Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста на продуктивность сои в условиях Кузнецкой лесостепи

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста на продуктивность сои в условиях Кузнецкой лесостепи"

На правах рукописи

ТРОФИМОВА Татьяна Федоровна

ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ И СТИМУЛЯТОРОВ РОСТА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СОИ В УСЛОВИЯХ КУЗНЕЦКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

06.01.01 - общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Новосибирск - 2012

Диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт» на кафедре земледелия и растениеводства в 2007-2009 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

Заостровных Валентина Ивановна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, старший

научный сотрудник Сапрыкин Валентин Сергеевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Медведева Зинаида Михайловна

Ведущее учреждение: Алтайский НИИ сельского хозяйства

Защита состоится «27» апреля 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.048.02 при Новосибирском государственном аграрном университете по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160; тел./факс (383) 267-05-10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «26»марта 2012 г.

Ученый секретарь /:.

диссертационного совета г ' - Широких П.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В целях осуществления государственной концепции здорового питания Российский соевый союз разработал программу создания отечественной индустрии соевого белка и строительство 18 заводов с использованием сырья соевых бобов российского производства. Для промышленной переработки уже в ближайшее время потребуется более 1 млн т сои на пищевые цели.

Большой интерес к производству сои вызван тем, что ни одна культура за вегетационный период не дает такого высокого выхода белка и масла с единицы площади. Соя является продовольственной, технической и кормовой культурой. В зерне сои сибирского экотипа содержится от 34 до 42 % высокоценного по аминокислотному составу белка, от 28 до 32 % углеводов и 18-22 % жиров. Белки сои по химическому составу близки к белкам животного происхождения, а по переваримости — к казеину молока (Кашеваров и др., 1999). Как базовая культура, соя обладает мощным адаптивным потенциалом, за счет способности к симбиотической азотфиксации. Уже много лет регулирование азот-фиксирующих процессов в посевах бобовых, включая сою, осуществляется с помощью бактериальных препаратов (Шотт, 2007). Бактеризация семян в настоящее время представляется как один из важнейших элементов технологии возделывания сои.

Урожайность сои в условиях Кузнецкой лесостепи остается невысокой (6-10 ц/га), в связи с отсутствием в почве симбиотических азотфиксирующих бактерий и недостаточно разработанной технологией возделывания культуры. Увеличение валового сбора ее может быть достигнуто за счет усовершенствования технологии возделывания, как свидетельствуют опыты на Алтае (Вася-кин, 2002). В этой связи возрастает значение бактериальных препаратов, а так же возможность использование стимуляторов роста. Поэтому разработка и совершенствование приемов выращивания сои являются весьма своевременными и актуальными и способствуют решению проблемы увеличения производства растительного белка в регионе.

Цель исследований — изучить возможность повышения продуктивности сои путем использования бактериальных препаратов и стимуляторов роста.

Задачи исследований:

1. Изучить влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста на фотосинтетическую и симбиотическую деятельность посевов сои.

2. Определить влияние обработки семян сои бактериальными препаратами и стимуляторами роста на рост, развитие, продуктивность и качество зерна сои.

3. Провести сравнительный анализ эффективности применения бактериальных препаратов и стимуляторов роста против грибковых и бактериальных болезней сои.

4. Дать экономическую и биоэнергетическую оценку приемам бактеризации семян сои и обработки их стимуляторами роста.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста на фотосинтетическую и симбиотическую деятельность посевов сои.

2. Формирование урожайности и качество зерна сои при использовании бактериальных препаратов и стимуляторов роста.

3. Показатели биоэнергетической эффективности технологии возделывания сои с применением ризоторфина, обеспечивающей рентабельное производство зерна культуры в условиях Кузнецкой лесостепи.

Научная новизна. В условиях Кузнецкой лесостепи впервые проведена комплексная сравнительная оценка бактериальных препаратов и стимуляторов роста при возделывании сои. Определены эффективные бактериальные препараты, оказывающие позитивное воздействие на азотфиксирующий потенциал, фотосинтетическую активность, фитосанитарное состояние посевов сои и продуктивность культуры. Сельскохозяйственному производству в качестве элемента рентабельной технологии возделывания сои предложены препараты, повышающие урожайность культуры до 30 % и увеличивающие сбор белка с 1 га на 7.8 %.

Практическая значимость и реализация результатов. Результаты исследований позволяют ввести в технологию рентабельного производства зерна сои применение ризоторфина, обеспечивающего дополнительные сборы зерна до 30 %. Этот бактериальный препарат наряду со стимулятором роста альбитом достоверно улучшает фитосанитарное состояние посевов в отношении грибковых и бактериальных болезней.

В производственных испытаниях, выполненных в КФХ «Печерина C.B.» Ленинск - Кузнецкого района Кемеровской области на площади 500 га, получен урожай зерна сои при обработке семян ризоторфином 1,5 т/га, рентабельность производства продукции увеличилась на 81 % по сравнению с контролем.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на заседаниях кафедры земледелия и растениеводства ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт», а также на VI Международной научно-практической конференции «Наука и инновации агропромышленного комплекса» (Кемерово, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в отраслевую науку с учетом современных тенденций развития АПК» (Москва, 2009); Международной научно-практической конференции «Современные проблемы экологии и природопользования: теоретические и практические аспекты» (Кемерово, 2009). Результаты исследований внедрены в хозяйстве КФХ «Печерина C.B.» Ленинск-Кузнецкого района Кемеровской области.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, предложений производству. Работа изложена на 133 страницах, содержит 27 таблиц, 3 рисунка и 14 приложений. Список литературы включает 173 источника, в том числе 23 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Объекты, условия и методы проведения исследований

Полевые исследования проведены в 2007-2009 гг. на опытном поле Кемеровского НИИ сельского хозяйства, которое расположено в лесостепной зоне Кузнецкой котловины. Почва опытного участка— чернозем выщелоченный средне гумусный среднемощный тяжелосуглинистый, по степени кислотности — близкая к нейтральным (рНсол 5,9-6,2), содержание гумуса — 8.7-8,8 %. обменного калия и подвижного фосфора (по Чирикову) — 125-139 и 97-105 мг/кг почвы соответственно, N-N0^-9 - 11 мг/кг почвы.

