Фото-синтетическая деятельность бобовых трав при применении микроудобрений и биорегуляторов Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

УДК633.2/.3: 581.132.04

ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ БОБОВЫХ ТРАВ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ МИКРОУДОБРЕНИЙ И БИОРЕГУЛЯТОРОВ

О.А. ТИМОШКИН, доктор сельскохозяйственных наук, зав. отделом

О.Ю. ТИМОШКИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

А.А. ЯКОВЛЕВ, аспирант

Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии

E-mail: [email protected]

Резюме. Проблема повышения продуктивности и получения стабильных урожаев многолетних бобовых трав в условиях увеличивающейся стрессовой нагрузки и недостаточного содержания большинства микроэлементов в черноземах лесостепи Среднего Поволжья ставит задачу поиска наиболее эффективных микроудобрений и биорегуляторов, а также способов их применения в технологии возделывания бобовых трав. Использование таких средств для предпосевной обработки семян и некорневой подкормки бобовых трав способствуетувеличению показателей фотосинтетической деятельности растений 1-го и 2-го года жизни. Наилучшие результаты отмечены при обработке семян препаратом Микромак и некорневой подкормке - Микро-эл. Площадь листьев люцерны Камелия и Дарья в этом варианте в 1-й год жизни увеличилась на 22,0 и 22,4 %, во 2-й год жизни -на 10,7 и 8,8 %, клевера лугового Пеликан и Присурский - 17,9 и 16,8 %, 9,5 и 8,3 % соответственно, донника волосистого Солнышко - на 20,8 и 15,7 %. Дополнительное обеспечение растений микроэлементами значительно повышало продукционную деятельность посевов, чистая продуктивность фотосинтеза у люцерны увеличилась в 1-й год жизни на 0,04...0,09 г/м2 в сут., у клевера лугового - на 0,04.0,11, у донника волосистого - на 0,03.0,08 г/м2в сут.; во 2-й год жизни - соответственно на

0,18.0,30, 0,13.0,40и 0,21.0,40г/м2сут.

Ключевые слова: люцерна изменчивая, клевер луговой, донник волосистый, микроудобрения, биорегуляторы, фотосинтетиче-ская деятельность

Наиболее доступный фактор интенсификации кормопроизводства при существующем недостатке материальных и технических ресурсов - использование высокоурожайных культур и сортов многолетних трав [1, 2]. Самые продуктивные из них в условиях лесостепи Среднего Поволжья - люцерна, клевер луговой и донник двулетний. Однако низкая обеспеченность почв некоторыми микроэлементами и действие абиотических стрессоров не позволяют полностью реализовать потенциал новых сортов многолетних бобовых трав. Основной путь решения проблемы повышения продукционной деятельности растений - использование микроудобрений и биорегуляторов.

Цель наших исследований заключалась в теоретическом обосновании применения микроудобрений и биорегуляторов в технологии возделывания многолетних бобовых трав для повышения их продукционной деятельности.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в посевах трав первого и второго года жизни на опытном поле Пензенского НИИСХ в 2011-2012 гг.

Объект исследований - люцерна изменчивая Камелия и Дарья, клевер луговой Пеликан и Присурский, донник волосистый Солнышко, выведенные в Пензенском НИИСХ.

Почва опытного участка - чернозём выщелоченный среднемощный среднесуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое 6,3 %, легкогидролизуемого азота -91, подвижного фосфора - 167, обменного калия -142 мг/кг почвы, рНсол - 5,6, НГ - 7,86 мг-экв./100 г. Содержание доступных форм молибдена в пахотном слое

составляет 0,10 мг/кг (низкое), бора - 1,9 (высокое), меди - 0,42 (низкое), цинка - 0,48 мг/кг почвы (низкое).

В опытах использовали следующие препараты для обработки семян и некорневой подкормки:

Микромак (2 л/т семян) и Микроэл (0,2 л/га) - микроудобрения, имеющие полифункциональный состав - Си, 7п, В, Мп, Fe, Мо, V, Со, Мд (азотфиксирующий и фотосинтезирующий комплекс), Сг, Бе, Ы1, и, Б (репродуктивнозащитный комплекс), а также N1, Р, К;

ГУМИ-20М - универсальное антистрессовое, ростуско-ряющее, иммуностимулирующее гуминовое удобрение, в состав которого входит микроэлементный комплекс (В, Мо, Со, Си, 7п, Мп, I, Б). Для обработки семян используется в дозе 0,6 л/т, для некорневой подкормки - 0,25 л/га;

Экост 1/3 (1 мг/кг) - биостимулятор на основе нейтрального кремнеземного носителя в биологически активной форме, содержащий комплекс регуляторов роста и микроэлементов (Си, 7п, В, Мп).

