CC BY
91
УДК 582.739:582.272.
ПРОДУКТИВНОСТЬ СОИ И ЕЕ УСТОЙЧИВОСТЬ К ЗАБОЛЕВАНИЯМ ПОД ВЛИЯНИЕМ УГЛЕВОДСОДЕРЖАЩИХ БИОПОЛИМЕРОВ ИЗ МОРСКИХ ВОДОРОСЛЕЙ
В.И. ЗАОСТРОВНЫХ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Т.Ф. СИМКИНА, ассистент Кемеровский ГСХИ
Н. М. ШЕВЧЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник
Е. Л. ЧАЙКИНА, младший научный сотрудник Т. Н. ЗВЯГИНЦЕВА, доктор химических наук, руководитель лаборатории
М. М. АНИСИМОВ, доктор биологических наук, руководитель лаборатории ТИБОХ ДВО РАН E-mail: t-trofi@yandex.ru
Резюме. Изучена продуктивность сои и ее устойчивость к заболеваниям под влиянием полисахаридов, выделенных из морских водорослей: ламинарана и фукоидана из Ь. оюГюгЫс1ев, полиманнуроновой кислоты и фукоидана из Г. evanescens, антивира и /5-О-глюкоолигосахаридов -продуктов ферментативной трансформации ламинарана. Наиболее эффективными препаратами, стимулирующими рост, продуктивность и устойчивость к заболеваниям сои, оказались /5-О-глюкоолигосахариды и фукои-даны, обработка семян растворами которых обеспечила увелечение урожайности на 3,1...3,9 ц/га.
Ключевые слова: продуктивность и болезни сои, бурые водоросли, углеводсодержащие биополимеры.
В условиях рыночных отношений особенно остро встает вопрос об освоении технологий, дающих при минимальных затратах экономически оправданный выход товарной продукции. В этой связи возникает необходимость разработки энергетически и экономически выгодных приемов повышения продуктивности культуры на основе использования биологически активных веществ (БАВ).
Известно, что полисахариды из высших растений оказывают влияние на рост различных растительных организмов [1, 2]. Действие таких веществ, извлеченных из морских водорослей, практически не изучено. При этом бурые водоросли морей Дальнего Востока - богатый и доступный источник ламинаранов, фукоиданов и растворимых альгиновых кислот [3, 4], которые обладают широким спектром медико-биологического действия.
Цель представленной работы - изучение влияния углеводсодержащих биополимеров из морских водорослей Ламинария цикориеподобная (Laminaria cichorioides Miyabe) и Фукус исчезающеий (Fucus evanescens С. Ag.), на рост, продуктивность и устойчивость к заболеваниям сои (Glycine max (L.) Merr).
Условия, материалы и методы. Полевые опыты и лабораторные исследования проведены в 2007-2009 гг на опытном поле Кемеровского НИИСХ. В эксперименте использовали сорт сои СибНИ-ИК-315, повторность 3-хкрат-ная, расположение делянок рендомизированное. Семена
сои перед посевом обрабатывали 0,12 %-ными растворами изучаемых препаратов. Норма высева 600 тыс. всхожих семян на 1 га, ширина междурядий 45 см. Гидротермический коэффициент в годы исследований колебался от 1,10 до 1,33. Опыты проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [7] и методике полевого опыта [8]. Наблюдения за ростом и развитием сои осуществляли согласно методике, предложенной отделом зернобобовых культур ВИР [9]. Подсчет полноты всходов и сохранности растений к уборке, структуру урожая определяли по методике [10], учет пораженнос-ти грибными заболеваниями - по методике ВИР [11].
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, среднемощный, рН 5,5...5,6, содержание гумуса 10,0. ..10,7 %, обменного калия - 60 мг/кг почвы, подвижного фосфора - 35.46 мг/кг почвы.
Результаты и обсуждение. Полисахариды бурых водорослей характеризуются большим разнообразием (табл. 1). Ламинаран, антивир и р-О-глюкоолигосахари-ды состоят из глюкозы и отличаются один от другого молекулярной массой и соотношением р-1,3- и р-1,6-свя-занных остатков глюкозы.
Молекулярная масса фукоидана из Ь. cichюriюiCes 40.80 кДа (против 15...60 кДа у фукоидана из Г. evanes-cens), а в моносахаридном составе преобладает фу-коза (81,2 %). Причем степень его сульфатирова-ния примерно в 1,5 раза выше, чем у фукоидана из Г. evanescens.
