная обработка биопрепаратами, козлятник восточный, клевер паннонский, черноголовник многобрачный
Короткий адрес: https://sciup.org/148314059
IDR: 148314059
Текст научной статьи Применения биопрепаратов, регуляторов роста и комплексных удобрений в технологии возделывания кормовых и лекарственных культур
Нами разработан эффективный способ формирования агроценоза козлятника восточного путем обработки семян покровной культуры биопрепаратами и регуляторами роста. Положительное действие биопрепаратов и стимуляторов роста проявляется уже на ранних этапах роста и развития. Так, полевая всхожесть (68,773,5%), сохранность растений к концу вегетации (74,7-83,5%) увеличилась на 0,5-5,3% и 1,55,3, ускорялось появление всходов на 2-3 дня, прохождения фенофаз от всходов до ветвления на 3-4 дня, бутонизация наступала на 5-7 дней раньше. В первый год жизни к концу вегетации наибольшее количество отпрысков 6,7 шт. и зимующих почек 3,0 шт. сформировалось при обработке семян козлятника ризоагрином и гу-матом натрия, количество активных клубеньков увеличилось на 37,8%. Инокуляции семян покровной культуры ризоагрином, обработка гу-матом натрия и Агат-25К способствовали повышению зимостойкости козлятника к третьему году пользования до 99,9-100%.
Козлятник восточный обладает высоким симбиотическим потенциалом, при инокуляции семян биопрепаратами количество активных клубеньков увеличилось на 37,8%.
Комплексный показатель эффективности использования препаратов азотфиксирующих микроорганизмов - вынос азота с урожаем инокулированной культуры. Максимальным этот показатель был при совместном использовании ризоторфина, ризоагрина и гумата натрия - 213,5 кг/га. Наибольшее количество азота в корнях козлятника содержалось при обработке ячменя ризоторфином, ризоагрином и гуматом – 2,68%, при этом масса корней с одного гектара составила 21,7 т/га, что в 1,6 раза больше, чем при инокуляции семян козлятника и в 1,4 раза – при обработке покровной культуры только ризотор-фином. Применение стимулятора роста Агат-25К давало несколько меньший сбор сухих корней с гектара 14,2-17,9 т/га. Средообразующая роль козлятника заключается в обогащении почвы азотом, наибольшее накопление его отмечается при комплексной обработке семян покровной культуры ризоторфином, ризоагрином и гума-том натрия – 581,6 кг/га, или в 1,9 раза больше, чем в варианте с ризоторфином (табл 1).
В первый год пользования величина листовой поверхности козлятника в значительной степени определялась способом обработки семян. Инокуляция семян биопрепаратами и обогащение регуляторами роста обеспечили увеличение листовой поверхности. Наибольшая площадь листьев козлятника 43,2 и 78,2 тыс. м2/га сформировалась при инокуляции семян ячменя ризоторфином, ризоагрином и обогащении гуматом натрия, по отношению к контролю увеличилась в первый год пользования в 1,4 раза, во второй - 1,6 раза. Максимальную ли- стовую поверхность 78,2 тыс. м2/га сформировал агроценоз третьего года жизни при обработке семян в год посева гуматом натрия совместно с ризоагрином и ризоторфином.
Площадь листовой поверхности тесно коррелирует с урожайностью зеленой массы: 2-й год жизни у=0,055 + 0,586х r= 0,979. 3-й год жизни у=0,141 + 0,643х r= 0,972
Изучаемые препараты положительно, но в разной степени влияли на формирование урожая фитомассы. Наибольшая продуктивность козлятника в первый год пользования получена при комбинированном использовании штамма клубеньковых бактерий, ассоциативного азот-фиксатора ризоагрина и регулятора роста гу-мата натрия для инокуляции покровной культуры. Урожай зеленой массы козлятника 1-го г.п. составил 26,2 т/га, выход кормовых единиц 6,37 т/га, переваримого протеина - 1,13 т/га и обменной энергии - 63,8 ГДж/га; 2-го г.п. – 30,9 т/га, 7,41 т/га и 1,50 т/га; 3-го г.п. – 35,3 т/га, 8,47 и 1,48 т/га соответственно (табл. 2).
