Влияние дефеката и Synorhizobium meliloty на урожайные и кормовые достоинства люцерны изменчивой в условиях Приморского края

Введение. Согласно данным Росреестра о состоянии и использовании земель за 2021 г., наибольшая площадь земель со снижением важнейших агрохимических показателей отмечается в Приморском, Хабаровском краях, Еврейской автономной области, Костромской, Ивановской, Липецкой областях. Главная причина – технологическая деградация почв [1]. В России в 2020 г. произведено 71,2 млн т изве-стьсодержащих материалов, произвестковано 0,4 млн га кислых почв; всего внесено 2,9 млн т, на 1 га – 7,8 т известковых материалов [2]. По данным Приморскстата, в Приморском крае в 2020 г. проведено известкование на 1 299 га, средняя доза внесения известковых материалов составила 3,0 т/га.

В Дальневосточном федеральном округе кислые почвы составляют 89,6 %. Такие почвы неблагоприятны по физико-химическим свойствам, на них проблематично получать достаточно высокие и стабильные урожаи высокого ка- чества. Известкование – первоочередная задача для повышения эффективного плодородия и урожайности культурных растений, в особенности бобовых культур (к которым относится люцерна), являющихся чувствительными к повышенной кислотности почвы. В Приморском крае почти 80 % почв кислые, при недостатке материальных средств (стоимость затрат на известкование на Дальнем Востоке в 2019 г. – 37,5 тыс. руб/га) осуществить внесение извести крайне проблематично. Альтернативным источником является дефекат, который накоплен предприятием ООО «Приморский сахар» в значительных объемах. При высоком содержании кальция, других важных макро- и микроэлементов дефекат может быть не только источником химической мелиорации, но и эффективным удобрением.

В условиях Приморского края Е.П. Ивановой установлена эффективность внесения дефеката при возделывании люцерны и клевера [3–5].

В 2009–2014 гг. в Приморском НИИСХ установлена эффективность дефеката в севообороте, позволяющего в течение вегетации отрегулировать реакцию почвенной среды (от кислой до щелочной) [6].

На эффективность симбиотической азотфик-сации бобовых культур влияет сорт растения, штамм ризобий, тип почвы, вносимые удобрения, экологические условия места произрастания и пр. Максимальный эффект от применения микробиологических препаратов можно получить путем подбора наиболее отвечающих конкретным почвенно-климатическим условиям.

Биопрепараты для инокуляции бобовых должны содержать селекционно подобранные штаммы ризобий, нужно подбирать штаммы-микросимбионты современным сортам люцерны [7]. Исследованиями, проведенными в регионах РФ, отмечен положительный эффект предпосевной инокуляции семян активными штаммами клубеньковых бактерий [8], позволяющей растениям при каждом укосе накапливать на 18–20 % больше сухого вещества [9].

Устранение избыточной кислотности положительно влияет и на развитие в почве нитрифицирующих бактерий, ряда форм бактерий, живущих в клубеньках бобовых и усваивающих азот воздуха, а также свободно живущих фиксаторов азота.

Исследования по эффективности дефеката и инокуляции семян Synorhizobium meliloty , а также их совместного действия при выращивании люцерны в условиях Приморского края не проводились, что обусловливает научную новизну и актуальность данных исследований.

Цель исследований – установление действия и последействия дефеката ООО «Приморский сахар» и инокуляции семян Synorhizobium meliloty на урожайность и кормовые качества люцерны сорта Вега 87 1–4-го годов жизни.

Задачи: установить эффективность действия и последействия дефеката и предпосевной обработки семян штаммами ризобий Synorhizobium meliloty на урожайность зеленой и сухой массы, а также на питательную и энергетическую ценность фитомассы люцерны Вега 87.

Материалы, условия и методы. В 2009– 2012 гг. на юге Приморского края в коллекционном питомнике отдела кормопроизводства Приморского НИИСХ (ныне ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий им. А.К. Чайки») на лугово-бурой от- беленной почве были заложены три закладки полевых опытов (посевы осуществили 11.06.2009; 09.06.2010 и 01.06.2011) по единой схеме опыта. Исследования в опыте, учеты и наблюдения, математическая обработка полученных данных проведены согласно утвержденным методикам. В год посева проводили 1 укос растительной массы люцерны, во 2–4-й годы жизни – 3 укоса в фазе цветения. Учет урожая проводили сплошным способом.

