Влияние ризоторфина на развитие сортов сои селекции СибНИИСХ при орошении в южной лесостепи Западной Сибири

Введение. Обеспечение продовольственной безопасности России – равноправного члена ВТО, в условиях рынка приобретает глобальную значимость. В настоящее время продовольственная зависимость государства является одним из основных рычагов внешнеполитического принуждения, определяющим место той или иной страны в мировом сообществе [1]. Социально - экономические преобразования в сельском хозяйстве РФ привели к ряду нежелательных последствий, одно из которых – прогрессирующее снижение плодородия почв вследствие недостаточного применения органических и минеральных удобрений, а также нарушение севооборотов из - за преобладания посевов зерновых культур [2]. Изменить сложившуюся ситуацию возможно путем возделывания зернобобовых культур, т . к . они обеспечивают положительное пролонгированное действие на процессы восстановления почвенного плодородия [3].

Зернобобовые культуры, содержащие большое количество белка, имеют важнейшее значение и в решении задачи устранения дефицита белка в кормовых рационах – мощного ограничителя роста продуктивности животных [4]. К сожалению, современное состояние кормопроизводства и животноводства Российской Федерации показывает, что обеспеченность скота кормами и переваримым протеином ниже аналогичного показателя развитых зарубежных стран в 1,3–1,5 раза и имеет тенденцию к дальнейшему снижению [5].

Соя – одна из наиболее ценных бобовых культур. Столь глобальное значение эта культура приобрела благодаря своему уникальному биохимическому составу, связанному с ним многофункциональному использованию и высокой рентабельности производства [6]. Соя содержит все, что нужно человеку: незаменимые амино- 54

кислоты, витамины, пищевые минералы, фосфолипиды. Её аминокислотный состав соответствует говядине высшей категории [7]. Соя присутствует практически во всех сегментах продовольственного комплекса. В странах Европы в год на человека потребляется 100 кг сои, тогда как в России – всего 5 кг [8].

Практическое использование богатейшего потенциала сои должно осуществляться за счет широкого её вовлечения в сельскохозяйственное производство. В настоящее время в Государственном реестре селекционных достижений РФ зарегистрировано шесть сортов сои селекции СибНИИСХ, в т . ч . Эльдорадо, Дина, Золотистая, Сибирячка [9]. Для получения высоких и устойчивых урожаев сои в лесостепи Западной Сибири – зоне рискованного земледелия, наряду с улучшением сортового состава необходимо учитывать биологические особенности этой культуры и с помощью применения агротехнических мероприятий создавать оптимальные условия для реализации потенциала ее продуктивности [10].

Цель исследований – изучить особенности продукционного процесса сортов сои на орошаемых черноземных почвах и выявить роль инокуляции семян ризотор-фином в реализации биологического потенциала этой зернобобовой культуры.

Материалы и методы. Опыт заложен в 2011–2014 гг. в южной лесостепи Омского Прииртышья на орошаемом стационаре ФГБНУ СибНИИСХ.

Погодные условия в период исследований отличались контрастностью. Наиболее благоприятными для возделывания сои были 2011 и 2013 гг., сбалансированные по соотношению тепла и влаги (ГТК 0,99 и 1,12 соответственно). Критическим для развития растений сои был 2012 г., когда недобор осадков в сочетании с повышенными температурами воздуха, особенно в июле, привел к снижению ГТК до 0,69. Проведенные в этом году вегетационные поливы позволили сохранить влажность почвы на оптимальном для этой культуры уровне.

Почва опытного участка – лугово черноземная, тяжелосуглинистая, содержание гумуса (в слое 0– 40 см) – 5,94 – 6,37 %. В разные годы исследований содержание нитратного азота (по Грандваль - Ляжу) значительно различалось, находилось преимущественно в градации очень низкого и низкого содержания [11]; содержание фосфора (по Чирикову) во всех слоях почвы не опускалось ниже среднего, а в слое 0–20 см зачастую находилось в градации повышенного; содержание калия соответствует высокой обеспеченности почвы этим элементом [12].

Весной проводилось лущение лущильником ЛДГ - 10, затем боронование боронами БЗСС - 1,0. Предпосевная обработка почвы – культиватором комбинированным Степняк -5,6 , прикатывание после посева – катками ЗККШ -6,0. До предпосевной культивации в почву внесен аммофос ( P 52 N 10 ) . Посев проводился 17– 21 мая сеялкой СН - 16. В период вегетации (9 –12 июня) посевы обрабатывались гербицидом Пивот (0,8 л/га). Учеты и наблюдения проводили по общепринятым методикам , уборку зерна – в третьей декаде сентября комбайном «Сампо - 130». В период вегетации проводили до двух вегетационных поливов по 300 м 3 /га, что позволило регулировать водный режим почвы в интервале от влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости во всех вариантах опыта.

Повторность четырёхкратная, площадь делянки 25 м 2 . Непосредственно перед посевом семена сои обрабатывали специфичным штаммом азотфиксирующих бактерий 634 Б, полученным из ВНИ-ИСХМ (Санкт - Петербург). Учет симбиотического аппарата: количества и массы клубеньков на корнях сои – с 10 растений из четырёх повторностей в фазе начала образования лопаток в вариантах без ри-зоторфина – контроль (К) и с инокуляцией ризоторфином (РТ), проводили по методике Посыпанова [13] .