Погодные условия вегетационных периодов по годам исследований значительно отличались друг от друга и от среднемноголетних. Вегетационный период 2007 г. был влажный, ГТК составил 1,53. За период вегетации выпало 337 мм осадков, сумма активных температур составила 1985,7 °С, что на 206,3 °С выше среднемноголетней нормы; 2008 г. характеризовался равномерным распределением тепла и влаги, незначительное превышение среднемноголетней нормы осадков наблюдалось в июне и августе. Гидротермический коэффициент равнялся 1,28. Сумма активных температур за вегетационный период составила 2200,8 °С, что на 421,4 С выше среднего многолетнего показателя. Вегетационный период 2009 г. начинался в условиях повышенной влажности, сумма осадков в мае, июне в 1,5-2 раза превышала среднемноголетнюю норму, ГТК равнялся 1,76. За период вегетации выпало 400 мм осадков, что выше среднего многолетнего показателя на 114 мм. Сумма активных температур за вегетацию составила 2002,8 С.

Исследования проводились в полевом зернопаровом четырехпольном севообороте, предшествующая культура — яровая пшеница. Обработка почвы включала осеннюю плоскорезную обработку КПЭ-3,8 на глубину 14-16 см, ранневесеннее боронование БИГ-ЗА (4-6 см), предпосевную культивацию КПС-4.

Посев сои проводили в разные сроки. В 2007 г. к посеву приступили 28 мая, в 2008 г. — 25 мая, в 2009 г. — 29 мая; норма высева составила 600 тыс. всхожих семян на 1 га. Посев проведен вручную, способ посева — широкорядный с шириной междурядий 45 см.

Объектами изучения являлись соя сорта СибНИИК-315, бактериальные препараты и стимуляторы роста. Схема опыта включала следующие варианты: 1 — контроль (вода); 2 — ризоторфин (400 г на гектарную норму семян); 3 — азотобактерин (25 мл/т семян); 4 — фосфобактерин (25 мл/т семян); 5 — силк (100 мл/т семян); 6— агропон-С (15 мл/т семян); 7—альбит (35 мл/т семян); 8 — ПМУК (12 мг/т семян); 9 — ДВ-47-4 (30 мл/т семян). Общая площадь делянки 15 м2 , учетная — 10 м2. Повторность— четырехкратная, расположение делянок — рендомизированное. Обработку семян сои бактериальными препаратами и стимуляторами роста проводили в день посева.

Опыты закладывали в соответствии с рекомендациями «Методики проведения полевых исследований» (Доспехов, 1985). В ходе вегетации отмечали наступление фаз развития растений культуры на двух несмежных повторениях согласно методике ГСИ (1985). Показатели фотосинтетической деятельности

посевов сои рассчитывали по методике А.А. Ничипоровича (1955), симбиотиче-ской — по Г.С. Посыпанову (1991). Развитие болезней учитывали на семядолях на 4-5-й день после появления всходов, на тройчатых листьях — в период налива бобов (Корсаков, Овчинникова. Мизева, 1979). Совместно с группой иммунитета и защиты растений ГНУ Сибирского научно-исследовательского института кормов СО РАСХН (г. Новосибирск) был проведен микологический анализ семян, в работе были использованы методы (Билай, 1973, 1977; Хохряков, 2003). Лабораторные исследования почвы и семян растений проводились в аккредитованном испытательном центре агрохимической службы «Кемеровский» по методам, включенным в перечни нормативных документов для станций и центров агрохимслужбы. Содержание сырого протеина в абсолютно сухом веществе определяли по методу Кьельдаля (ГОСТ 10846-91), жира — в аппарате Сокслета (ГОСТ 29033-91). При анализе снопового материала учитывали следующие элементы структуры урожая: число растений сохранившихся к уборке на единице площади, число бобов и число семян на одном растении, массу семян с одного растения, массу 1000 семян (Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1985). Энергетическую оценку изучаемых препаратов определяли по методу Г.С. Посыпанова, В.Е. Долгодво-рова (1995). Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по методике Б.А. Доспехова (1985), а также с использованием пакета статистических программ SNEDEKOR (Сорокин, 2010).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1. Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста на рост и развитие растений сои

В среднем за 2007-2009 гг. предпосевная обработка семян сои бактериальными препаратами и стимуляторами роста способствовала некоторому повышению полевой всхожести. Степень влияния была различна в зависимости от применяемого препарата. Из бактериальных препаратов во все годы исследований наибольший эффект получен при обработке семян ризоторфином. При этом полевая всхожесть семян составляла 54,5 шт./м", или 90,8 % к количеству высеянных семян, тогда как на контроле эти показатели равнялись соответственно 51,8 шт./м2 и 86,3 %. Посев семенами, обработанными азотобактерином и фос-фобактерином, не оказывал достоверного влияния на их полевую всхожесть, которая варьировала в опыте от 86,0 до 87,3 %. Из стимуляторов роста увеличение полевой всхожести отмечено лишь на варианте с обработкой семян силком (91,3%) и агропоном-С (90,8%). Действие других стимуляторов роста на данный показатель было менее выраженным, полевая всхожесть отмечена на уровне контрольного варианта.