Эмистим (0,001 %) - уникальная комбинация микроорганизмов, которые производят стимулятор роста и иммунитета растений.

Препараты для некорневой подкормки использовали в фазе полного отрастания растений второго года жизни. Повторность четырёхкратная, размещение вариантов систематическое, площадь делянок второго порядка -10 м2. Опыты закладывали и проводили в соответствии с методическими указаниями [3, 4].

Погодные условия 2011-2012 гг. были благоприятными для роста и развития растений люцерны, клевера и донника. ГТК в период «отрастание - 2-й укос» в 2011 г. составил 1,3, в 2012 г. - 1,2.

Результаты и обсуждение. По мнению многих авторов, микроэлементы и стимуляторы роста играют

Таблица 1. Фотосинтетическая деятельность агроценоза бобовых трав, 1-й год жизни

Вариант (обработка семян) Площадь листьев, тыс. м2/га сут 1 р п а м * ЧПФ, г/м2 ■ сут.

Люцерна Камелия

Контроль 42,6 1551 1,92

Экост 1/3 48,0 1748 1,97

ГУМИ 20М 50,7 1846 2,01

Микромак 52,0 1892 2,04

Люцерна Дарья

Контроль 37,8 1377 1,84

Экост 1/3 41,9 1526 1,89

ГУМИ 20М 45,0 1639 1,90

Микромак 46,3 1686 1,93

Клевер луговой Пеликан

Контроль 45,2 1583 1,91

Экост 1/3 49,1 1718 1,95

ГУМИ 20М 52,0 1819 1,97

Микромак 53,3 1865 1,99

Клевер луговой Присурский

Контроль 42,8 1499 1,83

Экост 1/3 45,9 1606 1,88

ГУМИ 20М 48,2 1688 1,92

Микромак 50,0 1749 1,94

Донник волосистый Солнышко

Контроль 53,4 1764 2,26

Экост 1/3 59,1 1952 2,29

ГУМИ 20М 61,8 2040 2,31

Микромак 64,5 2130 2,34

Таблица 2. Фотосинтетическая деятельность агроценоза бобовых трав, 2-й год жизни

Обработка семян Некорневая подкормка Площадь листьев, тыс. м2/га ФП, тыс. м2 ■ сут./га ЧПФ, г/м2 ■ сут.

