Реакция образцов и сортов риса на обработку микробиологическим препаратом «Экстрасол»

Повышение валового сбора зерна ценной крупяной культуры – риса в нашей стране предполагается обеспечить в основном путем увеличения урожайности во всех зонах его возделывания. Известно, что в условиях орошения запасы питательных веществ почвы интенсивно передвигаются по профилю почвы. Поэтому необходимо систематически изучать влияние различных стимуляторов и препаратов, способствующих лучшему усвоению минеральных удобрений растениями риса. В условиях повышенной влажности орошаемых полей создаются благоприятные условия для развития грибковых болезней, в частности пирикуляриоза, что требует поиска средств защиты [2].

Во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии разработан микробиологический препарат «Экстрасол», который получил государственную регистрацию в качестве микробиологического удобрения в 1999 г. Основу экстрасола составляет штамм ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч-13. Ученые института отобрали бактерию, которая обладает комплексом полезных свойств, таких как способность синтезировать в процессе своего роста вещества, подавляющие развитие фитопатогенных грибов и бактерий, являющихся возбудителями болезней растений. Кроме того, штамм Bacillus subtilis

Ч-13 синтезирует вещества, стимулирующие рост растений. За счет активной колонизации корней растений полезные бактерии улучшают развитие корневых волосков и их поглотительную способность. Таким образом, питательные элементы – азот, фосфор и калий эффективнее усваиваются растениями из почвы и удобрений. Это позволяет на 30–40% снижать дозу удобрений и получать такой же урожай или даже выше [8].

Штамм Bacillus subtilis Ч-13 – продуцент экстрасола, поселяясь на корнях растений, усиливает их иммунитет и устойчивость к стрессам, таким как заморозки и засуха. Эти свойства штамма-продуцента оказывают комплексный эффект на растения при применении экстрасола для бактеризации семян растений или для обработок по вегетирующим растениям, увеличивая урожай и улучшая качество сельскохозяйственной продукции.

В связи с этим изучение взаимодействия различных образцов риса с микробиологическим препаратом «Экстрасол» является весьма актуальным и имеет большое теоретическое и практическое значение, т.к. позволит значительно увеличить зерновую продуктивность растений риса.

Целью исследований является изучение сортовой реакции районированных и перспективных сортов риса на обработку микробиологическим препаратом «Экстра- каштановая, тяжелосуглинистая, солонце- сол».

Материал и методика . Семена риса перед посевом (1 л/т) и листья в фазе трубкования (2 л/га) обрабатывали экстрасолом с помощью ранцевого опрыскивателя по методике ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии [7]. В 2009–2010 гг. изучали реакцию 20 сортов и образцов риса на делянках 20 м², а 6 из них (Боярин, Командор, Раздольный, Южанин, Нейтрон и Дон 9306) – на делянках по 50 м² в 3-кратной повторности по 4 вариантам опыта: 1) контроль; 2) обработка семян; 3) обработка листьев; 4) обработка семян и листьев и по четырем предшественникам: пласт многолетних трав, оборот пласта, мелиоративное поле и рис 2-й год после мелиоративного поля. Планировалось выявить сортовые различия в реакции на препарат.

Фенологические наблюдения, полевые учеты, оценки растений на поражение болезнями, степень полегания проводили по методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур [3]. Учет стеблестоя проводили на закрепленных площадках (четвертьметров-ках) по всходам и перед уборкой урожая с одновременным измерением высоты растений.

Исследования проводились в ФГУП «Пролетарское» ВНИИЗК в Пролетарском районе Ростовской области. Почва темно- ватая, малогумусная, в комплексе с солонцами до 25%. Содержание гумуса не превышает 3%, общего азота 0,2%, фосфора 0,14%, калия 2,4% [6]. Минеральные удобрения вносили весной под культивацию зяби и в подкормку по всходам риса. Дозы фосфора (Р90) и 2/3 азота (N80) вносили перед посевом, а остальную дозу азота (N40) – по всходам. Калийные удобрения не вносили. Агрометеорологические условия для роста и развития риса в отчетном году сложились вполне благоприятно.