В условиях нашего опыта изучали продолжительность межфазных периодов и в целом вегетационного периода растений сои в зависимости от использования бактериальных препаратов и стимуляторов роста. Доминирующее влияние на продолжительность межфазных периодов растений сои оказывала сумма среднесуточных температур воздуха (г = 0.64 ±010).

В среднем за 2007-2009 гг. продолжительность вегетационного периода растений сои на контроле составила 104 дня, при обработке семян стимуляторами роста — от 102 до 105 дней. Вегетационный период на вариантах с инокуляцией семян ризоторфином и азотобактерином длился 108 дней.

2. Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста на фотосинтетическую и симбиотическую деятельность посевов сои

В наших исследованиях площадь листьев достигала максимального значения в фазу начала налива семян и изменялась по вариантам опыта от 25,2 до 33,0 тыс. м"/га. Наибольшая площадь листьев отмечалась при обработке семян ризоторфином (33,0 тыс. м2/га), азотобактерином (31,9 тыс. м2/га) и фосфобакте-рином (30,5 тыс. м:/га), превышение над контролем составило 25,6; 19,5 и 14,2 % соответственно. Несколько меньшие показатели площади листьев были на вариантах с обработкой семян агропоном-С (30,4 тыс. м2/га), ДВ-47-4 (29,4 тыс. м"/га) и альбитом (28,4 тыс. м2/га). На контроле данный показатель составил 26,7 тыс. м7га. При обработке семян силком и ПМУК показатели площади листьев были на уровне контроля или даже ниже — 27,0 и 25,2 тыс. м2/га соответственно (табл. 1).

Для получения более высоких урожаев важно не только достичь большой листовой поверхности, но и максимально увеличить продолжительность ее функционирования. Фотосинтетический потенциал может быть определен за любой период времени, например за декадные, межфазные периоды или в целом за вегетационный период.

Таблица 1 — Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста

на показатели фотосинтетической деятельности посевов __сои (среднее за 2007-2009 гг.)____

Вариант опыта Максимальная площадь листьев, тыс. м~/га ФСП за вегетацию, тыс.м". дней /га Максимальная масса сухого вещества, кг/га ЧПФ за вегетацию, г/м" ■ сутки

Контроль 26,7 1557,8 3885 4,2

Ризоторфин 33,0 1768.4 4267 3.9

Азотобактерин 31.9 1707.7 4280 3.8

Фосфобактерин 30.5 1723.3 4416 4,0

Силк 27,0 1517,7 3927 4.2

Агропон-С 30.4 1709.1 4231 4.0

Альбит 28,4 1595,5 4095 4.2

ПМУК 25.2 1496,6 3747 4.2

ДВ-47-4 29.4 1737.2 4173 3.8

нср„, 2.9 147.8 285.4 0.3

Примечание. ФСП — фотосинтетический потенциал, ЧПФ — чистая продуктивностьфото-синтеза.

В наших исследованиях ФСП посевов сои изменялся синхронно площади листовой поверхности и наибольшей величины достигал в межфазный период начало налива - полный налив семян, а затем, вследствие уменьшения плоша-

ди листовой поверхности, ФСП снижался. За весь период вегетации обработка семян сои бактериальными препаратами ризоторфином, азотобактерином и фосфобактерином достоверно увеличивала ФСП с самых ранних периодов роста и развития растений, за вегетацию он составил 1768,4; 1707,7 и 1723,3 тыс. м: ■ дни/га соответственно. Из стимуляторов роста так же наиболее активно повышали работу ФСП агропон-С (1709,1 тыс. м" ■ дни/га) и ДВ-47-4 (1737,2 тыс. м: • дни/га). Увеличение фотосинтетического потенциала посевов сои в данных вариантах опыта объясняется большей площадью листьев и продолжительностью фазы роста и развития растений. Наименьшее значение ФСП отмечено при обработке семян силком — 1517,7 тыс. м" ■ дни/га и ПМУК — 1496,6 тыс. м" ■ дни/га. На контроле ФСП составил 1557,8 тыс. м~ • дни/га.

Выявлена тесная корреляционная связь между показателем фотосинтетического потенциала и массой активных клубеньков за вегетацию. Эта зависимость описывается уравнениями регрессии в вариантах применения: ризоторфина: у = 7,7222х - 11277, г = 0,87 ± 0,043; азотобактерина: у = 7,4728х - 9326,9, г = 0,85 ± 0,042; фосфобактерина: у = 6,7708х - 9389, г = 0,61 ± 0,049; силка: у = 4,7308х - 5054,2, г = 0,37 ± 0,049; агропона-С: у = 5,7172х - 6456,4, г = 0,67 ± 0,029; альбита: у = 4,5065х - 4226,4, г = 0,39 ± 0,050; ПМУК: у = 1,9419х + 278,22, г = 0,29 ± 0,045; ДВ-47-4: у = 6,0059х - 7447,9, г = 0,59 ± 0,036.