В полевых условиях рост и развитие растений сои до начала цветения происходили медленно. Этот период длился в среднем 30.32 дня, что составляет чуть меньше 1/3 от всего периода вегетации. Наиболее интенсивный рост растений отмечен с фазы массового цветения до начала налива, когда их высота достигала 75,0 см. За это время (18.20 дней), она увеличилась почти в 2 раза.
В вариантах с ламинараном, антивиром, р-й-глю-коолигосахаридами и фукоиданом Ь. CichюrЮiCes высота растений увеличивалась, по сравнению с контролем на 3.4 см.
Вегетационный период в контрольной группе составил 107 дней. При обработке семян ламинараном, антивиром, р-й-глюкоолигосахаридами и фукоиданом из Ь. cichюrЮiCes благодаря сокращению межфазных периодов его продолжительность уменьшилась на 7 дней. В вариантах с полиманнуроновой кислотой и фукоиданом из Г. evanescens вегетационный период длился 101.102 дня, что на 5.6 дней меньше, чем в контроле.
Распространенность бактериоза на всходах сои в
Таблица 1. Характеристика полисахаридов из бурых водорослей
Вещество, источник Мм, кДа SO4 % Моносахаридный состав, мольный, %
Man Fuc Gal Xyl Glc
Ламинаран 4.5 0 0 0 0 0 100
Антивир 6.8 0 0 0 0 0 100
p-D-глюкоолигосахарид 1.2 0 0 0 0 0 100
Фукоидан из L. cichorioides 40.80 28,0 4,1 81,2 9.4 2,3 1,7
Полиманнуроновая кислота* 50. .100 0 - - - - -
Фукоидан из F. evanescens 15.60 18,5 4,4 74,6 14,6 3,1 3,3
*- содержит моносахарид маннуроновую кислоту (ManU)
Таблица 2. Влияние (2008-2009 гг.)
контрольном варианте была значительной - 25,9 %. При использовании изучаемых веществ она колебалась от 10,2 до 15,2 %. Наименьшее поражение всходов отмечено после обработки семян антивиром и р-D- глюкоолигосахаридами в - 11,5 и 10,2 % соответственно. Распространенность фузариоза на всходах сои в контроле составила 15,2 %. Наилучшие показатели получены в вариантах с использованием P-D-глюкоолигосахаридов и поли-мануроновой кислоты, где по-раженность заболеванием варьировала от 7,9 до 9,3 %.
При этом из литературы известно, что выделенная из бурой водоросли фракция альгиновой кислоты, обогащенная маннуроновой кислотой, проявляла элиситорную активность при действии на листья пшеницы.
Распространенность аско-хитоза (Ascochyta phaseolorum Sacc), септориоза (Septoria glycines Hemmi), пероноспо-роза (Peronospora manschurica Naum) на листьях сои в контрольном варианте была равна - 15, 11 и 15 % соответственно. Наименьшее поражение этими заболеваниями отмечено в вариантах с обработкой семян P-D-глюкоолигосахаридами и фукоиданами из водорослей обоих видов.
Урожайность в контроле составила 20,4 ц/га (табл. 2). Наибольшая величина этого показателя отмечена в ва-
риантах с р-й-глюкоолигосахаридами и фукоиданами из водорослей обоих видов. Прибавка составила 3,1.. .3,9 ц/га и была сформирована благодаря увеличению числа бобов на 1 растении, крупности семян и уменьшению пора-жаемости болезнями.
полисахаридов на элементы структуры урожая сои
Вариант Густота стояния, шт./м2 Число бобов, шт./раст. Число зерен, шт./раст. Масса зерна, г/раст. Масса 1000 семян, г Урожай- ность, ц/га
Контроль 46,0 13,9 32,5 4,5 136,4 20,4
Ламиноран 47,3 14,9 33,2 4,7 140,4 22,1
Антивир Р-D- глюкооли- 46,5 15,0 33,8 4,6 135,8 21,4
госахариды Фукоидан из L. 57,5 17,8 37,1 5,1 138,0 24,3
cichorioides Полиманнуро- 48,2 17,7 34,8 4,9 140,5 23,5
новая кислота Фукоидан из 46,8 15,0 32,7 4,5 135,7 20,8
F. evanescens НСР05 48,2 17,3 36,3 5,0 143,5 24,2 1,76
Выводы. Таким образом, на основании проведенных исследований можно рекомендовать использование в практике выращивания сои предпосевную обработку семян Ь-й-глюкоолигосахаридами и фукоидами из водорослей Ь. аіаґіогіоіСев и Г. еуапеваепв, благодаря использованию которых ее урожайность повышается на 3,1.. .3,9 ц/га. Кроме того, в случае применения указанных препаратов продолжительность вегетационного периода сокращается на 3.4 дня, по сравнению с контролем.
