Влияние микробиологического удобрения Метилотрофин на урожайность и качество озимой пшеницы

Введение. На фоне неблагоприятного состояния окружающей среды (изменение климата Земли, разрушение озонового слоя, загрязнение атмосферы, земель и мировых вод, сокращение биологического разнообразия и разрушение почвенного покрова), необходимой для сельскохозяйственного производства, очень ва^ной является биологизация земледелия. Одно из её направлений – применение микробиологических препаратов. Нами неоднократно [1-3] отмечалось благоприятное воздействие на структуру уро^айности и фитосанитарное состояние растений микробиологического удобрения «^золен», основой которого являются ризосферные бактерии Pseudomonas aureofaciens, штамм ИБ 51. В качестве фунгицидного [4] и улучшающего уро^айность средства [5] применяют микробиологические удобрения с ризосферными диазотрофами. ^ссоциативные азотофиксаторы (флавобактерин, мизорин и азотобактер) хорошо зарекомендовали себя при выращивании пшеницы, картофеля, цветов [6]. Исследователями было выявлено поло^ительное влияние этих бактериальных препаратов на комплекс ростовых показателей лиственных пород (^имолость, чубушник) [6], увеличение сбора зерна кукурузы на фосфатном фоне при инокуляции её семян биопрепаратами Pseudomonas fluorescens, шт. 2137, Pseudomonas corrudato, шт. 2184 и мобилин [7]; увеличение уро^айности ее при инокуляции семян флавобактерином [8]; достоверная прибавка уро^айности риса при обработке его семян азотобактером [9]. Кроме того, наблюдалось существенное повышение уро^айности сои при инокуляции семян ризоторфином с наибольшей продуктивностью ее при совместном применении с ним минеральных удобрений N 90 P 90 и N 60 P 45 K 30 [10]. Недавно разработанное микробиологическое удобрение Метилотрофин обладает фунгицидными и ростостимулирующими свойствами, высоким уровнем нитрогеназной активности, а так^е способностью синтезировать гормоны роста растений, что позволяет значительно снизить количество вносимых азотных удобрений и получить экологически безопасную продукцию [11].

Цель иссле^овани^ – изучение эффективности применения микробиологического удобрения Метилотрофин при возделывании озимой пшеницы. Задачи: определение влияния обработки зерна и вегетирующих растений озимой пшеницы Метилотрофином на их развитие (рост, наступление фенологических фаз), а так^е на уровень уро^айности и её качество.

Услови^, материалы и мето^ы. Эффективность применения микробиологического удобрения Метилотрофин исследовали на сортах озимой пшеницы Московская 40 и Московская 56. Она считается самой ва^ной продовольственной культурой на Земном шаре (в т. ч. и в России). Зерно её используют в пищу более половины населения Земли, т.к. хлеб отличается высокими вкусовыми качествами, а по питательности и переваримости превосходит другие зерновые культуры [12]. Она лучше яровой пшеницы способна использовать биоклиматический потенциал регионов выращивания, обеспечивать гарантированное производство зерна при благоприятной перезимовке и формировать высокую уро^айность [13].

Микробиологическое удобрение Метилотрофин (штамм Methy Copacterium extovquens Clo) представлен грамотрицательными подви^ными неспорообразующими палочками, которые характеризуются высокой устойчивостью к ультрафиолету, замора^иванию и высушиванию. Фитосимбионт, использующий естественные продукты метаболизма растений в качестве источников углерода и энергии, синтезирует ряд биоактивных веществ (ауксины, цитокинины, витамин В). Механизм действия Метилотрофина основан на выделении корневыми волосками растений углерода в виде сахаров, которые способствуют размно^ению бактерий и выработке ими комплекса антибиотиков, которые тормозят рост фитопатогенных грибов [11].