Улучшение условий работы фотосинтетического аппарата у растений сои при обработке семян бактериальными препаратами и стимуляторами роста аг-ропоном-С и ДВ^47^4- способствовало увеличению накопления массы сухого вещества от 7,4 до 16,7 % по сравнению с контролем. Установлена тесная связь массы сухого вещества с фотосинтетическим потенциалом и активным симбио-тическим потенциалом. Коэффициенты корреляции между показателями массы сухого вещества и ФСП при применении бактериальных препаратов изменялись от 0,75 ±0,14 до 0,85 ±0,24, при обработке стимуляторами роста тесная связь отмечена на вариантах с применением агропона-С и ДВ-47-4 (г = 0,78 ± 0,12 и 0,74 ± 0,21). Взаимосвязь между массой сухого вещества и активным снмбиотическим потенциалом высокая при применении бактериальных препаратов (г = 0,71 ± 0,26...0,89 ±0,23), а из стимуляторов роста — агропона-С (г = 0,77 ± 0,17) и ДВ-47-4 (г= 0,69 ± 0,23). Это, видимо, связано с тем, что фиксируемый азот расходовался в основном на увеличение биомассы растений.

Фактическую работу листьев по накоплению биомассы за определенные промежутки времени наиболее полно отражает показатель чистой продуктивности фотосинтеза. Чистая продуктивность фотосинтеза изменялась в течение периода вегетации от 2,4 до 5,3 г/м2 • сутки. Максимальной величины она достигала в начальный период роста и развития, когда ряды не сомкнуты и растения хорошо освещены, по мере нарастания листовой поверхности ЧПФ снижалась. и в фазу полного налива семян она была ниже, чем в начале вегетации. За вегетацию величина ЧПФ на контроле составила 4,2 г/м: • сутки, на вариантах с применением бактериальных препаратов —3,8^,0 г/м" ■ сутки, при использова-

нии стимуляторов роста — 3.8-4,2 г/м: ■ сутки. Вместе с тем следует отметить, что снижение ЧПФ на вариантах с использованием бактериальных препаратов и стимуляторов роста происходило не пропорционально увеличению фотосинтетической мощности. Поэтому в вариантах опыта, где наибольшая ассимилирующая поверхность листьев, мощность ФСП посевов, и формировалась наибольшая продуктивность сои.

2.1. Формирование сиибиотического аппарата сои Во всех вариантах опыта наибольшие число и масса клубеньков формировались в фазу начала налива семян, так как в данный период соя потребляет максимальное количество азота. Использование ризоторфина и азотобактерина способствовало лучшему развитию симбиотического аппарата сои: количество клубеньков увеличивалось на 34,8 и 39,7 %, их масса— на 52,6 и 41,8 % по сравнению с контролем. В остальных вариантах опыта численность клубеньков незначительно отличалась от контроля, но их масса существенно увеличивалась (15,6-29,7 %), за исключением вариантов с ПУМК и силком (табл. 2).

Таблица 2 — Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста

на основные показатели симбиотической деятельности _ посевов сои (среднее за 2007-2009 гг.)_

Вариант Максимальное количество тебеньков, шт./раст. Максимальная масса клубеньков. кг/га ОСП, кг • дней/га за вегетацию АСП, кг ' дней/га за вегетацию

опыта сырых в том числе активных

Контроль 18.1 185.4 108,6 6301 3865

Ризоторфин 24.4 263.0 130,4 8943 5112

Азотобактерин 25,3 283,7 135,0 9382 5563

Фосфобактерин 21.9 214.4 114,7 7631 4048

Силк 19.2 207,3 97,4 6758 3751

Агропон-С 22,4 240,7 122,6 7991 4632

Альбит 21,1 227,1 110.7 6349 4074

ПМУК 16,5 179,3 87,4 5517 3346

ДВ-47-4 21,8 235,8 118,0 7699 4747

НСР,„ 2,0 22,9 9,4 700,4 401.8

В зависимости от массы клубеньков и продолжительности их работы был сформирован общий и активный симбиотический потенциал. При использовании ризоторфина и азотобактерина общий симбиотический потенциал (ОСП) и активный симбиотический потенциал (АСП) по периодам роста и развития сои. начиная с фазы ветвления, были выше по сравнению с контролем и другими используемыми препаратами. В целом за вегетацию показатель ОСП возрастал в данных вариантах на 41,9 и 48,9 %, активный симбиотический потенциал — на 32,3 и 44,0 % относительно контроля. Также достоверное увеличение показателей ОСП и АСП отмечено при применении агропона-С и ДВ-47-4. Минимальные показатели ОСП и АСП формировались с использованием альбита, силка и ПМУК.

3. Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста на распространенность и развитие болезней сои В результате микологического анализа семян сои сорта СибНИК-315 совместно с группой иммунитета СибНИИ кормов были обнаружены вредоносные болезни следующих родов: Fusariiim — 10 %, Alteniaria - 80 %, Pénicillium — 40 %, Pxthium — 30 %, a также обнаружен возбудитель бактериоза с распространенностью 40 %.

На всходах сои определено два вида заболеваний грибного и бактериального происхождения — фузариоз и бактериоз семядолей. За период исследований распространенность фузариоза и бактериоза на контроле составила 19,4 и 24,4 % соответственно (см. рисунок).

Наиболее эффективно подавляли распространенность болезни на посевах препараты альбит (от 12,0 до 16,0%), ризоторфин (от 15,5 до 16,6 %), силк (от 15,6 до 18,1 %) и азотобактерин (14,8-19,6 %). По всем остальным вариантам опыта распространенность данного заболевания незначительно отличалась от контрольного варианта.