Увеличение производства ценной лекарственной культуры расторопши пятнистой благодаря усовершенствованию технологии ее возделывания может стать источником увеличения экологически чистого фармакологического сырья. В ЗАО «Константиново» Пензенского района проводили исследования по комплексному при-
Таблица 1. Влияние бактериальных удобрений и регуляторов роста на урожай сухой массы и накопление азота в корневой массе
Вариант |
Урожай сухой массы, т/га |
Содержание общего N в сухой массе, % |
Вынос N с урожаем надземной массы, кг/га |
Содержание N в сухой массе корней,% |
Корневая масса, т/га |
Выход N с корнями, ц/га |
Инокуляция козлятника ризоторфином |
4,53 |
2,88 |
130,5 |
2,25 |
13,5 |
303,8 |
Инокуляция ячменя ризоторфином |
5,20 |
2,93 |
152,4 |
2,30 |
15,4 |
354,2 |
Козлятник + ризоторфин +ризоагрин |
5,05 |
2,95 |
149,0 |
2,27 |
15,0 |
340,5 |
Ячмень+ ризоторфин +ризоагрин |
5,45 |
3,02 |
164,6 |
2,38 |
16,2 |
385,6 |
Козлятник+ ризоторфин +гумат |
5,63 |
3,08 |
173,4 |
2,42 |
15,7 |
379,9 |
Ячмень+ ризоторфин +гумат |
5,78 |
3,12 |
180,3 |
2,46 |
16,8 |
413,3 |
Козлятник+ ризоторфин +ризоагрин+гумат |
5,87 |
3,10 |
182,0 |
2,39 |
17,5 |
418,3 |
Ячмень+ризоторфин+ ризоагрин+гумат |
6,55 |
3,26 |
213,5 |
2,68 |
21,7 |
581,6 |
Козлятник + ризоторфин +Агат-25К |
5,33 |
3,65 |
162,6 |
2,37 |
15,9 |
376,8 |
Ячмень+ ризоторфин + Агат-25К |
4,75 |
3,08 |
146,3 |
2,42 |
14,2 |
343,6 |
Козлятник+ ризоторфин +ризоагрин+Агат-25К |
5,68 |
3,06 |
173,8 |
2,40 |
16,9 |
405,6 |
Ячмень+ризоторфин+ ризоагрин+Агат-25К |
6,00 |
3,14 |
188,4 |
2,46 |
17,9 |
440,3 |
Таблица 2. Продуктивность козлятника восточного сорта Гале
Изучаемые препараты положительно воздействовали на формирование урожая расторопши. Лучшие результаты обеспечила предпосевная обработка агрикой совместно с селенатом натрия, урожайность семян составила 1,04 т/га, что на 0,5 т/га выше контроля. При обработке семян регуляторами роста и микроэлементами содержание масла в семенах расторопши увеличивалось на 0,4-3,4%, наибольший выход масла (319,7 кг/га) получен при использовании пектина. Один из основных показателей качества масла, характеризующих пригодность его для пищевых целей, – кислотное число, на всех вариантах опыта оно было низким – 0,27-0,37 мг КОН. В состав семян расторопши входит 18 аминокислот, в том числе 10 незаменимых. При использовании фиторегуляторов и биопрепаратов содержание важнейших из них увеличилось. Наибольшие изменения содержания витаминов в семенах расторопши наблюдаются при обработке смесью препаратов агрика и селенат натрия. Так, концентрация витамина А возрастает на 0,3 ME (контроль – 0,2 ME), B4 – на 60 мг/кг, (контроль – 2015 мг/кг), В12 – на 0,3 мг/кг (контроль – 0,4 мг/кг). Изучаемые препараты способствовали снижению накопления в семенах тяжелых металлов.
Отечественными и зарубежными исследованиями установлено положительное влияние двойной инокуляции на продуктивность бобовых растений [16].
Вместе с тем влияние моно и двойной инокуляции ризоторфином, регуляторами роста, бактериальными препаратами и комплексными удобрениями на формирование симбиотической системы, продуктивности клевера паннонского в условиях лесостепи Среднего Поволжья не изучены.