Исследования проводились в 2015-2017 гг. в отделе земледелия Тульского НИИСХ (лесостепная зона) на глубоковыщелоченном суглинистом черноземе. Предшественник – чистый пар. Общая площадь делянки 40 м2. Повторность в опыте четырехкратная, располо^ение вариантов последовательное. Отмечали даты наступления основных фаз развития растений. Так как растения озимой пшеницы после перезимовки бывают несколько ослабленными, первую обработку Метилотрофином проводили в фазу кущения. Вторая обработка делалась в фазу колошения, при этом основное внимание уделялось флаговому листу. «Флаговый (верхний) лист имеет особенно большое значение, продуктивность его в фазу колошения в 5 раз выше, чем у второго и третьего. В основном он снаб^ает зерновки продуктами фотосинтеза» [14, с. 9]. Учёт уро^айности проводился сплошным способом на всех делянках комбайном «Винтерштайгер». Уро^айность пересчитывалась на стандартную вла^ность и стопроцентную чистоту. Математическую обработку данных проводили по Б.^. Доспехову [15].

Результаты и обсу^^ение. Метеорологические условия 2015 г. были недостаточно благоприятными для озимых культур. В августе 2015 г. температура воздуха на 1,3°С превышала среднемноголетнюю, а количество атмосферных осадков составило 6% от нормы. В первой декаде сентября выпало 122% их, но в целом, этот месяц и октябрь 2015 г. характеризовались недостаточным количеством – 49% и 25% от нормы соответственно. С 7 октября были отмечены заморозки. В ноябре при средней температуре воздуха выше среднемноголетней на 2,3°С выпало 134% осадков от нормы, что способствовало хорошему увла^нению почвы. Отрицательным воздействием на растения озимой пшеницы явилось превышение среднемноголетней температуры в декабре 2015 г. на 5,9°С и в феврале 2016 г. на 6,5°С. Оно было отмечено так^е в марте и апреле – на 2,2 и 2,1°С, а количество осадков было соответственно 222% и 100% от нормы. В период май-август 2016 г. наблюдалось превышение среднемноголетней нормы осадков: май – 213, июнь – 116, июль – 136 и август – 217% от нормы. Неблагоприятными для растений были ливневый характер их в июле в сочетании с сильным ветром и градом.

Посев озимой пшеницы был проведён 6.09.2015 г. в увла^ненную почву, но период до всходов проходил при недостаточной для растений вла^ности почвы (табл. 1). До наступления заморозков растения успели раскуститься (6.10.2015 г.), были отмечены повре^дения отрицательными температурами верхушек листьев. Растения озимой пшеницы возобновили вегетацию 4.04.2016 г. Колошение было отмечено 20.05.2016 г. В фазу молочной спелости растения вступили 14.06.2016 г. Неблагоприятные метеорологические условия в июле (сильный до^дь, ветер, град) способствовали полеганию посевов и задер^анию созревания зерна, в частности растянутым периодом от фазы молочной спелости до полной (18.07.2016 г.).

Таблица 1 – Даты наступления массовых фаз развития озимой пшеницы и запасы продуктивной влаги в 2015-2016 гг., мм

Фазы	Даты	Запасы продуктивной влаги, мм
		0-10 см	0-20см	0-50см	0-100 см
Посев	6.09	16	32	72	132
Всходы	12.09	5	14	53	123
Третий лист	2.10	1	10	42	111
Кущение	6.10	2	9	40	108
Прекращение вегетации	7.10	2	9	40	108
Возобновление вегетации	4.04	15	32	91	193
Ни^ний узел соломины	14.05	7	16	49	121
Колошение	20.05	7	16	49	121
Цветение	31.05	12	24	66	154
Молочная спелость	14.06	15	29	71	151
Восковая спелость	28.06	10	23	71	182
Полная спелость	18.07	-	-	-	-
Уборка	30.07	-	-	-	-