ДВ-47-4 ^^¡^-1

ПМУК ^-1

Альбит 1

Афопон-С ^—1

Силк

Фосфобвктерин

Азотобактерин Ризоторфин

Контроль ^-1

I I I I I-1-1

О 5 10 15 20 25 30 Распространенность,%

Распространенность фузариоза и бактериоза на всходах сои в зависимости от использования бактериальных препаратов и стимуляторов роста (среднее за 2007-2009 гг.):

■ — бактериоз, □ — фузариоз

На тройчатых листьях сои были обнаружены следующие виды грибных болезней: аскохитоз (Ascochyta phaseolorutn Sacc.), септориоз (Septoria glycines Hemmi.), пероноспороз (Peronospora manschurica Naum).

Из испытанных стимуляторов роста альбит наиболее эффективно снижал пораженность растений: распространенность аскохитоза снизилась до 19,0%, септориоза — до 28,9, пероноспороза — до 27,3 %, степень развития болезни — до 8,5; 12,0 и 13,5 % соответственно. Кроме альбита, значительно снизил распространенность и развитие грибных болезней препарат агропон-С (табл. 3).

Таблица 3 — Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста

на пораженность сои грибными болезнями (среднее за 2007-2009 гг.)

Вариант Аскохитоз Септориоз Пероноспороз

опыта Р. % R. % Р, % R. % р. % R, %

Контроль 39.5 18,7 51.6 25.2 47.2 24,4

Ризоторфин 14,9 7,5 36,1 16.9 28.2 14.8

Азотобактерин 25.6 14.0 30,1 15.3 36.8 18.8

Фосфобактерин 18.6 10.7 42,4 21.8 40.8 20.7

Силк 13,5 6.3 32,4 15.2 38,4 19.1

Агропон-С 14.7 7.8 35.6 14.5 36.5 19.6

Альбит 19.0 8.5 28.9 12.0 27,3 13.5

ПМУК 42,8 20.4 50,3 25,7 45.0 21,6

ДВ-47-4 18.1 8,7 40.0 19.2 32,2 17.1

НСР„, 2.2 1.1 3,6 1.7 3.5 1.7

Примечание. Р - распространенность болезни: R - развитие.

Слабый фунгицидный эффект отмечен при применении ПМУК. Использование бактериальных препаратов также было достаточно эффективным: данные препараты снижали распространенность аскохитоза на 24,6-13,9%, септориоза — на 21,5-9,2, пероноспороза — на 10,4-6,4 %.

4. Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста на элементы структуры урожая, урожайность и качество семян сои Достоверность влияния бактериальных препаратов и стимуляторов роста на элементы структуры урожая подтверждается однофакторным дисперсионным анализом. В среднем за 2007-2009 гг. сохранность растений к уборке при использовании бактериальных препаратов и стимуляторов роста варьировала от 44,1 до 46,6 шт./м2 и была на уровне контроля.

Наибольшее количество бобов сформировалось на растениях при обработке семян ризоторфином — 29,8 шт. и азотобактерином — 27,6 шт., что выше контрольного варианта на 9,1 и 6,9 шт. бобов. Обработка семян силком, аг-ропоном-С, альбитом и ДВ-47-4 способствовала увеличению числа бобов на растении на 9.7-29,0 % по сравнению с контролем. Минимальное количество бобов сформировалось в варианте с использованием стимулятора роста ПМУК — 20,3 шт., на контроле этот показатель составил 20,7 шт. (табл. 4).

Таблица 4 — Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста _на элементы структуры урожая (среднее за 2007-2009 гг.)_

Вариант опыта Сохранность растений к уборке, шт./м" Количество, шт. Масса, г

бобов с одного растения семян с одного растения семян с одного боба семян с одного растения 1000 семян

Контроль 44.9 20.7 33.7 1.6 3.7 139,8

Рмюторфим 46.4 29.8 46,0 1.5 5.0 144,6

Азотобактерин 46.2 27.6 42.9 1.6 4.6 143,6

Фосфобактерин 46.0 24.4 39,5 1,6 4.1 141,7

Снлк 44,8 22,7 35,8 1,6 4,1 139.0

Агропоп-С 46,5 26.7 41.8 1.5 4.7 142.5

Альбит 45.0 23.3 35.3 1.5 4.3 141.3

ПМУК 44.1 20,3 32.5 1.6 3.7 138.2

ДВ-47-4 46.6 24.7 40.2 1.6 4,3 140.8

HCPas 2.4 2.6 3.5 0.2 0.4 2,9

Такая же тенденция прослеживалась и в увеличении числа семян: при обработке их бактериальными препаратами этот показатель варьировал от 39,5 до 46,0 шт., стимуляторами роста - от 32,5 до 41,8 шт. На контроле число семян составило 33,7 шт. в расчете на одно растение. Меньшей вариабельностью характеризовалась масса семян с одного растения, которая варьировала от 3,7 до 5,0 г.

Следует отметить, что бактериальные препараты и стимуляторы роста не повлияли на количество семян в бобе (1,5-1,6 шт.), по показателю массы 1000 семян прослеживается некоторое увеличение её на вариантах с применением ризоторфина и азотобактерина. Таким образом, максимальное число бобов с хорошей озерненностью, наибольшая масса семян как с одного растения, так и 1000 шт. отмечались в вариантах с использованием бактериальных препаратов ризоторфина и азотобактерина.

Урожайность зерна является основным показателем оценки изучаемых препаратов для обработки семян сои. Анализ формирования урожайности семян сои при использовании бактериальных препаратов и стимуляторов роста показал, что его величина не стабильна по годам исследований. Урожайность была тем больше, чем благоприятнее были условия для симбиоза. Такими условиями характеризовался 2008 г.

