Влияние микробиологических препаратов на формирование симбиотической системы, урожайность и белковую продуктивность сои

Введение. Хозяйственная деятельность человека нанесла экологической системе непоправимый ущерб в связи с растущим применением синтетических удобрений, средств защиты растений, что привело к снижению устойчивости современных сортов к стрессовым условиям и создало определенные трудности для реализации их потенциала продуктивности [12,13].

Современное сельское хозяйство нуждается в снижении техногенной нагрузки на окружающую среду и в повороте растениеводства на рельсы максимального использования биологического потенциала самого растения и микробиоты почвы [8].

Одним из таких механизмов оптимизации является комплексное микробное удобрение (КМУ «Бисолби Микс»), повышающее содержание и биоразнообразие благотворной для растений микрофлоры в зоне развития корневой системы. Данное удобрение экологически безопасно, повышает уровень почвенного плодородия, общую микробиологическую активность, урожайность и качество продукции [10].

Исследования ряда ученых показали, что моноинокуляция препаратами бактерий (КБ) и грибами арбускулярной микоризы (АМ) повышали симбиотическую азотфиксацию, урожайность и качество семян различных видов и сортов зернобобовых культур [1,4,9]. Монокуляция КБ и грибами АМ в опытных данных Кузьмичевой и Петровой (2013) на посевах сои Свапа была более эффективной, чем у сорта Ланцетная. Так, относительная прибавка урожайности у Свапы от инокуляции КБ (штамм 626а) составляла 8,0-15,7%, против 4,8-10,9 у Ланцетной. Инокуляция грибами АМ повысила урожайность у сорта Свапа на 22,4-23,7%, у Ланцетной она составила 5,4-23,4%.

Двойная инокуляция комплексным удобрением (КМУ) Бисолби Микс на сое (Ланцентная) при внесении в почву в норме 500 кг/га дало наибольшую прибавку урожайности семян (+2,0 ц/га), содержание сырого протеина возросло (+1,6%). Растения сои были более устойчивы к неблагоприятным факторам среды, а количество зерна улучшилось [10].

Опытные данные Осина (2009), Парахина и др.(2009) показали, что инокуляция растений сои и фасоли азотфиксирующими и фосфатмобилизирующими микроорганизмами Бисолби Микс была более эффективной, чем каждым препаратом раздельно. Число активных клубеньков у сои по сравнению с контролем возросло в 2 раза, а их масса – в 2,7 раза. Урожайность сои возросла при этом на 62,2%, а фасоли – на 21%.

Результаты исследований ученых ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии и других научных учреждений позволяют сформировать новую концепцию микробиологического сопровождения интенсивных агротехнологий. Комплексное микробное удобрение Бисолби Микс повышает содержание и разнообразие различных микроорганизмов полезных для бобовых культур, значительно снижает дозы минеральных удобрений, химических средств защиты растений, оптимизирует их использование, повышает почвенное плодородие [10].

Поэтому повышение эффективности комплексного микробного удобрения требует изучения его в зависимости от назначения сельскохозяйственной культуры, подбора сорта с учетом отзывчивости его на применения КМУ для конкретных агроклиматических и агротехнологических условий.

Цель исследования – изучение влияния микробных препаратов (КБ, АМ) и комплексного микробного удобрения в условиях фермерского хозяйства на формирование симбиотической системы, урожайности и качества семян сои.

Материалы, методы и результаты исследований. Исследования были проведены в фермерском хозяйстве КФХ «Сосна» Новодеревеньковского района Орловской области в 2015-2016 гг. Объектом исследований была соя (Свапа). Сорт скороспелый, селекции ВНИИЗБК. Соя возделывалась в полевом севообороте. Площадь делянки 50 м², повторность 4-х кратная, способ посева широкорядный с междурядьем 45 см. Норма высева 500 тыс.шт. всхожих семян на 1 га. Предшественник – озимая пшеница.

Почва опытного участка темно-серая лесная среднесуглинистая, подстилаемая лессовидным суглинком. Среднеокультуренная. Среднее содержание гумуса 5,6%, подвижного фосфора 16,5, обменного калия – 13,8 мг/100 г почвы, рНсол – 5,6, гидролитическая кислотность – 4,1 мг экв/100 г почвы.

Для инокуляции использовали ризоторфин на основе клубеньковых бактерий (Rhizobium japonicum (штамм 626 а)), грибы арбускулярной микоризы (Glomus intraradices (штамм 8)) и комплексное микробное удобрение (КМУ) Бисолби Микс. КМУ Бисолби Микс в своем составе содержит: субстрат (фильтрационно-моечный осадок при производстве свекловичного сахара), инокулируемый грибами АМ (штамм 8), КБ (штамм 626 а) и смесью бактерий стимулирующих рост растений.

Схема полевого опыта включала следующие варианты: контроль, АМ, КБ, КМУ Бисолби Микс.

Агротехника сои в опыте общепринятая для зоны. Способ посева широкорядный с междурядьем 45 см. Посев проводили в первой декаде мая в оба года опытов.

Семена сои в третьем варианте непосредственно обрабатывали препаратами КБ (ризоторфин – штамм 626 а). Инокулум гриба АМ и КМУ Бисолби Микс вносили в почву 300 кг/га под предпосевную культивацию, которая проводилась непосредственно перед посевом.