У озимой пшеницы Московская 40 обработка семян Метилотрофином (второй вариант) увеличивала по сравнению с контролем ее высоту на 5,8%; дополнительное двухкратное опрыскивание этим препаратом вегетирующих растений (третий) – на 9,7%; внесение N 60 Р 60 К 60 (четвертый) – на 5%. За счет минеральных удобрений совместно с обработкой Метилотрофином семян (пятый) она возросла на 10,9% и при дополнительном двукратном опрыскивании этим препаратом вегетирующих растений (шестой) – на 13,2%. У пшеницы Московская 56 по сравнению с контролем высота растений на всех вариантах увеличивалась незначительно – в пределах от 1% (обработка семян Метилотрофином) до 4% (шестой вариант). Количество продуктивных стеблей у обоих исследуемых сортов увеличивалось по сравнению с контролем на всех вариантах: второй – на 8 и 6,5%; третий – на 11 и 9,2%; четвертый – на 7 и 4,7%; пятый – на 10% и шестой – на 14 и 13% соответственно.

Масса 1000 зёрен оставалась на уровне контроля на четвертом варианте у сорта Московская 56. На остальных вариантах у обоих исследуемых сортов увеличивалась: на 6% у сорта Московская 40 и на 2,8% у Московской 56 (второй); на 10 и 8% соответственно (третий); на 6% у сорта Московская 40 (четвертый); на 11% и 8% (пятый); на 14% и 8,3% соответственно (шестой). Количество щуплых зёрен по сравнению с контролем на втором варианте увеличивалось на 16% у сорта Московская 40 и уменьшалось на 12,5% у Московской 56; на третьем – уменьшалось на 13,5% и 10,4%; на четвертом – на 19% и 14,6%; на пятом – на 5% и 33%; на шестом – на 24% и 33% соответственно.

По сравнению с контролем, на втором варианте у озимой пшеницы сорта Московская 40 увеличилась уро^айность на 7,6%; на третьем – на 10,5%; на четвертом – на 2,8%; на пятом – на 13,3% и на шестом – на 21,2% (табл. 2). У сорта Московская 56 по сравнению с контролем на втором варианте прибавка уро^айности составила 12,9%; на третьем – 17,2%; на четвертом – 3,2%; на пятом – 19,6% и на шестом – 23,6%.

Таблица 2 – Влияние микробиологического и минеральных удобрений на уро^айность зерна озимой пшеницы, 2015-2016 гг.

Варианты	Московская 40		Московская 56
	уро^ай-ность, т/га	прибавки, %	уро^ай-ность, т/га	прибавки, %
1. Контроль	3,53	-	3,72	-
2. Обработка семян Метилотрофином	3,8	7,6	4,2	12,9
3. Обработка семян Метилотрофином+ двукратное опрыскивание растений в период вегетации	3,9	10,5	4,36	17,2
4. N 60 P 60 K 60	3,63	2,8	3,84	3,2
5. N 60 P 60 K 60 +обработка семян Метилотрофином	4,0	13,3	4,45	19,6
6. N 60 P 60 K 60 + обработка семян Метилотрофином+ двукратное опрыскивание растений в период вегетации	4,28	21,2	4,6	23,6
НСР 0,05	0,34		0,33

Содер^ание клейковины у сорта Московская 40 на четвертом варианте оставалось на уровне контроля – 30%; на остальных увеличивалось незначительно – от 1% (пятый) до 3% (третий). Группа качества зерна на всех вариантах была III, в отличие от II на контроле. У сорта Московская 56 содер^ание клейковины на четвертом варианте было на уровне контроля – 25%; на других возрастало от 1% до 3%. Зерно на третьем и шестом вариантах соответствовало II классу качества; на всех остальных – III (табл. 3).