Результаты. В ходе проведенной работы было установлено, что в среднем по всем 20 образцам риса обработка семян препаратом существенно не влияла на их полевую всхожесть. Высота растений в фазу кущения в вариантах с обработкой семян была несколько выше контроля. Так, без обработки семян она составила в среднем 37,5 см, а при обработке – 39,2 см, т.е. на 1,7 см больше. В фазу полной спелости средняя высота растений также увеличилась по вариантам: контроль – 82,1 см, обработка семян – 87,0 см, обработка листьев – 84,9 см, обработка семян и листьев – 90,1 см.

По данным 2009–2010 гг. установлено, что обработка семян экстрасолом повышала урожайность зерна по сравнению с контролем на 0,59 т/га (9,4%) (рис. 1).

Рис. 1. Средняя реакция 20 сортов на экстрасол по урожайности зерна риса (2009–2010 гг.)

При этом в варианте обработка листьев в фазу трубкования – урожайность повышалась более значительно – на 1,13 т/га (18,0%), а в варианте с сочетанием замачивания семян в растворе препарата и обработки листьев прибавка продуктивности растений суммировалась: 1,68 т/га (26,7%). По-видимому, активная жизнедеятельность бактерий Bacillus subtilis происходит как в корнях, так и в листьях.

В таблице 1 представлены изученные образцы риса, ранжированные по урожайности зерна при обработке экстрасолом семян и листьев. Лучшими были среднеспелые и среднепоздние образцы Var 271 × Вираж, Хазар × Боярин (it), Компамет, Ат- лант, Дон 9306. Наименьшую урожайность показали скороспелые сорта Вираж, Контакт и др. Однако, несмотря на различия в общем уровне продуктивности, все сорта положительно реагировали на обработку экстрасолом, хотя и в различной степени.

Так, Нейтрон, Дон 7387, Дон 9306 и Компамет слабо реагировали на обработку, прибавка составила 11–19%, а Боярин, Южанин и Атлант значительно увеличили урожайность зерна при обработке семян и листьев экстрасолом, соответственно на 45,1, 38,2 и 37,8%. Максимальную урожайность сформировала линия Var 271 × Вираж – 9,95 т/га при обработке семян и листьев. Она направлена в конкурсное сортоиспытание.

Таблица 1

Реакция сортов и образцов риса на обработку экстрасолом семян и листьев, урожайность, т/га, 2010 г.

№	Сорт, образец	Варианты обработки				Прибавка к контролю, %
		контроль	семена	листья	семена + листья
	Вираж	4,56	4,91	5,15	5,79	26,9
	Контакт	5,07	5,44	5,49	6,27	23,7
	Раздольный	5,15	5,73	6,03	6,67	29,5
812	Павловский	5,31	5,69	6,64	6,99	31,7
	Боярин	4,85	6,27	6,32	7,04	45,1
998	Дон 7387	6,08	6,77	6,51	7,17	18,0
941	Юпитер	5,63	5,84	6,40	7,28	29,4
	Командор	5,71	6,32	6,59	7,31	28,0
4203	Нейтрон	6,85	7,04	7,20	7,60	10,9
929	Хазар × Боярин, n-ap	6,21	6,53	7,07	7,65	23,2
972	Дон 7168	5,97	7,44	6,45	7,73	29,5
	Южанин	5,87	7,33	7,41	8,11	38,2
943	Дон 4176	6,80	6,93	7,73	8,27	21,6
9306	Дон 9306	7,04	8,29	7,97	8,37	18,9
523	Курчанка	6,70	7,29	8,97	8,97	33,9
676	Атлант	6,64	7,15	8,77	9,15	37,8
541	Компамет	7,89	8,00	9,07	9,52	20,7
928	Хазар × Боярин, it	7,44	8,05	9,33	9,60	29,0
630	Matusaska	7,71	8,11	9,63	9,71	25,9
665	Var 271 × Вираж	8,16	8,29	9,52	9,95	21,9
	Средние	6,28	6,87	7,41	7,96	26,7
	НСР 05 сортов	0,51
	НСР 05 вариантов обработки	0,23

На рисунке 2 показана динамика увеличения урожайности зерна по вариантам обработки у двух сестринских образцов, отобранных из гибридной популяции Хазар × Боярин: 928 (it) и 929 (n-ap). Первый образец более урожаен, чем второй и активнее повышает продуктивность при обработках экстрасолом, превосходя его особенно в вариантах с обработкой листьев на 1,95–2,27 т/га.