Литература.
1. Елькина Е.А., Шубаков А.А., Оводов Ю.С. Влияние растительных полисахаридов на скорость прорастания семян Lycopersicon esculentum M. и Cucumis sativus L. // Химия раст. сырья. - 2002. - 2. - С. 105-109.
2. Елькина Е.А., Шубаков А.А., Оводов Ю.С. Влияние пектинов на рост злаковых культур. //Химия раст. сырья. - 2005.
- 4. - С.53-56.
3. Звягинцева Т.Н., Сова В.В., Бакунина И.Ю. и др. Морские организмы как источники биологически активных полисахаридов, полисахарид гидролаз с уникальной специфичностью и их ингибиторов. Химия в интересах устойчивого развития, 1998. - 6. - С. 417-426.
4. Zvyagintseva T.N., Shevchenko N.M., Nazarenko E.L. et al. Water-soluble polysaccharides of some brown algae of the Russian Far-East. Structure and biological action of water-soluble polyuronan. // J. Exp. Marine Biol. Ecol. - 2005. - 320. - 2.
- С.123-131.
5. Zvyagintseva T.N., Shevchenko N.M., Chizhov A.O. et al. Water-soluble polysaccharides of some far-eastern brown sea weeds. Distribution, structure, and their dependence on the developmental conditions. // J. Exp. Marine Biol. Ecol. - 2003. -294. - 1. - С. 1-13.
6. Анисимов М.М., Логачев В.В., Демина Е.А. и др. Структурно-функциональные свойства тритерпеноидов ряда лупана. 4. Влияние бетулина и его структурных аналогов на рост корня проростков Cucumis sativus (^curbitaceae). // Раст. ресурсы. - 2006. - 42. - 3. - С. 74-81.
7. Заостровных В.И., Дубовицкая Л.К. Вредные организмы сои и система фитосанитарной оптимизации ее посевов.
- Новосибирск, 2003. - 528 с.
8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов). - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
9. Корсаков Н.И., Адамов О.П., Буданова В.И. и др. Методические указания по коллекции зерновых и бобовых культур.
- Л.: ВИР, 1975. - 59 с.
10. Корсаков Н.И., Овчинникова А.М., Мизеева В.И. Методические указания по изучению устойчивости сои к грибным болезням. - Л.: ВИР. - 1979. - 46 с.
11. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. - М. - 1989. - 46 с.
UENCE OF CARBOHYDRATE CONTAINING BIOPOLYMERS FROM BROWN SEAWEED ON GROWTH,
EFFICIENCY AND STABILITY TO DISEASES V.I. Zaostrovnyh, T.F. Simkina, N.M. Shevchenko, E L. Chajkina, T.N. Zvyagintseva, M.M. Anisimov Summary. Influence of polysaccharides, isolated from brown seaweed: laminaran and fucoidan from L. cichorioides, polymannuronic acids and fucoidan from F. evanescens, antivir and в-D-glucooligosaccharides products of enzyme transformations of laminaran on growth, efficiency and stability to diseases Glycine max (L). Merr. was investigated. The most effective preparations stimulating growth, efficiency and stability to diseases of a soya, were в-D-glucooligosaccharides and fucoidanes.
Key words: efficiency and illnesses of a soya, brown seaweed, carbohydrate containing biopolymers.
УДК 631.53.048:633.34
УРОЖАЙНОСТЬ И СИМБИОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СОИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБОВ ПОСЕВА, НОРМ ВЫСЕВА И УРОВНЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
О.Г. КОТЛЯРОВА, академик РАСХН П.А. ЛАКТИОНОВ, аспирант, младший научный сотрудник
Белгородская ГСХА E-mail: bsaa@belgtts.ru
Резюме. В статье представлены различные агротехнические приёмы возделывания сои. На основании проведенных исследований сделаны выводы о наиболее эффективном возделывании сои в условия югозападной части ЦЧР.
Ключевые слова: соя, сорта сои Белгородская 48, Ланцетная, способы посева, нормы высева, минеральные удобрения, штамм местной популяции Rh. Japonicum, урожайность, содержание белка и жира.
