CC BY
71
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
<кх>с>о<х><><>с<><><>о<><>с<>о<^^
УДК 635.655:631.53
Михаил Гаранин,
кандидат сельскохозяйственных наук,
Александр Дозоров,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ректор,
Александр Наумов,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,
Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина
УРОЖАЙНОСТЬ СЕМЯН И БЕЛКОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ БОБОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ АКТИВИЗАЦИИ СИМБИОТИЧЕСКОЙ АЗОТФИКСАЦИИ
<х><хххх><х><х><х><ххххх><><х><х><х><ххххх
Приведены данные полевых исследований, проведенных с 2010 по 2012 гг., по изучению влияния приемов активизации симбиотической деятельности растений бобовых культур на урожайность семян, их качество и белковую продуктивность. В качестве средств активизации симбиотической деятельности применялись специфичные штаммы ризобий и микроэлементы. Выявлены особенности реакции растений на стрессовые условия в зависимости от изучаемых приемов. Установлено, что предпосевная обработка семян увеличивает урожайность семян на 5-22%, белковую продуктивность на 11-20%.
S u m m a r y
The article describes the data of field research which was carried out from 2010 to 2012. Specific strains of Rhizobium bacteria and microelements were used as means of symbiotic activity activation. Reaction of plants to stressful conditions of applied methods was revealed. The research focused on influence of activation of symbiotic plant activity on seed crop yield, seed quality and protein productivity. It is stated that presowingseed treatment increases seed crop yield by 5 to 22%, protein productivity by 11 to 20%.
Ключевые слова: зернобобовые, инокуляция семян, качество семян, содержание белков, урожайность.
Keywords: grain legumes, seed inoculation, seed quality, protein content, crop yield.
Проблема увеличения производства высококачественного растительного белка остается одной из ключевых проблем современного сельского хозяйства. Для ее решения разработана и реализуется Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы, которая предусматривает ускоренное развитие кормовой базы животноводства на основе использования высокобелковых культур, способных значительно сократить импортные закупки белковых компонентов.
В связи с этим важным направлением является обоснование и внедрение в производство приемов, обеспечивающих более высокий выход белка с единицы площади как традиционных, так и интродуцируемых для Ульяновской области культур.
Объекты и методы исследований. Объектом исследований были: горох Самариус, люпин узколистный Снежеть, вика Льговская 22, кормовые бобы Пензенские 16, соя УСХИ 6, фасоль Гелиада. Для активизации процесса симбиотической деятельности семена перед посевом обрабатывали специфичными штаммами клубеньковых бактерий и микроэлементами (Мо+Мп) с учетом их недостатка в почве.
Полевой опыт включал 4 повторности, размещение делянок систематическое со смещением (рис.). Предшественник - озимая пшеница. Посев проводили селекционной сеялкой ССФК-6-10. Норма высева семян: горох - 1,2 млн, люпин - 1,1 млн,
вика - 2,1 млн, кормовые бобы и соя - 0,6 млн, фасоль - 0,45 млн всхожих семян на 1 га.
Климатические условия в годы исследований (2010-2012 гг.) характеризовались следующим образом: наиболее благоприятным для возделывания зерновых бобовых культур был 2011 г. (ГТК - 1,6), когда за период май-август выпало 259,8 мм осадков. Менее благоприятным был 2012 г. (ГТК - 1,0), когда за вегетацию выпало 215,1 мм осадков. Неблагоприятным для возделывания зерновых бобовых культур был 2010 г. (ГТК -0,4), количество осадков составило 76,6 мм.
Результаты исследований. Развитие зерновых бобовых культур определяется условиями питания и активностью симбиоза, которые во многом могут быть обеспечены технологическими факторами [1, 2, 3]. Проведенные полевые опыты показывают, что на формирование урожая семян изучаемых культур основополагающее воздействие оказывали метеорологические условия, складывающиеся в период вегетации, и биологические особенности культур.
Благоприятные погодные условия в 2011 г. (ГТК - 1,6) способствовали активной работе фотосинтетического и симбио-тического аппаратов, что позволило изучаемым культурам сформировать урожай семян близкий к потенциально возможному для Ульяновской области (табл. 1). Наиболее урожайной культурой оказались кормовые бобы - 5,1-5,7 т/га. Совместное применение инокуляции и микроэлементов достоверно повы-
УРОЖАЙНОСТЬ СЕМЯН И БЕЛКОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ БОБОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ АКТИВИЗАЦИИ СИМБИОТИЧЕСКОЙ АЗОТФИКСАЦИИ
Рис. Общий вид опытного участка в 2011 г.