Люцерна изменчивая

Камелия Дарья Камелия Дарья Камелия Дарья

Контроль контроль 68,4 71,5 3842 3777 2,04 2,32

Эмистим 69,3 72,4 3892 3825 2,06 2,36

ГУМИ 20М 71,4 73,7 4010 3894 2,09 2,38

Микроэл 71,9 74,6 4038 3942 2,10 2,40

Экост 1/3 контроль 70,1 72,8 3937 3846 2,22 2,51

Эмистим 71,9 73,8 4038 3899 2,25 2,55

ГУМИ 20М 72,6 75,1 4078 3969 2,29 2,57

Микроэл 73,4 76,0 4123 4017 2,32 2,59

ГУМИ 20М контроль 70,7 73,3 3971 3873 2,27 2,57

Эмистим 72,8 74,7 4089 3947 2,28 2,59

ГУМИ 20М 74,1 76,0 4162 4017 2,30 2,60

Микроэл 74,7 76,8 4196 4059 2,31 2,62

Микромак контроль 71,3 74,0 4005 3910 2,31 2,64

Эмистим 72,9 75,9 4095 4011 2,34 2,66

ГУМИ 20М 74,8 77,2 4201 4081 2,35 2,69

Микроэл 75,7 77,8 4252 4113 2,37 2,70

НСР095 3,8 3,9 190 168 0,15 0,17

Клевер луговой

Пеликан Присур- Пеликан Присур- Пеликан Присур-

ский ский ский

Контроль контроль 63,4 66,2 3186 2890 2,05 2,16

Эмистим 64,7 67,1 3248 2928 2,11 2,21

ГУМИ 20М 65,5 68,3 3286 2978 2,13 2,24

Микроэл 66,1 68,8 3314 2999 2,15 2,26

Экост 1/3 контроль 64,4 67,2 3233 2932 2,31 2,39

Эмистим 65,7 68,3 3295 2978 2,34 2,42

ГУМИ 20М 66,4 69,4 3328 3025 2,37 2,45

Микроэл 67,0 70,1 3357 3054 2,41 2,48

ГУМИ 20М контроль 65,1 67,9 3267 2961 2,37 2,46

Эмистим 66,3 68,6 3324 2991 2,41 2,49

ГУМИ 20М 67,3 70,1 3371 3054 2,43 2,52

Микроэл 67,9 70,8 3400 3084 2,45 2,54

Микромак контроль 66,4 68,6 3328 2991 2,41 2,50

Эмистим 68,2 70,2 3414 3058 2,43 2,52

ГУМИ 20М 68,8 71,0 3443 3092 2,45 2,55

Микроэл 69,4 71,7 3471 3121 2,47 2,56

НСР095 3,5 3,5 163 146 0,15 0,16

Донник волосистый Солнышко

Контроль контроль 81,5 2727 4,27

Эмистим 83,1 2779 4,33

ГУМИ 20М 83,8 2801 4,39

Микроэл 84,8 2834 4,42

Экост 1/3 контроль 84,4 2821 4,48

Эмистим 85,9 2870 4,52

ГУМИ 20М 86,9 2902 4,55

Микроэл 87,8 2932 4,59

ГУМИ 20М контроль 87,8 2932 4,51

Эмистим 90,1 3007 4,55

ГУМИ 20М 91,1 3039 4,57

Микроэл 91,9 3065 4,60

Микромак контроль 89,9 3000 4,57

Эмистим 92,5 3085 4,61

ГУМИ 20М 93,4 3114 4,64

Микроэл 94,3 3143 4,67

НСР095 5,9 194 0,19

важную роль в повышении интенсивности фотосинтеза и в целом продуктивности сельскохозяйственных растений [5...13].

Наблюдения за листовой поверхностью бобовых трав показали, что ее площадь в начальные фазы роста и развития растений в год посева увеличивается очень медленно. Изучаемые препараты оказали положительное влияние на формирование ассимиляционного аппарата. Так, при площади листовой поверхности люцерны сорта Камелия первого года жизни к первой декаде октября по вариан-

там опыта 42,6.52,0 тыс. м2/ га, сорта Дарья - 37,8.46,3 тыс. м2/га наибольшая ассимиляционная поверхность (на 22,1 и 22,5% выше, чем в контроле) отмечена в варианте с применением Микромака (табл. 1).

В создании биологического урожая важную роль играет фотосинтетический потенциал суммарной листовой поверхности (ФП), который определяется скоростью ее образования и временем активной работы. Эта величина более точно характеризует мощность ассимиляционного аппарата посева в целом за вегетацию. Обработка семян изучаемыми препаратами способствовала повышению фотосинтетического потенциала. Так, при использовании Микромака у сорта Камелия он был выше, чем в контроле, на 22,0 %, у сорта Дарья - на 22,4 %.

Повышение урожайности обеспечивается увеличением не только фотосинтетической активности агрофитоценоза, но и его рабочих элементов -единицы площади листа и хлоропласта, что выражается в показателях чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ).

С ростом ФП она до определенной величины возрастает, а затем начинает понижаться. Это связано с уменьшением использования солнечной радиации в загущенных посевах, когда до среднего и нижнего ярусов доходит мало света.

Использование изучаемых препаратов для обработки семян повысило ЧПФ (в целом за вегетацию) на 0,04.0,09 г/ м2 ■ сут. Наиболее интенсивно процесс накопления сухого вещества проходил при использовании Микромака, ЧПФ сорта Камелия в этом варианте составила 2,04 г/м2 ■ сут., или на 3,6 % выше, чем в контроле, у сорта Дарья -1,93 г/м2 ■ сут., или на 3,1 % выше, чем в контроле.