Биохимический анализ семян сои сделан в лаборатории генетики, физиологии и биохимии растений ФГБНУ «СибНИИСХ». В абсолютно сухой навеске определяли: белок – на автоматическом анализаторе «Kjeltek Auto 1030 Analyzer»; жир – в аппарате Сокслета по разности обезжиренного и необезжиренного остатка [14].

Результаты опыта обрабатывали методом дисперсионного анализа в изложении Доспехова [ 15].

Объекты исследований – скороспелые сорта сои зернового направления селекции СибНИИСХ:

Дина. Сорт созревает за 79–100 суток. По урожайности семян превышает стандарт СибНИИК 315 на 0,35–0,65 т/га. В семенах содержится 41,1 % сырого протеина и 18,4 % жира. Включен в Госре-естр селекционных достижений РФ с 2003 г. в Уральском и Западно - Сибир ском регионах.

Эльдорадо. Сорт отличается засухоустойчивостью в первую половину вегетации, продолжительность вегетационного периода на уровне стандарта СибНИИК 315 – 92 –99 суток. За годы конкурсного сортоиспытания (2003–2005 гг.) средняя урожайность семян составила 2,86 т/га (на 0,31 т/га выше СибНИИК 315) ; содержание белка в семенах от 39,0 до 40,3 % – выше, чем у стандарта СибНИИК 315 на 1,2 –2,1 %; содержание жира – на уровне стандарта – около 18 %. Но с учетом высокой продуктивности новый сорт даёт возможность получать больший выход продукции с единицы площади, чем другие районированные сорта. Сорт Эльдорадо более устойчив к поражению бактериозом в сравнении с сортом Дина и СибНИИК 315. Включен в Госреестр селекционных достижений РФ с 2010 г. по Западно - Сибирскому и Восточно - Си бирскому регионам.

Золотистая. Сорт отличается засухоустойчивостью. Продолжительность вегетационного периода от 92 до 99 суток. За годы конкурсного сортоиспытания (2005– 2007 гг.) средняя урожайность семян составила 2,75 т/га (на 0,22 т/га выше стан- 55

дарта СибНИИК 315). Сорт более устойчив к поражению бактериозом в сравнении с Эльдорадо и СибНИИК 315, что сорт не имеет твердокаменных семян. Сорт Золотистая в среднем содержит 39,5 % белка в семенах, что превышает районированный сорт СибНИИК 315 на 0,9 % и находится на уровне сорта Эльдорадо. По содержанию жира сорт Золотистая находится на уровне Эльдорадо - около 16,5 %. Включен в Госреестр селекционных достижений РФ с 2012 г. по Уральскому, Западно-Сибирскому и Восточно-Сибирскому регионам.

Результаты и обсуждение. Тип азотного питания у зернобобовых культур меняется в зависимости от условий произрастания. Фиксация атмосферного азота клубеньковыми бактериями начинается примерно на 15-20-й день после появления всходов, но в начале вегетационного периода азотфиксация проходит медленно. Продолжается этот процесс до старения растений, а заметная активность его наблюдается в фазе цветения - образования бобов [16].

Увеличение количества сохранившихся к уборке растений зернобобовых культур является одним из резервов увеличения их урожайности. Сохранность растений сои в среднем по опыту была высокой независимо от сорта и применения ризоторфина - 94,5 %. Инокуляция семян выразилась положительной тенденцией только на сорте Дина - анализируемый показатель увеличился на 2,3 % по сравнению с контролем.

В опыте не выявлено достоверного влияния применения ризоторфина на массу надземной части растений и корней. В среднем за четыре года наибольшая вегетативная масса сформирована у сорта Дина -354,4 г, наименьшая у сорта Золотистая -310,0 г (табл. 1). Масса корней изменялась от 26,0 г (Дина) до 28,9 г (Эльдорадо).

Продуктивность работы бобово-ризо-биальной системы зависит от её величины и активности. Чаще всего, характеризуя деятельность симбиотического аппарата, используют такие показатели, как масса и количество клубеньков [17]. У всех исследуемых сортов сои выявлена высокая отзывчивость на инокуляцию бактериальным препаратом. В среднем по вариантам масса и количество клубеньков на ее корнях составили 4,39 г и 120 шт. соответственно - увеличение на 161 и 100 % по сравнению с контролем.

Таблица 1

Симбиотический аппарат сортов сои при инокуляции семян ризоторфином, среднее за 2011–2014 гг.