С целью определения влияния двойной инокуляции семян на продуктивность клевера пан-нонского в условиях лесостепи Среднего Поволжья в 2007-2010 гг. проводились исследования в полевых условиях. Для инокуляции семян использовали биопрепарат Ризоторфин на основе клубеньковых бактерий Rhizobium Trifolium, регуляторы роста, бактериальные препараты и комплексные удобрения.
Установлено, что всхожесть семян, густота всходов и сохранность растений клевера перед уходом в зиму изменялись под влиянием по- годных условий и способов предпосевной обработки регуляторами роста, бактериальными препаратами и комплексными удобрениями. Так, при обработке семян клевера изучаемыми препаратами полевая всхожесть по вариантам опыта в среднем за три года по отношению к контролю увеличилась на 4,9-8,1. Наибольшую всхожесть 65,7 обеспечило совместное применение бактериального препарата Байкал ЭМ-1 с Гуматом К/Nа и агрика с Гуматом К/Nа, что превысило контрольный вариант на 8,1%. Обработка семян клевера регуляторами роста, бактериальными препаратами и комплексными удобрениями в чистом виде по эффективности уступает их комплексному применению. Так, в варианте с использованием препарата Байкал ЭМ-1, Агрика и Гумат К/Nа всхожесть составила 64,3, 64,4, и 63,3%. Различия в росте и развитии, обусловленные влиянием регуляторов роста, бактериальных препаратов и комплексных удобрений, определили зимостойкость клевера паннонского. Наибольшая зимостойкость отмечена при обработке семян Гумат К/Nа совместно с бактериальным препаратом Агрика, в 1-й год пользования 94,1-94,5%, во 2-й год пользования – 98,0% и в 3-й год пользования – 99,1-99,2%.
Изучаемые регуляторы роста, бактериальные препараты и комплексные удобрения оказывали различное влияние на количество и массу клубеньков. При совместном применении бактериальных препаратов с регуляторами роста и комплексными удобрениями во все фазы роста и развития изучаемой культуры сформировалось наибольшее количество клубеньков по сравнению с вариантами, где препараты применялись в чистом виде. Анализ формирования симбиотической активности клевера в
1-й год пользования показал, что наибольшее общее количество клубеньков и активных и их масса сформировалась в фазу бутонизации при обработке семян Гумат К/Nа совместно с бактериальными препаратом Агрика. Общее количество клубеньков в 1-й год пользования составило 201,6 млн. шт./га, активных – 163,5 млн. шт./ га, масса всех клубеньков – 989,3 кг/га, активных – 884,2 кг/га; Поли-Фид + Байкал ЭМ-1 – 215,2 и 176,2 млн. шт./га, 900,8 и 823,8 кг/га (табл. 3).
Наиболее интенсивное нарастание листовой поверхности отмечаются в фазу бутонизации при применении Гумат К/Nа с Байкал ЭМ-1, в 1-й год пользования площадь листьев клевера паннонского составила 77,2 тыс. м2/га, в контрольном варианте – 56,6 тыс. м2/га (табл. 4).
Наибольшая кормовая и семенная продуктивность клевера паннонского получена при бинарной инокуляции семян перед посевом препаратом Гумат К/Nа совместно с биопрепаратом Агрика. Так, в первый год пользования сбор сухого вещества составил 9,78 т/га, кормовых единиц – 7,23 т/га, урожай семян 8,25 кг/га; во второй год пользования – 9,78 т/га, 7,23 т/га и 1276,2 кг/га; в 3-й год пользования – 9,27 т/га, 7,53 т/га и 1118,9 кг/га соответственно.
Черноголовник многобрачный (Poterium polygamum Waldst) многолетнее растение семейства розоцветные, обладающий высокой пластичностью, адаптивностью, зимостойкостью и засухоустойчивостью. Высокая продуктивность сочетается с хорошими кормовыми достоинствами. Семеноводство устойчивое, высокий коэффициент размножения, что важно для культивирования в производстве.
Установлено, что при обработке препаратом Агрика с микроэлементами и Агрика с микро-
Таблица 3. Количество и масса активных клубеньков на корнях клевера паннонского, 2008-2010 гг.