Уход за посевами заключался в прополке опытных делянок вручную по мере необходимости в течение всего вегетационного периода. Химические средства защиты растений на сое не применяли.

В ходе опыта изучали динамику формирования симбиотического аппарата [7], проводили анализ структуры урожая по методике Госсортсети. Содержание белка определяли расчетом (Nх6,25). Урожайность сои определяли по деляночно и подвергали математической обработке [2].

Наши исследования показали, что моноинокуляция грибами АМ повысила все показатели формирования симбиотической системы сои. Так, при внесении грибов АМ число клубеньков и их масса возросли соответственно в 1,3-2,4 раза по сравнению с контролем, при этом нодуляция растений достигла 45,6% против 31,8%. Применение препарата клубеньковых бактерий с активным штаммом 626 а обеспечило дальнейшее повышение показателей симбиотической системы сои (табл.1).

Таблица 1 – Влияние микробиологических препаратов на развитие симбиотической системы сои (в среднем за 2015-2016 г.г.)

Показатели	Контроль	АМ	КБ	КМУ Бисолби Микс
Нодуляция,%	31,8	45,6	88,2	95,6
Количество клубеньков, млн.шт/га	1,41	1,85	2,08	3,27
Масса клубеньков, кг/га	22,8	55,1	109,8	145,6

Инокуляция комплексным микробным удобрение Бисолби Микс была более эффективной, чем раздельная моноинокуляция грибами АМ и КБ. В среднем за 2 года полевых опытов число клубеньков в этом варианте составило 3,27 млн. шт/га, что в 2,2 раза больше, чем на контроле, нодуляция растений достигла 95,6%. Масса клубеньков в этом варианте была максимальной – 145,6 кг/га, что в 6,4 раза выше, чем на контроле и в 1,3-2,6 раза соответственно выше, чем в вариантах с моноинокуляцией КБ и грибами АМ. Уровень развития симбиотической системы оказал положительное влияние на элементы структуры и урожайность сои (табл. 2).

Инокуляция грибами АМ оказала незначительное влияние на показатели структуры урожая. Масса семян с растения повысилась на 0,46 г, а биологическая урожайность – на 0,23 т/га по сравнению с контролем. Внесение препаратов КБ было более эффективным. Так число бобов на 1 растение сои составило 23,6 шт., что на 1,3-1,4 боба больше, чем в вариантах с АМ и контроле соответственно. Масса семян с растения достигла 6,9 г, а биологическая урожайность была в 1,3 раза выше, чем в варианте без инокуляции.

Таблица 2 – Влияние микробиологических препаратов на элементы структуры и биологическую урожайность сои (в среднем за 2015-2016 г.г.)

Вариант	Сформировано на 1 раст.шт.		Сформировано семян на 1 боб, шт.	Масса семян с 1 растения, г	Масса 1000 семян, г	Биологическая урожайность, т/га
	бобов	семян
Контроль	22,2	44,4	2,0	5,52	129,7	1,89
АМ	22,3	46,8	2,1	5,98	130,4	2,12
КБ	23,6	51,9	2,2	6,90	131,5	2,45
КМУ Бисолби Микс	24,9	57,3	2,3	7,24	132,6	2,89

Самые высокие показатели структуры урожая в среднем за 2 года были отмечены в варианте с внесением комплексного микробного удобрения Бисолби Микс. Число бобов и семян на растение увеличилось по отношению к контролю на 12,2 и 29,0%, масса семян растения повысилась в 1,3 раза, биологическая урожайность составила 2,89т/га, что в 1,53 раза больше, чем на контрольном варианте. Хозяйственная урожайность коррелирует с биологическим урожаем. Урожайность семян сои представлена в таблице 3.

Таблица 3 – Влияние инокуляции грибами АМ, Кб и комплексным микробным удобрением Бисолби Микс на урожайность и белковую продуктивность сои (в среднем за 2015-2016 г.г.)

Вариант	Урожайность, т/га	Содержание белка, %	Сбор белка, кг/га
Контроль	1,75	38,5	673,8
АМ	1,96	39,1	766,4
КБ	2,24	40,3	902,7
КМУ Бисолби Микс	2,70	41,7	1125,9
НСР 05	0,18	0,55	81,7

Хозяйственная урожайность в варианте с АМ составила 1,96 т/га, что на 0,21 т/га превысило контроль. Содержание белка в семенах возросло на 0,6%, а сбор белка достиг 766,4 кг/га.

Эффективность инокуляции эффективным штаммом клубеньковых бактерий была выше, чем моно инокуляция грибами АМ. Сбор семян возрос на 0,24 т/га, а сбор белка с 1 га посева увеличился на 17,8%.

Инокуляция комплексным микробным удобрением Бисолби Микс была более существенной. Урожайность в опыте в среднем за 2 года составила 2,7 т/га, содержание белка в семенах возросло на 3,2%, его сбор с 1 га посева был максимальным – 1125,9 кг.

Выводы. Таким образом, наши исследования, проведенные в течении 2 лет, показали, что инокуляция комплексным удобрением Бисолби Микс была наиболее эффективной при формировании симбиотической системы сои. Она положительно отразилась на элементах структуры, урожайности и качестве семян сои.