Таблица 1
Урожайность семян бобовых культур, т/га
Культура (фактор А) Обработка семян (фактор В) 2010 г. (ГТК - 0,4) 2011 г. (ГТК -1,6) 2012 г. (ГТК -1,0) Средняя
Горох Контроль 1,87 4,07 2,19 2,71
250а+Мо+Мп 2,05 4,56 2,81 3,14
Люпин Контроль 1,86 3,66 2,23 2,58
363а+Мо+Мп 2,17 4,42 2,73 3,11
Вика Контроль 2,38 3,08 2,46 2,64
1-32+Мо+Мп 2,51 3,54 2,70 2,91
Кормовые бобы Контроль 2,26 5,10 3,59 3,65
96 +Mo+Мn 2,30 5,70 3,89 3,96
Соя Контроль 1,72 3,30 2,46 2,49
634б+Mo+Мn 2,0 3,84 2,87 2,90
Фасоль Контроль 0,27 3,18 1,76 1,73
653а+Mo+Мn 0,28 3,34 1,78 1,80
НСР05 Фактор А 0,08 0,11 0,10 -
В 0,14 0,18 0,17 -
шало урожайность.
В острозасушливом 2010 г. урожайность культур была в 1,29-2,47 раза меньше показателей урожайности 2011 г. Высокие положительные температуры и острый дефицит влаги, начиная с начальных фаз развития растений, не позволили сформировать площадь листьев оптимальных размеров, что отразилось на показателях активности симбиоза и на продуктивности культур.
Все зерновые бобовые культуры - растения влаголюбивые, однако в процессе изучения были выявлены некоторые особенности. Горох, люпин, вика - культуры с более коротким вегетационным периодом, в условиях острой засухи более продуктивно смогли использовать потенциал весенней влаги и сформировали урожайность, приемлемую для острозасушливых условий. Кормовые бобы, соя и фасоль - культуры с продолжительным вегетационным периодом, поэтому для формирования полноценной урожайности им требуется большее количество доступной влаги и элементов питания. В экстремальных условиях острой засухи биологические особенности
№ 6/2015
культур сыграли существенную роль в формировании урожайности. Соя, за счет медленного роста надземной массы и мощного развития корневой системы в начальный период роста и развития, сумела полноценно использовать весеннюю влагу и за счет развитой корневой системы - влагу из более глубоких слоев почвы. У кормовых бобов недостаток влаги проявился в виде значительного количества абортации завязи цветков (в результате растянутого периода цветения). Однако за счет мощной корневой системы растения обеспечили оставшиеся плоды влагой и сформировали достаточно неплохую урожайность. На формирование урожайности семян фасоли оказывал влияние комплекс факторов: во-первых, относительно продолжительный вегетационный период; во-вторых, отсутствие симбиоза с клубеньковыми бактериями, вследствие чего, помимо недостатка влаги, наблюдается дефицит азотного питания; в-третьих, изучаемый нами сорт фасоли Гелиада, в экстремальных условиях водного дефицита, сформировал слабую корневую систему, не способную достать влагу из нижних слоев почвы. Все это в комплексе обусловило формирование не-
7
Таблица 2
Содержание азота и белка в семенах бобовых культур, %
Культура (фактор А) Обработка семян (фактор В) 2010 г. 2011 г. 2012 г. Среднее
азот белок азот белок азот белок белок
Горох Контроль 4,33 27,0 3,63 22,6 3,72 23,2 24,2
250а +Мо+Мп 4,49 28,0 4,01 25,0 3,87 24,1 25,7
Люпин Контроль 5,10 31,8 4,85 30,3 5,03 31,4 31,1
363 а +Мо+Мп 5,16 32,2 5,05 31,6 5,18 32,3 32,0
Вика Контроль 4,17 26,0 4,03 25,1 3,72 23,2 24,8
1-32 +Мо+Мп 4,29 26,8 4,04 25,2 3,84 24,0 25,3
Кормовые бобы Контроль 4,14 25,8 3,87 24,1 4,41 27,6 25,8
96 +Мо+Мп 4,38 27,3 4,03 25,2 4,75 29,7 27,4
Соя Контроль 6,17 38,5 5,52 34,4 5,28 33,0 35,3
634б+Мо+Мп 6,40 39,8 5,58 34,9 5,70 35,6 36,7
Фасоль Контроль 4,35 27,1 3,71 23,1 3,93 24,5 24,9
653а +Мо+Мп 4,44 27,7 3,72 23,2 4,0 25,0 25,3
НСР05 Фактор А 0,052 0,32 0,051 0,32 0,056 0,35 -
В 0,091 0,55 0,089 0,55 0,096 0,61 -
соразмерно низкой урожайности фасоли.