Вариант |
1-й год пользования |
2-й год пользования |
3-й год пользования |
|||
кол-во клубеньков, млн.шт./га |
масса клубеньков, кг/га |
кол-во клубеньков, млн.шт./га |
масса клубеньков, кг/га |
кол-во клубеньков, млн.шт./га |
масса клубеньков, кг/га |
|
Без обработки (контроль) |
74,9 |
374,5 |
100,2 |
501,2 |
93,9 |
422,4 |
Ризоторфин |
80,6 |
403,2 |
103,6 |
518,1 |
99,3 |
446,6 |
Гумат K/Na |
122,1 |
610,7 |
134,1 |
670,6 |
128,1 |
576,3 |
Циркон |
125,6 |
628,3 |
135,6 |
678,2 |
130,6 |
587,9 |
Байкал ЭМ-1 |
127,8 |
639,2 |
137,8 |
689,1 |
132,9 |
601,2 |
Агрика |
127,9 |
639,6 |
135,9 |
689,7 |
132,8 |
601,3 |
Гумат K/Na+ Байкал ЭМ-1 |
164,7 |
817,4 |
164,7 |
823,5 |
169,7 |
763,5 |
Циркон+ Байкал ЭМ-1 |
161,2 |
806,1 |
162,2 |
811,2 |
166,2 |
747,7 |
Гумат K/Na+ Агрика |
163,5 |
823,8 |
169,5 |
874,5 |
168,5 |
763,5 |
Циркон+ Агрика |
160,2 |
801,0 |
160,2 |
801,0 |
162,2 |
743,2 |
Таблица 4. Продуктивность фотосинтеза клевера паннонского, 2008-2010 гг.
Наиболее интенсивное нарастание площади листьев посевов черноголовника отмечалось при обработке семян микроэлементным удобрением Мегамикс-Семена. Так, в первый год пользования площадь листьев черноголовника в фазу бутонизации составила 46,2 тыс. м2/га, что превышает контроль на 9,4 тыс. м2/га (25,5%). Показатели фотосинтетического аппарата и чистой продуктивности также были максимальными –
Таблица 5. Продуктивность клевера паннонского, 2008-2010 гг.
Вариант |
1-й год пользования |
2-й год пользования |
3-й год пользования |
||||||
сухое веществ о, т/га |
ОЭ, ГДж/га |
урожай семян, кг/га |
сухое веществ о, т/га |
ОЭ, ГДж/га |
урожай семян, кг/га |
сухое веществ о, т/га |
ОЭ, ГДж/га |
урожай семян, кг/га |
|
Без обработки (контроль) |
5,35 |
45,05 |
296,7 |
6,61 |
54,19 |
508,2 |
6,28 |
50,49 |
414,0 |
Ризоторфин |
7,01 |
57,77 |
592,8 |
8,01 |
66,01 |
759,9 |
7,94 |
63,92 |
638,0 |
Гумат K/Na |
8,67 |
71,45 |
747,0 |
9,23 |
76,06 |
869,4 |
9,18 |
75,65 |
763,2 |
Циркон |
8,49 |
69,97 |
680,4 |
9,06 |
74,66 |
811,2 |
8,98 |
74,00 |
703,8 |
Байкал ЭМ-1 |
8,39 |
69,14 |
676,5 |
9,39 |
77,38 |
848,0 |
9,31 |
76,72 |
706,5 |
Агрика |
8,36 |
68,89 |
676,5 |
9,35 |
77,05 |
848,0 |
9,27 |
76,39 |
706,5 |
Гумaт/Na+ Байкал ЭМ-1 |
9,71 |
80,45 |
821,7 |
9,72 |
80,45 |
1268,3 |
9,63 |
80,32 |
1115,6 |
Циркон+ Байкал ЭМ-1 |
9,56 |
78,78 |
840,0 |
9,81 |
80,84 |
1254,0 |
9,74 |
80,27 |
1128,2 |
Гумaт/Na+ Агрика |
9,78 |
80,62 |
825,6 |
9,78 |
80,63 |
1276,2 |
9,72 |
80,43 |
1118,9 |
Циркон+Агрика |
9,54 |
78,62 |
806,4 |
9,7 |
79,94 |
1254,0 |
9,66 |
79,61 |
1093,8 |
НСР 05 |
2008 г. - 2,65; 2009 г. -2,93; 2010 г. - 2,54 |
2009 г. -3,21; 2010 г. - 2,63 |
2,8 |
2,7 тыс. м2/га и 4,20 г/м2×сутки. Во второй и третий годы пользования в формировании параметров фотосинтеза агроценозов черноголовника прослеживается аналогичная закономерность, что и в первый год пользования. При обработке семян препаратом Мегамикс-Семена площадь листьев черноголовника 2-го г.п. составила 47,6 тыс. м2/га, ФП – 2,88 млн. м2/га×сутки, ЧПФ – 2,32 г/м2×сутки, контроль 38,2 тыс. м2/га, ФП – 2,31 млн. м2/га . сутки, ЧПФ – 3,66 г/м2×сутки соответственно. Параметры фотосинтеза 3-го г.п. по отношению к показателям 1-го г.п. увеличились: площадь листьев составила 48,5 тыс. м2/га, ФП – 2,93 млн. м2/га×сутки, ЧПФ – 4,41 г/м2×сутки. Практически равноценные показатели фотосинтетической деятельности сформировали посевы черноголовника в вариантах с обработкой семян микроэлементным удобрением Цитовит и бактериальными препаратами Агрика + микроэлементы и Агрика с микроэлементами + Азотобактер.