В 2008 г. была получена высокая урожайность семян сои — от 18,2 до 26.6 ц/га. В менее благоприятном 2007 г. урожайность на контрольном варианте составила 17,4 ц/га, с применением бактериальных препаратов — от 18,5 до 23.5 ц/га, при использовании стимуляторов роста продуктивность была ниже и варьировала от 15,0 до 21,8 ц/га.

Самая низкая урожайность отмечена в 2009 г. Сильное негативное влияние на урожайность сои оказывало развитие болезней. Под воздействием этого фактора произошло снижение урожайности по сравнению с другими годами. Тем не менее, даже при этом, сильно пониженном уровне зерновой продуктивности сон удалось выявить характер влияния на нее используемых в опыте бактериальных препаратов и стимуляторов роста. На контрольном варианте в этом

году урожайность зерна составила 16,5 ц/га, при использовании бактериальных препаратов — от 18,2 до 19,8 ц/га, а в вариантах с применением стимуляторов роста — от 15,8 до 19,3 ц/га.

Таким образом, в среднем за 2007-2009 гг. наибольшая урожайность сои сформировалась в вариантах с использованием ризоторфина —■ 23,3 ц/га и азотобактерина — 21,3 ц/га. Прибавка к контролю в этих вариантах составила 5,5 и 3,5 ц/га, или увеличилась на 30,8 и 20,0 % соответственно. В варианте с использованием фосфобактерина урожайность зерна сои была несколько меньше, чем в вариантах с использованием ризоторфина и азотобактерина, и составила 18,9 ц/га, т.е. увеличилась по сравнению с контролем на 6,2 % (табл. 5).

С использованием стимуляторов роста наибольшая урожайность получена при обработке семян агропоном-С (20,9 ц/га) и ДВ-47-4 (20,1 ц/га), превышение над контролем составило 17,4 и 12,9 % соответственно. Наименьшая его величина отмечена в варианте с использованием препарата ПМУК — 16,3 ц/га.

Проявление устойчивости растений к грибным и бактериальным заболеваниям на варианте с применением альбита способствовало увеличению урожайности на 8,4 %. Малоэффективной оказалась обработка семян препаратом силк, в среднем по опыту урожайность составила 18,2 ц/га и приближалась к контролю (17,8 ц/га). Предпосевная обработка семян сои бактериальными препаратами и стимуляторами роста способствует улучшению симбиотической деятельности, а в итоге — и повышению ее зерновой продуктивности на 6,230,8 %.

Таблица 5 — Связь урожайности зерна сои с активным симбиотическим потенциалом (2007-2009 гг.)

Вариант опыта АСП, кг х дней/га Урожайность, ц/га

г ± Бг уравнение регрессии

Контроль 0,2073 + 0,16 у = 0,023х + 53,515 17,8

Ризоторфин 0,85 ± 0,23 у = 0.0159х +70.201 23.3

Азотобактерин 0,80 ±0,11 у = 0,0151х + 66,627 21,3

Фосфобактерин 0,39 + 0,18 у = 0,0117х + 130,99 18,9

Силк 0,21 +0,19 у = 0,0081 х + 118,78 18,2

Агропон-С 0,65 ± 0,15 у = 0,0108х + 121.16 20,9

Альбит 0,19 ±0,09 у = 0,0122х + 119,43 19,3

ПМУК -0,16 ±0.21 у = -0.0226Х + 80,806 16,3

ДВ-47-4 0,59 ± 0,25 у = 0,0118х + 121,65 20,1

Примечание. Выделены коэффициенты, достоверные на 5 %-м уровне значимости.

В ходе исследований нами установлена тесная связь урожайности семян сои с активным симбиотическим потенциалом. В табл. 5 представлены соответствующие коэффициенты корреляции и уравнения регрессии. Наибольшая зависимость урожайности семян сои от активного симбиотического потенциала (АСП) отмечена при применении бактериальных препаратов ризоторфина и азотобактерина, их коэффициенты корреляции г = 0,85 ± 0,23 и г = 0,80 ± 0,11 соответственно; среди стимуляторов роста— у агропона-С (г = 0,65 ±0,15) и ДВ-47-4 (г = 0,59 ± 0,25). Самый низкий коэффициент корреляции между этими показателями отмечен в варианте с использованием ПМУК (г = -0,16 ± 0,21). Из уравнений регрессии, описывающих взаимосвязь этих показателей, следует,

что при увеличении активного симбиотического потенциала на 1 тыс. кг ■ сут./га урожайность увеличится при обработке семян ризоторфином и азотобактерином на 5,5 и 3,5 ц/га. С использованием стимуляторов роста ДВ-47-4 и агропона-С урожайность увеличится на 2,3 и 3,1 ц/га соответственно.

Поскольку соя является одной из основных белково-масличных культур, важно было определить, как изучаемые препараты влияли на содержание жира и белка в семенах сои.

Результаты наших исследований не выявили существенного влияния используемых в опыте бактериальных препаратов и стимуляторов роста на содержание жира и белка в семенах сои, которое незначительно менялось по годам, и не зависело от изучаемых препаратов, однако сбор белка возрастает на 7,8% под влиянием агропона-С (табл. 6).