Сорт - основа роста урожайности сельскохозяйственных культур. Его хозяйственная ценность определяется качественными показателями [5].
Для эффективного и экологически безопасного функционирования агроценоза необходимо сбалансированное применение агротехнических, биологических и агрохимических средств управления продукционным процессом растений. Используя только природное плодородие почв в отдельные годы по хорошим предшественникам можно получить неплохой урожай сельскохозяйственных культур, однако наиболее полно реализовать свой потенциал они могут только при оптимизации минерального питания [2].
Соя отличается высоким уровнем использования азота, потребность в котором обеспечивается путем симбиотической фиксации из воздуха [1]. В среднем посевы сои накапливают 55.83 кг/га азота.
Цель наших исследований - комплексное изучение влияния сорта, приемов возделывания и эффективности различных доз минеральных удобрений при выращивании сои в условиях Белгородской области.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на чернозёме типичном тяжелосуглинистого гранулометрического состава на лёссовидном суглинке в трехфакторном полевом опыте с раннеспелым сортом Ланцетная в 2007-2009 гг. на
стационаре отдела земледелия Белгородской ГСХА.
Агрохимические показатели опытного участка: содержание гумуса 4.5,3 %, гидролизуемого азота -14.17, подвижного фосфора - 18.25, обменного калия - 15.18 мг/100 г почвы, гидролитическая кислотность - 4.6 мг-экв./100 г почвы, рН - 5,0...5,4, сумма поглощённых оснований - 38.42 мг-экв./100 г почвы. Посевная площадь делянки 102 м2, учётная - 100 м2, повторность трехкратная.
Предшественник - сахарная свёкла. В качестве минеральных удобрений использовали азофоску (Ы16Р16К16). В опыте изучали три варианта внесения удобрений: Ы20Р20К20; Ы40Р40К40; без удобрений (контроль). Сою высевали сеялкой С3-3,6. Уборку осуществляли прямым комбайнированием селекционным комбайном САМП0-2010, со взвешиванием всего зерна с делянки. Полученные результаты обрабатывали методом дисперсионного анализа.
За контроль была принята соя сорта Белгородская 48 с оптимальной для нее нормой высева 500 тыс. шт./га и шириной междурядий 45 см.
Так как сорт сои Ланцетная отличается детерми-нантным типом роста и маловетвится, а необходимость в междурядных обработках посевов для борьбы с сорняками в ряде случаев отпала [3,4] мы изучали три способа посева: обычный рядовой (15 см) и два широкорядных с междурядьями 30 и 45 см.
Раннеспелые, маловетвящиеся сорта сои можно сеять с большей нормой, чем ветвящиеся. В связи с этим мы высевали 500, 700 и 900 тыс. всхожих семян на 1 га.
Для повышения урожайности и качества зерна мы инокулировали семена жидким микробиологическим препаратом на основе штамма местной популяции Rh. japonicum.
Метеорологические условия в годы проведения опытов различались. Самым контрастным за это время был 2007 г. В этом году раннеспелый сорт Ланцетная получил достаточное количество влаги и обеспечил высокий урожай. Растения позднеспелого сорта Белгородская 48 (контроль) сформировали большую вегетативную массу и заложили много бобов, но последующая засуха с середины июля и до конца сентяб-
Таблица 1. Влияние приёмов агротехники на урожайность (т/га) и число клубеньков (шт./раст.) на корнях сои (в среднем за 2007-2009 гг.)______________________________________________________________
Сорт Ширина междурядья, см Норма высева, тыс. шт/га Доза удобрений Число клубеньков
без удобрений* N20P20K20 N40P40K40 без удобрений N20P20K20 N40P40K40
Белгородская 48 45 500 2,37 2,38 2,07 13 8 6
Ланцетная 15 500 2,23 2,31 2,33 11 7 3
700 2,33 2,47 2,42 16 9 3
900 2,49 2,51 2,47 19 13 5
3O 500 2,12 2,22 2,14 12 8 4
700 2,32 2,51 2,47 16 11 5
900 2,38 2,6O 2,57 2O 18 6
45 500 2,17 2,37 2,37 13 8 5
700 2,37 2,5O 2,44 17 1O 5
900 2,49 2,52 2,47 21 17 8
Среднее 2,32 2,44 2,38 16 11 5
*HCP05 - 0,32 т/га 44 05