В среднем за годы исследований наибольшую урожайность сформировали кормовые бобы - 3,65-3,96 т/га, наименьшую фасоль -1,73-1,80 т/га. При использовании ризоторфина и микроэлементов урожайность изучаемых культур была выше на 5-22%.
В процессе изучения зерновых бобовых культур важно учитывать не только урожай, но и его качество, основным критерием которого является белковая продуктивность [4, 5, 6]. Исследованиями установлено, что содержание белка в семенах изучаемых культур зависит как от вида бобового растения, проводимой предпосевной обработки семян, так и от метеорологических условий вегетационного периода (табл. 2).
В среднем за годы исследований наибольшее содержание белка в семенах отмечено у сои - 35,3-36,7%, люпина - 31,132,0% и кормовых бобов - 25,8-27,4%. У гороха, вики и фасоли содержание белка находится примерно в одном диапазоне -24,2-25,7%.
Прием оптимизации условий симбиотической деятельности в годы исследований увеличивает содержание белка в семенах изучаемых культур на 0,5-1,6%. Установлено, что оптимизация условий симбиотической деятельности путем предпосевной обработки семян специфичным для каждой культуры штаммом ризобий совместно с микроэлементами существенно увеличивает сбор белка изучаемых культур - на 11-20%. У фасоли, в связи с отсутствием симбиоза с клубеньковыми бактериями, существенной разницы по вариантам не наблюдается.
Методом корреляционно-регрессионного анализа установлена зависимость белковой продуктивности культур от АСП (активного симбиотического потенциала). Уравнение регрессии имеет вид: для гороха Y = 0,0002x + 0,4741 (R= 0,97, D = 95,1%); для люпина Y = 0,00001x + 0,53846 (0,95 и 90,8%); для вики Y = 0,0003x + 0,5508 (0,77 и 60,0%); для кормовых бобов Y = 0,00004x + 0,59141 (0,96 и 93,6%); для сои Y = 0,00003x + 0,62564 (0,93 и 87,8%).
Выводы. Изучаемые зерновые бобовые культуры в различных погодных условиях Ульяновской области способны формировать урожайность семян на достаточно высоком уровне. В условиях Среднего Поволжья оптимизация условий бобоворизобиального симбиоза за счет обработки семян микроэлементами и инокуляции специфичным штаммом ризобий достоверно увеличивает урожайность семян, содержание белка в семенах на 0,5-1,6%, повышает сбор белка на 11-20%.
Литература
1. Васин А.В. Кормовая продуктивность и агроэнергетиче-ская эффективность возделывания гороха при разных приемах предпосевной обработки семян // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 4. С. 15-19.
2. Тойгильдин А.Л., Морозов В.И. Урожайность и белковая продуктивность многолетних трав в севооборотах лесостепи Поволжья // Кормопроизводство. 2014. № 1. С. 33-36.
3. Беседин Н.В., Соколова И.А. Значение зернобобовых культур на примере сои в современных системах земледелия // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2010. № 8 (70). С. 16-19.
4. Дозоров А.В., Гаранин М.Н. Динамика азота и продуктивность зерновых бобовых культур // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. № 1 (21). С. 4-9.
5. Пути увеличения производства растительного белка в России / И.В. Савченко, А.М. Медведев, В.М. Лукомец, В.И. Зотиков, В.В. Карпачев, В.М. Косолапов // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2009. № 1. С. 11-13.
6. Цагараева Э.А. Биологический потенциал бобовых растений и проблемы его эффективного использования в условиях Центрального Предкавказья // Известия Горского государственного аграрного университета. 2014. № 3. С. 324-331.