Таблица 6 — Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста _на содержание жира и белка в семенах сои_

Вариант Содержание жира % Содержание белка, %

опыта 2007 2008 2009 2007 2008 2009

Контроль 18.0 19,5 19.1 36,8 37,2 37,1

Рнзоторфин 18.7 20,1 19.6 37,3 39,3 38.7

Азотобактерин 19.3 20,4 18,8 37,1 38,0 36.9

Фосфобактернн 17,8 18,8 18,3 37.6 37.6 38.6

Снлк 18,3 20,0 19,2 38,1 39,0 38,1

Агропон-С 19,5 21,8 20,0 39,3 40,4 40,0

Альбит 19,1 20,5 21,0 36.8 37,6 39,4

ПМУК 17.2 18.9 18.3 37,0 36,9 38.7

ДВ-47-4 18,0 20,1 20,1 39,3 38.5 39.2

НСР„, 1,8 1,9 1,8 2,5 2,9 2,9

5. Биоэнергетическая эффективность применения бактериальных препаратов и стимуляторов роста в посевах сои

Степень окупаемости затрат определяли по энергетическому доходу в ГДж/га и энергетическому коэффициенту, определяемому как отношение вновь произведенной энергии к затраченной. В условиях нашего опыта применение препаратов повышает энергозатраты на возделывание сои на 1,4 %, но за счет повышения урожайности приращение валовой энергии увеличивается (табл. 7).

Таблица 7 — Биоэнергетическая эффективность применения бакте-

Вариант опыта Урожайность, и/га Затраты совокупной и техногенной энергии. ГДж/га Накопление энергии основной продукцией, ГДж/га Приращение валовой энергии, ГДж/га Коэффициент энергетической эффективности

Контроль 17,8 17.52 33.4 15,9 1,9

Рнзоторфин 23.3 17,77 43,9 26,1 2,5

Азотобактерин 21,3 17,77 40,9 23,1 2,3

Фосфобактернн 18,9 17,77 35,6 17,8 2,0

Снлк 18,2 17,77 35,4 17,7 2.0

Агропон-С 20,9 17,77 41,2 23,4 2,3

Альбит 19.3 17,77 36,3 18,5 2.0

ПМУК 16,3 17,77 31,3 13,5 1.8

ДВ-47-4 20,1 17,77 38.4 20,6 2.2

Максимальные показатели производства энергии, ее приращения и энергетического коэффициента обеспечивает применение ризоторфи-на (соответственно 43,9 и 26,1 ГДж/га и 2,5). По сравнению с ризоторфином немного меньшие значения биоэнергетических показателей отмечены в вариантах опыта с применением азотобактерина и агропона-С, коэффициент энергетической эффективности составил 2,3 (см. табл. 7).

Самый низкий коэффициент энергетической эффективности отмечен на варианте с использованием стимулятора роста ПМУК — 1,8. На контроле этот показатель составил 1,9, на вариантах с обработкой семян сои фосфобактери-ном, силком и альбитом коэффициент энергетической эффективности был близок к контролю и составил 2,0.

ВЫВОДЫ

1..В условиях Кузнецкой лесостепи соя является новой культурой, что обуславливает необходимость уточнения и дополнения технологических приемов ее возделывания, прежде всего, повышающих азотфиксирующий потенциал посевов.

2. Предпосевная обработка семян сои агропоном - С. силком и ризоторфином способствовала достоверному увеличению полевой всхожести на 4,5 -5,0 %. С использованием препаратов (ДВ-47-4, агропон - С, азотобактерин и ризоторфин) увеличивалась высота растений на 3,9 - 6,0 см.

3. Изученные препараты (ризоторфин, азотобактерин, фосфобактерин, аг-ропон-С и ДВ-47-4) существенно активизируют фотосинтетическую деятельность посевов сои. Позитивное их влияние на площадь листьев проявляется на протяжении всего вегетационного периода, но более выражено в фазу начала налива семян, когда при величинах 29,4-33,0 тыс. м"/га преимущество перед контролем составило 10,1-23,6%. Фотосинтетический потенциал посевов за вегетацию увеличивается на 15,4-18,5 %.

4. Экспериментально доказана достоверная связь параметров накопления сухого вещества сои с симбиотическим потенциалом посевов (г = 0,69 ± 0,23...0,89 ± 0,13), что свидетельствует о существенном вкладе биологического азота в продукционный процесс бобовой культуры.

5. Установлена возможность управления эффективностью работы азот-фиксирующей системы сои с помощью бактериальных препаратов. Наибольшее влияние на параметры симбиотического аппарата оказывают ризоторфин и азотобактерин, увеличивая количество клубеньков в течении вегетации на 34,839,7 %, массу активных клубеньков на 20,1-24,3 %, показатель активного симбиотического потенциала возрастал по отношению к контролю на 32,3^4,0 %.

6. Обработка семян бактериальными препаратами и стимуляторами роста благоприятно отражается на фитосанитарном состоянии посевов сои. Наименьшая распространенность фузариоза в фазу всходов наблюдалась при обработке семян альбитом (12,6%), бактериоза — ризоторфином (16,6%) и альбитом (16,0). И на протяжении всего периода вегетации эти два препарата способствовали повышению (миколитической) устойчивости растений к аскохитозу, сеп-ториозу и переноспорозу.

7. Изученные бактериальные препараты и стимуляторы роста (за исключением ПМУК) оказывают положительное влияние на рост, развитие и продуктивность сои. Возрастает число бобов (на 10^3,9 %) и семян (на 10,8-35,1 %), а так же масса семян с растения (на 5,0-36,5 %). Инокулированные растения характеризуются большей семенной продуктивностью, что обеспечивает увеличение урожайности зерна над контролем от 8,4 до 30,4 %. Наибольшую урожайность сои обеспечила обработка семян ризоторфином (23,3 ц/га), азотобактерином (21.3 ц/га), агропоном-С (20.9 ц/га), ДВ-47-4 (20.1 ц/га) и альбитом (19,3 ц/га).