Влияние экстрасола по различным предшественникам. По предшественнику рис урожайность зерна колебалась в среднем от 5,39 т/га на контроле до 6,64 т/га в варианте «семена + листья» (рис. 3). Наибольшая урожайность и прибавка от обработки экстрасолом была у сорта Дон 9306. На контроле его урожайность составила 5,87 т/га, при обработке семян – 6,38 т/га (на 0,51 т/га или 8,7% больше), при обработке листьев – 6,86 т/га (на 0,99 т/га или 16,9%), а при комплексной обработке семян и листьев – 7,86 т/га, (на 1,99 т/га или 33,9%) (рис. 3). Таким образом, при выращивании растений риса по данному предшественнику бактерии Bacillus subtilis эффективно работают как в ризосфере, так и на листовой поверхности.

Хазар х Боярин, it -■— Хазар х Боярин, n-ap

Рис. 2. Отзывчивость на обработку семян и листьев риса экстрасолом

Рис. 3. Реакция сортов риса на экстрасол по урожайности зерна после предшественника «рис», 2010 г.

Наименьшая урожайность по вариантам была у сорта Раздольный, соответственно: 5,06; 5,34; 5,57 и 5,85 т/га. Однако и у него прирост урожайности при обработке семян и листьев был довольно значительным – 0,79 т/га, или 15,8% по отношению к контролю. У сорта Нейтрон прибавки от обработки семян были более значительными, чем при опрыскивании листьев, у остальных сортов – наоборот. В среднем по шести сортам прибавки по вариантам составили 8,9; 12,0 и 23,2%.

В целом, для предшественника рис следует рекомендовать выращивание сорта

Дон 9306 с обработкой экстрасолом семян и листьев в фазы кущения – трубкования.

По предшественнику люцерна условия питания были наилучшими, что положительно сказалось на росте и развитии растений, которые сформировали наибольшую урожайность: в среднем по 6-ти сортам от 8,72 т/га на контроле до 9,43 т/га в варианте «семена + листья» (рис. 4). Поэтому относительные прибавки от обработки экстрасолом были ниже, чем по предшественнику рис . Так, при обработке семян они составили в среднем 1,9%, листьев – 7,5%, совместно – 8,1%.

Рис. 4. Реакция сортов риса на экстрасол по урожайности зерна после люцерны, 2010 г.

Однако абсолютные прибавки были довольно существенными: от 0,52 т/га у Раздольного до 0,94 т/га у Командора. Наибольшую урожайность сформировали сорта Нейтрон и Дон 9306 при двойной обработке экстрасолом: 9,95 т/га каждый.

В целом для предшественника люцерна следует рекомендовать выращивание сортов Командор, Нейтрон и Дон 9306 с обработкой экстрасолом семян и листьев в фазу трубкования.

По предшественнику оборот пласта люцерны все сорта также положительно реагировали на обработку экстрасолом. Наибольшую урожайность зерна в варианте с двойной обработкой сформировал но- вый сорт Нейтрон: 7,4 т/га, что выше, чем на контроле на 0,7 т/га или 10,4% (рис. 5).

Сорт Южанин в 3-м варианте (семена + листья) был на втором месте (7,25 т/га), а на третье вышел Дон 9306 (7,22 т/га). Неплохая урожайность была и у сорта Боярин. Это указывает на то, что в зависимости от предшественника реакция сортов на обработку изменяется. Лучшая отзывчивость на обработку была у сорта Южанин, у которого прибавка по сравнению с контролем составила 15,2%.

В целом для данного предшественника следует рекомендовать выращивание сорта Нейтрон с обработкой экстрасолом семян и листьев в фазы кущения – трубкования.

Сорта

□ контроль □ семена □ листья □ семена+листья

Рис. 5. Реакция сортов риса на экстрасол по урожайности зерна после оборота пласта люцерны, 2010 г.

По приведенным выше предшественникам рис выращивали по обычной технологии с посевом в мае. По предшественнику мелиополе всходы получали по естественным запасам влаги при раннем апрельском посеве (21.04.2010). Весна была холодной и сухой, что привело к долгому прорастанию и изреживанию всходов и к снижению урожайности. Однако повышенная аэрация не залитой водой почвы способствовала лучшему развитию ризосферных бактерий Bacillus subtilis и значительному повышению урожайности в двух вариантах (2 и 4) с обработкой семян (рис. 6).