Схема опыта: 1 – без СаСО 3 (контроль); 2 – СаСО 3 – фон; 3 – А 4 ; 4 – А 3 ; 5 – 425а; 6 – А 4 + фон; 7 – А 3 + фон; 8 – 425а + фон.

Химический анализ почвенных, растительных образцов, дефеката сахарного завода «Уссурийский» был проведен в агрохимической лаборатории Приморского НИИСХ, а также в Уссурийском филиале ФГУ «Приморская межобластная ветеринарная лаборатория».

Почва участка лугово-бурая оподзоленная, тяжелый суглинок по механическому составу, рН сол. – 4,9–5,2, Н г – 2,94–3,12 мг-экв./100 г почвы, содержание Р 2 О 5 и К 2 О – 5,44–6,12 и 8,04– 8,66 мг/100 г почвы соответственно, нитратный азот NO 3 – 1,63–1,93 мг/100 г почвы, гумуса – 4,16–4,25 %.

Химический состав дефеката: кальций – 78– 80 % в абсолютно-сухом веществе; Fe – до 3 %; Mg – до 3; K – до 3; P – 0,9; Si – 0,1; Zn – 0,01 %; в тысячных долях процента – Mn, Ti, Mo, Cu, Pb, W, Cr и Co. Расчет дозы дефеката произвели по полной гидролитической кислотности (внесли весной в дозе 4 т/га).

Инокулянты были предоставлены лабораторией экологии симбиотических и ассоциативных ризобактерий ФГБНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Санкт-Петербург) с целью изучения их эффективности при возделывании люцерны изменчивой в условиях Приморского края. Штамм клубеньковых бактерий Synorhi-zobium meliloty 425а является основным производственным штаммом, штаммы А 3 и А 4 – перспективные штаммы Synorhizobium meliloty .

Метеоусловия в целом благоприятствовали росту и развитию люцерны. Сумма активных температур была: в 2009 г. – 2570,8 °С; в 2010 г. – 2859,4; в 2011 г. – 2597,2; в 2012 г. – 2691,7 °С (среднемноголетний показатель 2 533 °С). Гидротермический коэффициент в 2009 г. составил 1,32; в 2010–2012 гг. – соответственно 1,13; 1,55 и 1,76.

Результаты и их обсуждение. Для высокопродуктивного, сбалансированного животноводства важно равномерное поступление качественных, полноценных кормов в течение сезона. В нашем опыте из травостоев люцерны 1–4-го годов жизни именно травостои 2-го года жизни сформировали наибольшую урожайность зеленой массы. На их примере проанализируем распределение кормовой массы по укосам (табл. 1).

Таблица 1

Вариант	т/га			Процент
	1-й укос	2-й укос	3-й укос	1-й укос	2-й укос	3-й укос
1. Без СаСО 3 (к)	27,22	17,69	11,97	47,86	31,10	21,04
2. СаСО 3 – фон	31,37	21,19	12,52	48,20	32,56	19,24
3. А 4	29,91	18,19	12,29	49,53	30,12	20,35
4. А 3	30,25	18,07	12,19	49,99	29,86	20,15
5. 425а	31,24	20,09	11,93	49,38	31,76	18,86
6. А 4 + фон	34,59	22,48	13,94	48,71	31,66	19,63
7. А 3 + фон	33,08	20,29	12,33	50,35	30,88	18,77
8. 425а + фон	34,01	21,35	12,37	50,21	31,52	18,26

Распределение урожая зеленой массы люцерны 2-го года жизни по укосам (в среднем за 2010–2012 гг.)

На долю 1-го укоса в кормовой продуктивно-     Установлено достоверное увеличение уро- сти люцерны по вариантам опыта приходится жайности люцерны при внесении дефеката и 47,9–50,4 %, на долю 2-го укоса – 30,1–32,6 и обработки семян биологическими препаратами 3-го укоса – 19,2–21,0 %, т. е. животные будут (табл. 2, рис. 1).

обеспечены кормом достаточно равномерно в течение всего вегетационного сезона.