8. Качество зерна сои практически не изменяется в связи с применением бактериальных препаратов и стимуляторов роста, однако сбор белка возрастает на 7.8 под влиянием стимулятора роста агропона-С.

9. По комплексу положительных признаков наиболее эффективный бо-бово-ризобиальный симбиоз формируется при обработке семян сои ризоторфином. Уровень рентабельности этого приема составляет 81 %, прибыль от продаж — 6192 рубля с 1 га, причем высокая экономическая эффективность применения ризоторфина подтверждается наибольшим энергетическим коэффициентом.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. С целью повышения продуктивности сои в условиях Кузнецкой лесостепи рекомендуем проводить предпосевную обработку семян бактериальным препаратом ризоторфин (400 г на гектарную норму семян). При использовании ризоторфина в рекомендуемой дозе обеспечивается максимальная дополнительная прибавка от продаж — 3711 руб. с 1 га и уровень рентабельности 81.1%.

2. Для подавления комплекса возбудителей грибных и бактериальных болезней сои рекомендуем обрабатывать семена перед посевом стимулятором роста альбит (35 мл/т семян).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Влияние углеводсодержащих биополимеров из морских водорослей на устойчивость сои к заболеваниям / В.И. Заостровных, Т.Ф. Трофимова, Н.М. Шевченко [и др.]. // Защита и карантин растений. —2009. —№ 12. — С. 24.

2. Заостровных, В.И. Фитосанитарные технологии возделывания сои / В.И.Заостровных, Т.А.Манакова, Т.Ф.Трофимова // Системно-экологическая оптимизация фитосанитарных технологий: сб. науч. трудов, посвящ. 25-летию первой в Сибири науч. школы по защите растений / под. ред. В. А. Чулкиной. — Новосибирск, 2009. — С. 135-137.

3. Заостровных, В.И. К вопросу о возделывании и использовании культуры сои в условиях лесостепи Кемеровской области / В.И. Заостровных, Т.Ф. Снмкина (Трофимова), М.С. Ракина // Современные проблемы экологии и природопользования: теоретические и практические аспекты: материалы Меж-дунар. науч.-практ. конф. (Кемерово, 19 ноября 2009 г.) / Кемеровское регион.

отд-ние Рос. экол. акад. / отв. ред. C.B. Березнев, В.Г. Михайлов; Кузбас. гос. техн. ун-т. — Кемерово, 2009. — С. 109-114.

4. Новые биологические активные препараты / В.В. Логачев, М.М. Анисимов, Е.В. Золотарева, О.В. Федотова, В.И. Заостровных, Т.Ф. Трофимова, А.П. Ващенко // Защита и карантин растений. — 2010. — № 6, —С. 36-37.

5. Продуктивность сои и ее устойчивость к заболеваниям под влиянием углеводсодержащих биополимеров из морских водорослей / В.И. Заостровных. Т.Ф. Трофимова, Н.М. Шевченко [и др.] // Достижения науки и техники в АПК. — 2010. — № 5. — С 40^2.

6. Трофимова, Т.Ф. Влияние бактериальных препаратов и стимуляторов роста на продуктивность сои // Ресурсосберегающие технологии в сельском хозяйстве Западной Сибири: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (г. Кемерово, 23-24 июля 2009 г.). — Кемерово, 2009. — С. 149-152.

7. Трофимова, Т.Ф. Влияние бактериальных удобрений и стимуляторов роста на развитие болезней сои // Тр. Всерос. совета молодых ученых и специалистов аграрных образовательных и научных учреждений. Т. 2: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. «Вклад молодых ученых в отраслевую науку с учетом современных тенденций развития АПК». — М.: Российская академия кадрового обеспечения АПК, 2009. — С. 89-102.

8. Устойчивость к болезням образцов сои из мирового генофонда ВИР в условиях северной лесостепи Западной Сибири / В.И. Заостровных. Т.А. Манакова. М.С. Ракина, Т.Ф. Трофимова // Наука и инновации агропромышленного комплекса: сб. материалов VI Междунар. науч.-практ. конф. (Кемерово, 16-19 окт. 2007 г.) / Кемеровский ГСХИ, Междунар. выставка-ярмарка «Агро-Сибирь». — Кемерово, 2007. — С. 82-84.

9. Изучение образцов коллекции зернобобовых культур из мирового генофонда ВИР и фитосанитарная оптимизация их посевов: отчет о НИР (проме-жуточ.) / Кемеровский ГСХИ: рук. В.И. Заостровных. исп. Т.Ф. Симкина (Трофимова), Т.А. Манакова, М.С. Ракина; № ГР 01200104940: Инв. № 02201051195. — Кемерово, 2010.

10. Трофимова, Т.Ф. Влияние микробиологических и ростостимули-рующих препаратов на фотосинтезирующие системы и продуктивность сои // Тенденции сельскохозяйственного производства в современной России: материалы X Междунар. науч.-практ. конф. (Кемерово, 18-21 октября 2011 г.). — Кемерово, 2011. — С. 118-122.

11. Трофимова Т.Ф. Симбиотическая деятельность посевов сои в условиях лесостепи Кемеровской области // Вестник КемГСХИ. — Кемерово, 2011. — С. 76-79.

Подписано в печать 18.03.2012 г. Формат 60x84 7|6. Объем 1 усл. п. л. Заказ № 448-12 Тираж 120 экз. ИИО Кемеровского ГСХИ ул. Марковцева. 5 тел. 66-00-14

' 1 о

2012094327

2012094327