Обработка семян клевера лугового также улучшала питательный режим и, как следствие, продукционный потенциал. Площадь листьев сорта Пеликан увеличилась с 45,2 до 49,1.53,3 тыс. м2/га, сорта Присурский - с 42,8 до 45,9.50,0 тыс. м2/га, ФП - с 1583 до 1718.1865 и с 1499 до 1606.1749 тыс. м2 ■ сут./га соответственно, ЧПФ - с 1,91 до 1,95.1,99 и с 1,83 до 1,88.1,94 г/м2 ■ сут. Наибольшие показатели фотосинтетической деятельности отмечены в варианте с препаратом Микромак.

В случае применения изучаемых препаратов на дон- Применение для обработки семян и некорневой

нике волосистом Солнышко площадь листьев к оконча- подкормки биорегуляторов и микроудобрений способ-

нию вегетации (первая декада октября) повысилась с ствовало росту показателей площади листьев люцер-

53.4 до 59,1.64,5 тыс. м2/га, ФП - с 1764 до 1952.2130 ны на 0,9...7,3 тыс. м2/га, клевера лугового - на 0,9.

тыс. м2 ■ сут./га, ЧПФ - с 2,26 до 2,29.2,34 г/м2 ■ сут. Наи- 6,0 тыс. м2/га, донника волосистого - на 1,6.12,8 тыс.

более высокие показатели фотосинтетической деятель- м2/га, ФП - на 48.410, 38.285 и 52.416 тыс. м2 ■ сут./

ности отмечены при обработке семян Микромаком. га, ЧПФ - на 0,02.0,38, 0,05.0,42 и 0,06.0,40 г/м2 ■ сут.

Анализ динамики нарастания суммарной листовой по- соответственно. Наибольшее влияние на формирование

верхности в агроценозах второго года жизни показал, что ассимиляционного аппарата оказало совместное исполь-

наибольшей величины она достигаетв фазе начала цветения зование микромака для обработки семян и микроэла для

(первый укос) всех изучаемых трав и составляет у люцерны некорневой подкормки. В этом варианте площадь листьев

Камелия 68,4.75,7тыс. м2/га, а ко второмуукосу снижается люцерны Камелия и Дарья увеличилась на 10,7 и 10,9 %

до 37,1.41,1 тыс. м2/га (табл. 2). У люцерны Дарья индекс соответственно, клевера Пеликан и Присуркий - на 9,5

листовой поверхности по укосам составил 71,5.77,8 и 40,7. и 10,8, донника Солнышко - на 15,7 %, ЧПФ - на 16,2 и

44.4 тыс. м2/га, у клевера Пеликан - 63,4.69,4 и 29,7.32,3, 16,4, 20,5 и 18,5, 9,4 % соответственно.

у клевера Присурский - 66,2.71,7 и 22,4.24,1 тыс. м2/га Выводы. Таким образом, на выщелоченном чернозе-

соответственно. Донникволосистый кначалуцветения сфор- ме с низким содержанием в почве доступного молибдена,

мировал листовую поверхность 81,5.94,3 тыс. м2/га. меди и цинка эффективный прием, способствующий уве-

Фотосинтетический потенциал улюцерны Камелия в сумме личению фотосинтетической деятельности агроценозов

за 2 укоса составил по вариантам 3842.4252 тыс. м2 ■ сут./га, новых сортов многолетних бобовых трав - обработка

люцерны Дарья - 3777.4113, клевера Пеликан - 3186.3471, семян препаратом микромак в сочетании с некорневой

клевера Присурский - 2890.3121 тыс. м2 ■ сут./га. У донника подкормкой препаратом микроэл. В этом варианте полу-

волосистого фотосинтетический потенциал к первомуукосу чены наибольшие показатели площади листьев растений

был равен 2727.3143 тыс. м2 ■ сут./га. 2-го года жизни: у люцерны Камелия и Дарья - 75,7.

Тенденция по изменению показателей фотосинтети- 77,8 тыс. м2/га, у клевера Пеликан и Присурский - 69,4.

ческой деятельности при использовании микроудобре- 71,7 тыс. м2/га, у донника Солнышко - 94,3 тыс. м2/га, а

ний и биорегуляторов, выявленная в первый год жизни, также чистой продуктивности фотосинтеза - 2,37.2,70,

сохранилась и во второй. 2,47.2,56 и 4,67 г/м2 ■ сут. соответственно.

Литература.

1. Кашеваров Н. И., Вязовский В.А. Проблема белка в кормопроизводстве Западной Сибири, пути её решения//Достижения науки и техники АПК. - 2010. -№ 11. - С. 42-45.