Действие и последействие дефеката и Synorhizobium meliloty на урожайность люцерны (2009–2012 гг.)

Таблица 2

Вариант	Урожайность люцерны, т/га
	1-го года жизни*	2-го года жизни**	3-го года жизни***	4-го года жизни****
1. Без СаСО 3 (к)	8,25/1,98	56,87/13,73	46,65/12,67	30,47/6,74
2. СаСО 3 – фон	9,75/2,55	65,08/16,67	54,74/16,24	38,60/9,74
3. А 4	9,54/2,32	60,39/15,41	49,37/13,68	34,12/7,78
4. А 3	9,87/2,53	60,52/15,11	52,40/13,88	33,29/8,77
5. 425а	9,99/2,49	63,28/16,11	52,65/14,14	32,72/8,41
6. А 4 + фон	12,38/3,40	71,00/18,70	59,32/17,61	40,49/10,66
7. А 3 + фон	10,89/2,86	65,69/17,17	58,71/17,83	40,21/10,61
8. 425а+ фон	11,37/2,91	67,72/18,24	58,81/17,83	40,79/10,72
НСР 05	1,01	4,89	5,02	1,16
НСР 05 фактора А	0,51	3,08	3,23	0,58
НСР 05 фактора В	0,71	1,15	1,31	0,82

Примечание : в числителе – зеленая масса, т/га, в знаменателе – сухая масса, т/га; * – в среднем за три закладки опыта (2009–2011 гг.); ** – в среднем за три года исследований (2010–2012 гг.);

В среднем по трем закладкам опыта (2009– 2011 гг.) установлено, что внесение дефеката достоверно увеличивает урожайность зеленой массы люцерны 1-го года жизни на 18,2 %, предпосевная обработка семян штаммами Synorhizobium meliloty – на 15,6–21,1 %, а их сочетание – на 32,0–50,1 %. Положительное влияние изучаемых факторов отмечено нами и на травостоях люцерны последующих лет жизни (2–4-го годов). Так, последействие применения дефеката повышает урожайность зеленой массы люцерны 2-го года жизни на 14,4 %, предпосевной обработки семян штаммами Synorhizo-bium meliloty – на 6,2–11,3 %, а их сочетания – на 15,5–24,8 %; 3-го года жизни – соответственно на 17,4; 5,8–12,9 и 25,8–27,1 % и 4-го года жизни – соответственно на 26,7; 7,4–11,9 и 31,9– 33,9 %.

По выходу сухой массы люцерны сорта Вега 87 1-го года жизни отмечено увеличение в варианте с применением дефеката на 28,7 %, в варианте с инокуляцией Synorhizobium meliloty – на 17,2–27,8 %, с их сочетанием – на 44,4– 71,7 %. На травостоях последующих лет последействие дефеката повышает урожайность сухой массы люцерны 2-го года жизни на 21,4 %, инокуляция Synorhizobium meliloty – на 10,1– 17,3 %, а совместное действие этих факторов – на 25,1–36,2 %; 3-го года жизни – соответственно на 28,2; 8,0–11,6 и 38,9–40,7 % и 4-го года жизни – соответственно на 44,5; 15,4–30,1 и 58,2– 59,1 % по сравнению с контрольным вариантом.

Суммарный сбор зеленой и сухой массы за четыре года жизни люцерны (за 10 укосов) представлен на рисунке.

Суммарный сбор зеленой и сухой массы за четыре года жизни люцерны в зависимости от мелиоранта и предпосевной обработки семян бактериальными биопрепаратами

Суммарный выход зеленой массы люцерны за четыре года жизни (десять укосов) в варианте с применением дефеката увеличился на 18,3 %, в вариантах с предпосевной обработкой семян штаммами ризобий – на 7,9–11,5 %, с их сочетанием – на 23,4–28,8 %, а выход сухой массы – соответственно на 28,8; 10,7–13,7; 37,6–42,0 %. Наибольшая прибавка урожайности зеленой и сухой массы получена в варианте с предпосевной обработкой семян А4 при внесении мелиоранта, а без дефеката – с инокуляцией штаммом 425а.

Люцерновые травостои в среднем за четыре года жизни во всех вариантах опыта обеспечили фитомассу с высокой энергетической и питательной ценностью (табл. 3).