Наибольшая продуктивность черноголовника получена при обработке семян жидким ми-кроэлементным удобрением Мегамикс-Семена: зелёной массы – 32,5 т/га, сбор сухой массы – 8,3 т/га, кормовых единиц – 4,97 т/га, переваримого протеина – 0,67 т/га, обменной энергии – 101,2 ГДж, что достоверно превышает показатели контрольного варианта. Аналогичные показатели продуктивности сформировали агроценозы черноголовника многобрачного при использовании препаратов Цитовит и Агрика с микроэлементами + Азотобактер.
Наибольшая семенная продуктивность черноголовника получена при обработке семян микроэ-лементным удобрением Мегамикс-Семена. Так, в 1-й год пользования урожайность семян составила 1156,5 кг/га по отношению к контролю увеличилась на 349,2 кг/га или 27,5%. При обогащении семян черноголовника препаратами Силиплант, Циркон, Цитовит, Гумат K/Na с микроэлементами урожайность семян составила 1021,3-1122,8 кг/га, что достоверно превышает контроль на 114,0-215,5 кг/га (12,6-23,7%). В вариантах с инокуляцией бактериальными препаратами Агрика, Агрика с микроэлементами и Агрика с микроэлементами + Азотобактер урожайность семян увеличилась на 91,4-222,8 кг/га (10,1-24,6%). Семенная продуктивность посевов черноголовника 3-го г.п. оказалась наиболее продуктивной и составила по вариантам опыта 1223,4-1423,8 кг/га, что превышает контрольный вариант на 10,4-28,5%, а по отношению к агроценозу первого года пользования на 22,5-23,1% (табл. 6).
Наиболее оптимальные условия для формирования слагаемых урожая черноголовника наблюдались при обработке семян микроэлемент-ным удобрением Мегамикс-Семена. Количество генеративных побегов по отношению к контрольному варианту увеличилось на 27,6%, головок на побеге – 27,5% и 22,7%, семян в головке – 26,8% и 17,0%, масса семян с побега – 27,4% и 20,9%, масса 1000 семян – 35,3% и 23,7%. При предпосевной обработке семян черноголовника препаратом Агрика с микроэлементами + Азотобактер так же сформировались высокие показатели элементов структуры урожая.
Список литературы Применения биопрепаратов, регуляторов роста и комплексных удобрений в технологии возделывания кормовых и лекарственных культур
- Петербургский А.В. Микроэлементы и урожай. М: Знание, 1965. 32 с.
- Доросинский Л.М. Бактериальные удобрения дополнительное средство повышения урожая. М: Россельхозиздат, 1965. 97 с.
- Пейве Я.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов. М.: Наука, 1980. 430 с.
- Кожемяков А.П., Тихонович И.А. Использование инокулянтов бобовых и биопрепаратов комплексного действия в сельском хозяйстве//Доклады Россельхозакадемии. 1998. № 6. С. 7-10.
- Никитин С.Н. Оценка эффективности применения биопрепаратов в Среднем Поволжье. Ульяновск: УлГТУ, 2014. 135 с.