Сорта

□ контроль □ семена □ листья □ семена+листья

Рис. 6. Реакция сортов риса на экстрасол по урожайности зерна после мелиополя, 2010 г.

В среднем по 6-ти сортам урожайность зерна составила на контроле 4,46 т/га; при обработке семян – 5,29 т/га; листьев – 4,71 т/га; семян и листьев – 5,55 т/га. Таким образом, прибавка от обработки семян (19%) была намного значительнее, чем от обработки листьев (5,6%). Это связано также с поздним опрыскиванием посевов, когда уже началось выметывание метелок. Препарат не успел эффективно воздействовать на растения.

Наибольшую урожайность по данному предшественнику на всех вариантах сформировал сорт Раздольный. Его следует рекомендовать для выращивания после мелиополя.

Сравнительный анализ результатов опытов по четырем предшественникам показал, что повышение урожайности зерна риса не всегда носило линейный характер (рис. 7). Точка 3 (листья) при общем уменьшении урожайности по предшественникам снижалась быстрее, чем остальные. Это свидетельствует о том, что при высокой урожайности больший вклад в ее повышение вносила обработка экстрасолом листьев, а при низкой – семян.

При этом по трем предшественникам прибавка от обработки листьев была выше, чем от обработки семян, а двойная обработка (семена + листья) приводила к суммированию продуктивности, т.е. бактерии эффективно функционировали как в ризосфере, так и в листостебельном аппарате растений. По предшественнику мелиополе в 2010 году условия сложились так, что большую отдачу дала обработка семян, чем листьев.

т/га

—♦- Люцерна

—■— Оборот пласта

—*- Рис

—•— Мелиополе

Варианты

Рис. 7. Влияние предшественников на прибавку урожайности зерна риса при обработке экстрасолом, 2010 г.

В среднем по всем сортам и предшественникам урожайность зерна росла от 6,28 т/га на контроле до 6,72 т/га при обработке семян, до 6,77 т/га при обработке листьев и до 7,20 т/га – при двойной обработке. Прибавки составили 0,44; 0,50; 0,92 т/га или 7,0; 7,9 и 14,6%, соответственно.

Лучшим предшественником для всех изученных сортов риса была люцерна, накапливающая в почве с помощью клубеньковых бактерий большое количество азота, на втором месте – оборот пласта люцерны, на третьем – рис, худшим – мелио-поле. Наблюдалась сортовая реакция на виды предшественника и обработки экстрасолом.

Производственное испытание сорта Боярин в ФГУП «Пролетарское» на площади 8 га при обработке листьев с помощью вертолета показало, что эта операция привела к повышению урожайности с 5,55 до 6,44, т.е. на 0,89 т/га. При этом допол- нительные затраты на обработку отсутствовали, т.к. препарат был внесен вместе с инсектицидами.

Выводы

• 1.    Воздействие экстрасолом значительно увеличивает зерновую продуктивность растений – в среднем по всем сортам и предшественникам при обработке семян на 0,44 т/га (7,0%), листьев – на 0,50 т/га (7,9), совместно – на 0,92 т/га (14,6%). Средняя урожайность на контроле – 6,28 т/га.

• 2.    Отмечена сортовая реакция на обработку семян и листьев экстрасолом. Наибольшая прибавка к контролю наблюдалась у сортов Боярин, Южанин и Атлант, соответственно – 45,1, 38,2 и 37,8%.

• 3.    Лучшим предшественником для всех изученных сортов риса была люцерна, на втором месте – оборот пласта люцерны, на третьем – рис, на четвертом – мелиополе.

• 4.    Максимальную урожайность зерна при обработке экстрасолом семян и листьев по предшественнику «люцерна» сформировали сорта Нейтрон и Дон 9306, по обороту пласта – Нейтрон, по рису – Дон 9306, по мелиополю – Раздольный.

• 5.    Отзывчивость сортов на обработку и динамика прироста урожайности значительно различается, что позволяет рекомендовать производству сорта, лучше взаимодействующие с бактериями препарата «Экстрасол».