Метеорологические условия весенне-летнего периода 2016 г. мо^но охарактеризовать как благоприятные. Осенние температуры 2016 г. были на уровне среднемноголетних. Зимой при достаточной высоте сне^ного покрова (40 см) температуры были умеренными для данного агроклиматического региона (-6 -8°С). Оптимальные температуры для возобновления вегетации весной были отмечены раньше на 33 дня (по сравнению со среднемноголетними данными). Отрицательным воздействием на растения явилось неоднократное подмерзание почвы в ночные часы с последующим оттаиванием днем. В весенне-летнее время наблюдалось 2 периода похолодания – с 20 по 25 июня и с 5 по 10 июля – в эти дни среднесуточная температура опускалась до 11-13°С, минимальными были 7-8°С. В целом весенне-летний период отличался температурами ни^е среднемноголетних на 1-4°С. Развитие растений в весенне-летний период 2017 г. проходило на фоне достаточной влагообеспеченности. Количество осадков за период с мая до конца июля составило 175,5 мм (100% нормы), однако распределение их было неравномерным – 187% нормы во второй декаде мая и 194% во второй декаде июня на фоне пони^енных (на 3,8-4,2°С от средних) температур.

Таблица 3 – Влияние микробиологического и минеральных удобрений на качество зерна озимой пшеницы, 2015-2016 гг.

Варианты	Московская 40		Московская 56
	ф S 1 т g ф § 8 g	го ГО CD с 5 >> ф О. т L- ГО	ф S g ф § 8 g	го ГО CD >> ф О. т L- ГО
1. Контроль	30	II	25	III
2. Обработка семян Метилотрофином	32	III	27	III
3. Обработка семян Метилотрофином+ опрыскивание растений в период вегетации два^ды	33	III	28	II
4. N 60 P 60 K 60	30	III	25	III
5. N 60 P 60 K 60 + обработка семян Метилотрофином	31	III	26	III
6. N 60 P 60 K 60 + обработка семян Метилотрофином+ опрыскивание растений в период вегетации два^ды	32	III	28	II

Посев озимой пшеницы был проведён 15 сентября 2016 г., а 10 октября всходы в фазе 3-5 листьев приостановили вегетацию, возобновление которой было отмечено 4.04.2017 г. «В первой декаде апреля возобновление вегетации озимых культур возмо^но не чаще, чем 2 раза в 10 лет» [16, с. 61]. Раннее для данного региона возобновление вегетации свидетельствует о благоприятной перезимовке растений, хотя при обследовании весной были отмечены повре^дения грызунами, грибными заболеваниями и септориозом. Кущение было отмечено после возобновления вегетации 6.05.2017 г. Фаза колошения наступила 2.06.2017 г. (табл. 4), что согласно данным агроклиматического справочника – один из крайних сроков. Запаздывание в развитии растений было обусловлено недостатком тепла в весенне-летний период. Фаза восковой спелости зерна была отмечена 28.07.2017 г. – практически совпадала со среднемноголетними данными по региону. В период восковой спелости зерна были определены основные составляющие структуры уро^айности (количество продуктивных стеблей, высота растений, вес снопа, масса 1000 семян).

Таблица 4 – Даты наступления массовых фаз развития озимой пшеницы и запасы продуктивной влаги в 2016-2017 гг., мм

Фазы	Даты	Запасы продуктивной влаги, мм
		0-10 см	0-20см	0-50см	0-100 см
Посев	15.09	13	29	87	169
Всходы	24.09	13	28	72	158
Третий лист	8.10	12	27	82	152
Прекращение вегетации	10.10	12	27	82	152
Возобновление вегетации	4.04	3	9	32	117
Кущение	6.05	11	21	54	116
Ни^ний узел соломины	15.05	20	41	106	203
Колошение	2.06	12	28	75	158
Цветение	12.06	14	27	61	130
Молочная спелость	8.07	11	21	48	109
Восковая спелость	28.07	-	-	-	-
Полная спелость	6.08	-	-	-	-
Уборка	16.08	-	-	-	-

У Московской 40 и Московской 56 наблюдалось небольшое увеличение количества продуктивных стеблей: на 5,2 и 4,8% на втором варианте; на 7,4 и 6,4% – на третьем; на 4,4 и 2% – на четвертом; на 6,9 и 6,5% – на пятом; на 8,0 и 7,6% – на шестом. По сравнению с контролем у обоих сортов наблюдалось увеличение массы 1000 зерен. У Московской 40 применение только минеральных удобрений (четвертый вариант) увеличивало этот показатель на 8,3%; на пятом – на 10,2%, на шестом – на 15,3%. У сорта Московская 56 отмечено увеличение массы 1000 зерен на 8,2% по сравнению с контролем на шестом варианте; на остальных оно было незначительным.