Таблица 3

Вариант	о 2	Содержание в 1 кг СВ		Выход с 1 га			Обеспеченность 1 корм. ед. ПП, г
		корм. ед.	ПП, г	корм. ед., тыс.	ПП, т	ОЭ, ГДж
1. Без СаСО 3 (к)	8,78	0,826	149,33	7,25	1,31	97,89	180,79
2. СаСО 3 – фон	11,30	0,823	155,40	9,30	1,75	125,99	188,82
3. А 4	9,80	0,824	158,70	8,08	1,56	109,37	192,60
4. А 3	10,07	0,827	159,08	8,33	1,60	112,48	192,36
5. 425а	10,29	0,820	162,45	8,44	1,67	114,84	198,11
6. А 4 + фон	12,59	0,821	164,18	10,34	2,06	140,63	199,98
7. А 3 + фон	12,12	0,824	158,78	9,99	1,93	135,26	192,69
8. 425а + фон	12,43	0,828	156,75	10,29	1,95	138,72	189,31

Примечание : СМ – сухая масса; СВ – сухое вещество; ПП – переваримый протеин; ОЭ – обменная энергия.

Питательная и энергетическая ценность люцерны по вариантам опыта (в среднем за 2009–2012 гг.)

Проанализировав данные таблицы 3, отмечаем увеличение содержания в опытных вариантах переваримого протеина в 1 кг СВ на 6,1– 14,9 г (или на 4–10 %). В 1,1–1,4 раза увеличивается выход кормовых единиц с 1 га с наибольшим значением в варианте с инокуляцией А 4 на фоне известкования. Сбор переваримого протеина с 1 га увеличивается в 1,3 раза при внесении дефеката, в 1,2–1,3 раза – при инокуляции семян штаммами Synorhizobium meliloty и в 1,5– 1,6 раза – при совместном действии мелиоранта и бактериальных препаратов. Концентрация обменной энергии с 1 га в опытных вариантах на 11,7–43,7 % превышает контроль. Максимальное содержание переваримого протеина в 1 кг СВ, максимальный выход кормовых единиц, перевариваемого протеина и обменной энергии с 1 га получен в варианте с предпосевной обработкой штаммом А 4 на фоне известкования, а без известкового фона – с инокуляцией штаммом 425а. Аналогично – по обеспеченности 1 корм. ед. переваримым протеином.

Заключение. Суммарный за четыре года жизни сбор зеленой массы люцерны в варианте с внесением дефеката повысился на 18,3 %, в вариантах с инокуляцией Synorhizobium meli-loty – на 7,9–11,5 %, при их совместном действии – на 23,4–28,8 %, а выход сухой массы – соответственно на 28,8; 10,7–13,7; 37,6–42,0 %. Наибольшая прибавка урожайности как зеленой, так и сухой массы получена в варианте с инокуляцией штаммом А4 при внесении дефеката, а без известкования – в варианте с предпосевной обработкой производственным штаммом 425а. Люцерновые травостои сформировали фито- массу высокой энергетической и питательной ценности. Выход кормовых единиц с 1 га в опытных вариантах увеличивается в 1,1–1,4 раза при наибольшем значении данного показателя в варианте с инокуляцией штаммом А4 на фоне мелиоранта. Выход переваримого протеина с 1 га повышается в 1,3 раза при внесении дефеката, в 1,2–1,3 раза – при инокуляции семян штаммами Synorhizobium meliloty и в 1,5–1,6 раза – при совместном действии мелиоранта и бактериальных препаратов. Наибольший сбор кормовых единиц, перевариваемого протеина и обменной энергии с 1 га получен в варианте с инокуляцией штаммом А4 на фоне известкования, а без известкового фона – с предпосевной обработкой штаммом 425а. Применение дефеката и бактериальных препаратов при возделывании люцерны агрономически и экономически целесообразно.

Результаты исследований по эффективности использования дефеката легли в основу научного проекта, победившего во Всероссийском конкурсе «Моя страна – моя Россия», номинация «Проекты, направленные на развитие инновационной сферы, науки и образования в российских регионах и муниципальных образованиях» (Серебряная медаль, Москва, 2012).