2. Косолапов В.М. Проблемы кормопроизводства и пути их решения на современном этапе//Достижения науки и техники АПК. - 2010. - № 11. - С. 23-25.

3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1985. -335 с.

4. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / Под ред. Новоселова Ю.К. и др. - М.: ВИК, 1987. - 198 с.

5. Каримов И. З., Каримов Х.З. Некорневая подкормка люцерны // Кормопроизводство. - 2006. - №2. - С. 24-26.

6. Амиров М.Ф. Влияние предпосевной обработки семян микроэлементами на урожайность и качество зерна яровой твердой пшеницы//Вестник Казанского ГАУ. - 2012. - № 2 (24). - С. 85-87

7. Касимова Л.В., Кравец А.В. Комплексные составы гуминового препарата с микроэлементами для выращивания яровой пшеницы //Достижения науки и техники АПК. - 2012. - №5. - С. 24-27.

8. Карпова Г.А. Оптимизация продукционного процесса агрофитоценозов проса, яровой пшеницы и ячменя при использовании регуляторов роста и бактериальных препаратов в лесостепи Среднего Поволжья: Автореф. дисс. на соис. уч. степени доктора с.-х. наук. - Пенза, 2009. - 52с.

9. Кузнецов В.И., Шаульский Ю.М., Гилязетдинов Ш.Я. Антистрессовое высокоурожайное земледелие (АВЗ) - биотехнология выращивания сельскохозяйственных культур, как инновационная основа современного земледелия // Достижения науки и техники АПК. - 2011. - №5. - С. 17-19.

10. Кшникаткина А.Н., Еськин В.Н. Формирование высокопродуктивных агрофитоценозов лядвенца рогатого (Lotus corniculatus) // Нива Поволжья. - 2009. -№1. - С. 22-28.

11. Маркелова В.Н., Фомичёв Ю.П., Клейменов Р.В., Никанова Л.А. Морфология и химический состав зеленой массы кукурузы при применении биоудобрения «Никфан»//Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2011. -№ 4 (78). - С. 28-33.

12. Павлова А.В. Влияние макро- и микроудобрений на содержание переваримого протеина в горохо-овсяной смеси и её компонентах//Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2011. - № 6 (80). - С. 37-39.

13. Прокина Л. Н. Отзывчивость яровой пшеницы на внесение макро- и микро удобрений в условиях юга Нечерноземной зоны //Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 7. - С. 31-34.

PHOTOSYNTHETIC ACTIVITY LEGUMES RUBBED WHEN USING MICRO FERTILIZERS AND BIOLOGICAL REGULATORS OF THE GROWING O.A. Timoshkin, O.U. Timoshkina, А.А. Yakovlev

Summary. The Problem of increasing to productivity and receptions stable harvest perennial legumes rubbed in condition widening stressful load and insufficient contents majority microelements in chernozem of the forest-steppe Volga region sets the problem searching for the most efficient micro fertilizers and biological regulators of the growing, as well as ways of their using in technologies cultivation legumes rubbed. Using for seed treatment and foliage spraying legumes rubbed micro fertilizers and biological regulators of the growing promotes increase the factors photosynthetic to activity of the plants in first and second year to life. The more high factors have got when seed treatment preparation Mikromak, foliage spraying - Mikroel. The Area leaves lucernes Camelya and Darya in this variant increased in first year to life on 22,0 and 22,4%, in second year to life - 10,7 and 8,8%, dutch clover meadow Pelican and Prisurskiy - 17,9 and 16,8%, 9,5 and 8,3% accordingly, sweetclover Solnyshko - 20,8 and 15,7%. Additional ensuring the plants microelements has vastly raised productive activity, clean productivity of the photosynthesis increased in first year to life on 0,04-0,09 g/ m2 day of lucernes, 0,04-0,11 g/m2 day of dutch clover meadow, 0,03-0,08 g/m2 day of sweetclover; in second year to life - 0,18-0,30 g/m2 day of the lucerne, 0,13-0,40 g/m2 day of the dutch clover, 0,21-0,40 g/m2 day sweetclover.

Keywords: alfalfa variable, dutch clover meadow, sweetclover biennial, biological regulators of the growing, micro fertilizers, photosynthetic activity.