По сравнению с контролем, обработка семян растений озимой пшеницы сорта Московская 40 Метилотрофином (второй вариант), как и внесение только минеральных удобрений (четвертый), незначительно (на 3,5%) увеличивали уро^айность; на третьем – на 5,3%; на пятом – на 7,7%; на шестом – на 11% (табл. 5). У сорта Московская 56 по сравнению с контролем обработка семян Метилотрофином дала незначительную (2,9%) прибавку уро^айности; на третьем варианте – 8,3%; на четвертом – 11,6%; на пятом – 14,2% и на шестом – 20%.

Таблица 5 – Влияние микробиологического и минеральных удобрений на уро^айность зерна озимой пшеницы, 2016-2017 гг .

Варианты	Московская 40		Московская 56
	уро^ай-ность, т/га	прибавки, %	уро^ай-ность, т/га	прибавки, %
1. Контроль	5,7	-	5,93	-
2. Обработка семян Метилотрофином	5,9	3,5	6,1	2,9
3. Обработка семян Метилотрофином+ двукратное опрыскивание растений в период вегетации	6,0	5,3	6,42	8,3
4. N 60 P 60 K 60	5,9	3,5	6,62	11,6
5. N 60 P 60 K 60 +обработка семян Метилотрофином	6,14	7,7	6,77	14,2
6. N 60 P 60 K 60 +обработка семян Метилотрофином+ двукратное опрыскивание растений в период вегетации	6,33	11,0	7,11	20,0
НСР 0,05	0,25		0,20

При определении содер^ания клейковины в зерне было выявлено, что у сорта Московская 40 во втором варианте данный показатель повышался на 1%, в шестом – на 2% по сравнению с контролем. У сорта Московская 56 обработка семян и растений Метилотрофином повышала содер^ание клейковины то^е на 1% по сравнению с контролем. При совместном применении минеральных удобрений и обработки семян и растений оно оставалось на уровне второго варианта (25%), при этом качество зерна повышалось с IV до III группы (табл. 6).

Таблица 6 – Влияние микробиологического и минеральных удобрений на качество зерна озимой пшеницы, 2016-2017 гг.

Варианты	Московская 40		Московская 56
	О) o' Т го т si О ф о S	- ГО ГО CD С н с о >1 ф о. т 1— го	Т го т si о S	- ГО ГО С н с о >> ф о. т 1— го
1. Контроль	26	III	24	IV
2. Обработка семян Метилотрофином	27	III	25	IV
3. Обработка семян Метилотрофином+ опрыскивание растений в период вегетации два^ды	26	III	25	IV
4. N 60 P 60 K 60	26	III	24	IV
5. N 60 P 60 K 60 + обработка семян Метилотрофином	26	III	25	III
6. N 60 P 60 K 60 + обработка семян Метилотрофином+ опрыскивание растений в период вегетации два^ды	28	III	25	III

Выво^ы. При внeсении минеральных удобрений (N 60 P 60 K 60 ), обработке семян и двукратном опрыскивании вегетирующих растений Метилотрофином на фоне достаточного содер^ания влаги в почве у исследуемых сортов озимой пшеницы просле^ивается тенденция к улучшению качества зерна, увеличению структурных компонентов и уро^айности. Настоящие результаты свидетельствуют о благоприятном воздействии совместного внесения минеральных удобрений (N 60 P 60 K 60 ), обработки семян и опрыскивания вегетирующих растений Метилотрофином на уро^айность озимой пшеницы при достаточном увла^нении почвы.