Сорт	Масса надземной части, г			Масса корней, г			Масса сырых клубеньков, г			Количество клубеньков, шт.
	РТ	К	Х	РТ	К	Х	РТ	К	Х	РТ	К	Х
Эль-дорадо	295,6	379,4	337,5	25,8	31,9	28,9	3,23	1,71	2,47	99,0	50,0	74,5
Дина	383,2	325,5	354,4	28,3	23,6	26,0	5,53	1,93	3,73	141,0	66,3	103,7
Зо-ло-тис-тая	288,9	331,1	310,0	28,2	28,2	28,2	4,41	1,41	2,91	119,9	64,1	92,0
Х	322,6	345,3	-	27,4	27,9	-	4,39	1,68	-	120,0	60,1	-
НСР 05	F ф < F 05		-	F ф < F 05		-	1,92		-	10,32		-

РТ - вариант с ризоторфином; К - контроль

Наибольшая масса клубеньков на корнях растений (в среднем за 2011-2014 гг.) зафиксирована у сорта Дина - 3,73 г при их количестве 103,7 шт., при этом минимальным был показатель у сорта Эльдорадо - 2,47 г при 74,5 шт.

По массе клубеньков на корнях самым отзывчивым был сорт Золотистая, сформировавший при применении ризоторфи-на до 4,41 г, или на 212 % выше в сравнении с контролем. Масса клубеньков на корнях растений сои сорта Дина с обработкой семян бактериальным препаратом увеличилась с 1,93 до 5,53 г (на 187 %); на сорте Эльдорадо эта закономерность подтвердилась, но анализируемый показатель увеличился лишь на 89 % -с 1,71 до 3,23 г.

Существенное влияние на образование и развитие азотфиксирующих клубеньков оказывали погодные условия. Самым неблагоприятным был режим гидротермического обеспечения в 2012 г., когда на корнях сои можно было обнаружить лишь от 3 до 8 очень мелких клубеньков, масса которых не превысила 0,018 г в среднем на растение (рисунок).

В июле (во время массового цветения и начала образования бобов) сое требует- ся ГТК около 1,8 [10]. Несмотря на предпринятые попытки поддержания влажности почвы в оптимальном для развития растений сои интервале (0,7–1,0 НВ), экстремально засушливые погодные условия в июле 2012 г.: превышение среднесуточной температуры на 3,5 оС в сочетание с практически полным отсутствием осадков (12 % от нормы), негативно отразились на общем состоянии растений и процессах фотосинтеза.

PT* - вариант с ризоторфином, К**- контроль

Рисунок – Симбиотический аппарат сортов сои при инокуляции семян ризоторфином, 2011–2014 гг.

Наилучшие показатели по количеству клубеньков отмечены у сорта Золотистая в 2014 г. в варианте РТ – 285 шт., по их массе – у сорта Дина в 2013 г. в варианте РТ – 12,45 г. В целом, использование биопрепарата стабильно положительно влияло на количество клубеньков, их масса, как правило, также увеличивалась . На фоне пониженного содержания азота и присутствия только аборигенных штаммов азотфиксирующих бактерий, характерных для почв опытного участка, сорта при применении ризоторфина активизировали симбиотрофное питание, что в частности проявилось в лучшем развитии симбиотического аппарата.

Урожайность семян является одним из основных показателей, подтверждающих состоятельность и привлекательность культуры для широкого внедрения в сельскохозяйственное производство. При положительном действии инокуляции ри-зоторфином на показатели симбиотической активности сои этот агроприем не оказал влияния на семенную продуктивность – 2,07 т/га (К) и 2,02 т/га (РТ). Мак- симальная в опыте урожайность зафиксирована в 2013 г. у сорта Эльдорадо – 2,35–2,51 т/га.

Однако применение ризоторфина положительно сказалось на белковости семян всех изучаемых сортов сои, в среднем за четыре года достоверно повышая этот показатель с 36,95 до 38,74 %, или на 1,79 %. Но этот агроприем способствовал небольшому и недостоверному снижению содержания жира с 16,12 до 15,59 %, или на 0,53 % (табл. 2).

Таблица 2

Влияние инокуляции семян ризоторфином на биохимические показатели семян сои, 2011–2014 гг.

Сорт	Белок , %			Жир , %
	ризо-торфин	контроль	Х	ризо-торфин	контроль	Х
Эльдо радо	38,55	37,00	37,78	16,12	16,38	16,25
Дина	38,89	36,94	37,92	15,42	15,93	15,68
Золо тистая	38,78	36,91	37,85	15,22	16,07	15,65
Среднее по ва риантам	38,74	36,95	-	15,59	16,12	-
НСР 05	1,39			F ф < F 05

Отмечается некоторое превосходство сорта Дина над другими образцами по содержанию белка в семенах – выше на 0,07– 0,14 %, сорт Эльдорадо по содержанию жира имел преимущество на 0,57– 0,60 %.

Выводы. В результате многолетнего изучения трёх сортов сои селекции СибНИИСХ в контрастных погодных условиях южной лесостепи Западной Сибири при сохранении оптимального уровня влагообеспечения почвы на фоне пониженного содержания азота и присутствия только аборигенных штаммов азотфикси-рующих бактерий выявлено, что при применении ризоторфина сорта активизировали симбиотрофное питание, что в частности проявилось в лучшем развитии симбиотического аппарата – масса и количество клубеньков на корнях растений сои увеличились более чем в 2,5 раза, а белковость ее семян с 36,95 до 38,74 %, или на 1,79 %. Предпосевная инокуляция семян не оказала положительного эффекта на сохранность растений, урожайность семян и содержание в них жира.