CC BY
37
УДК 631.416.8 DOI 10.24411/2078-1318-2020-12033
Канд. биол. наук С.Х. ХУАЗ (ФГБОУ ВО СПбГАУ, huazsveta@mail.ru) Канд. биол. наук М.А. ЕФРЕМОВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ, marina_efremova@mail.ru)
ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ИНОКУЛЯЦИИ БИОПРЕПАРАТАМИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И НАКОПЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ
ЯЧМЕНЕМ ДВУХ СОРТОВ
Установлено, что применение бактериальных препаратов на основе ассоциативных ризобактерий при определенных условиях приводит к повышению урожайности и, как правило, улучшению качества основной и побочной продукции сельскохозяйственных культур [1]. Также среди многих микробных препаратов наиболее распространенными являются препараты на основе арбускулярной микоризы, инокуляция которыми способствует улучшению питания растений в большей степени фосфором и в меньшей степени азотом, калием и кальцием практически всех сельскохозяйственных культур [2]. Однако для эффективного взаимодействия микробов и растения необходимо тщательно подобрать подходящий для данного вида (и сорта) растения определенный биопрепарат [3, 4]. Таким образом, исследование влияния биопрепаратов на продуктивность и качество перспективных зерновых культур и их сортов, с точки зрения установления более эффективных микробно-растительных комплексов, является актуальным.
Цель исследования - изучение влияния инокуляции семян ячменя сортов Криничный и Суздалец микробиопрепаратами на продуктивность растений и накопление ими основных макроэлементов питания и меди.
Материалы, методы и объекты исследований. Вегетационные опыты были заложены в мае согласно рекомендациям [5] на опытном поле СПбГАУ. Исследования выполнены на двух сортах двурядного ячменя (Hordeum distichon L.) разновидности нутанс: Суздалец (к-30314) и Криничный (к-27605).
Растения ярового ячменя различных сортов выращивались в вегетационном домике при естественном освещении и искусственном поливе. В пластмассовые вегетационные сосуды набивалось по 5 кг почвы, предварительно заправленной минеральными удобрениями из расчета №дР0дК0д (0,1 г действующего вещества удобрений на 1 кг почвы).
В опыте использовались биопрепараты, предоставленные ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (Санкт-Петербург - Пушкин): Флавобактерин (Flavobacterium sp., штамм 30), Мизорин (Arthrobacter mysorens, штамм 7) и Микориза (Glomus intraradices, штамм 8). Инокуляция семян проводилась микробиопрепаратами непосредственно перед высевом. В контрольном варианте обработка семян препаратами не применялась. Таким образом, опыт с ячменем сорта Суздалец состоял из четырех вариантов; опыт с ячменем сорта Криничный состоял из трех вариантов, так как для обработки семян препарат Мизорин не применялся. Вегетационные эксперименты проведены в четырех повторностях. Влажность почвы поддерживалась на уровне 70-80% от полной полевой влагоёмкости.
Почва, используемая в эксперименте, дерново-подзолистая среднесуглинистая, хорошо окультуренная, с высоким содержанием подвижных форм фосфора и калия, реакция среды - близкая к нейтральной (табл. 1).
Таблица 1. Агрохимическая характеристика почвы
Сорг., % рНка Нг S V Обменные формы Подвижные формы
Са2+ Mg2+ Р2О5 К20
ммоль/100 г почвы % мг/100 г почвы
3,2 5,75 0,74 29,3 97,53 74,5 10,2 34,44 20,78
Для учета химического состава растений ячменя определяли валовое содержание азота, фосфора и калия. Анализ проводили в вытяжках после мокрого озоления растительного материала по методу К. Гинзбург и др. Количественное определение общего азота в растительных образцах проводилось фотоколориметрическим методом с использованием реактива Несслера. Калий определяли на пламенном фотометре, фосфор -на спектрофотоколориметре. Содержание меди в растениях было определено атомно-спектрометрическим методом после озоления растений в смеси азотной и хлорной кислот.
Результаты исследований. Продуктивность и вегетативная масса ячменя сорта Криничный в вегетационном опыте были несколько выше аналогичных показателей ячменя сорта Суздалец как в контроле, так и вариантах с применением биопрепаратов (табл. 2).
При исследовании влияния различных биопрепаратов на зерновую продуктивность ячменя сорта Криничный из всех биопрепаратов только обработка Флавобактерином привела к существенному увеличению зерновой продуктивности относительно контроля без инокуляции, прирост составил 42%. В варианте с Микоризой достоверный прирост продуктивности зерновой культуры не выявлен.
Таблица 2. Продуктивность растений, г/сосуд
Варианты Сорт Криничный Сорт Суздалец
масса зерна прирост к конт. масса соломы прирост к конт. масса зерна прирост к конт. масса соломы прирост к конт.
г/сосуд % г/сосуд % г/сосуд % г/сосуд %
Контроль 18,5±3,2 0 35,2±2,3 0 14,7±0,5 0 33,4±3,0 0
Флавобактерин 26,2±5,5 43 39,8±3,0 13 16,6±0,8 12 38,4±2,5 14
Мизорин - - - - 15,2±1,6 3 34,1±5,4 2
Микориза 20,9±4,5 12 32,5±0,7 -8 17,2±1,3 21 32,6±3,5 -3
НСР05 7,4 4,6 1,8 6,6
Увеличение зерновой продуктивности растений ячменя сорта Суздалец (табл.2) отмечено под действием нескольких исследуемых биопрепаратов. Наибольшая прибавка относительно контрольного варианта установлена при применении препарата Микориза и составила 17%. При использовании бактериального препарата Флавобактерин отмечено увеличение продуктивности на 13% относительно контроля. Биопрепарат Мизорин не способствовал увеличению зерновой продуктивности у данного сорта.
По результатам наших исследований следует отметить, что действие биопрепаратов на продуктивность ячменя неоднородно и, вероятно, зависит от сочетаемости жизнедеятельности микроорганизмов и растений ячменя разных сортов. Воздействие Флавобактерина на рост сельскохозяйственной культуры носит более универсальный характер по сравнению с другими препаратами, способствуя увеличению зерновой продуктивности у обоих исследуемых сортов ячменя.
При изучении влияния инокуляции семян ячменя бактериальными препаратами на его вегетативную массу установлено, что бактериальный препарат Флавобактерин
способствовал накоплению биомассы ячменя сорта Криничный; относительно контрольного варианта прибавка составила 13%. Препарат Микориза не повлиял на вегетативную массу данного сорта ячменя.
Для ячменя сорта Суздалец не отмечено положительного воздействия инокуляции биопрепаратами на увеличение вегетативной массы.
По результатам исследований содержания макроэлементов в зерне ячменя следует отметить, что содержание азота и калия в зерне сорта Суздалец выше, чем в зерне сорта Криничный, что, по-видимому, относится к сортовым особенностям злаковой культуры (табл. 3). Концентрация фосфора в зерне ячменя двух сортов существенно не различается.
В условиях вегетационного опыта у сорта Криничный наблюдалась тенденция повышения содержания азота в зерне ячменя под действием биопрепаратов (табл.3), однако статистическая обработка не показала существенных различий между этими вариантами и контролем. Также инокуляция не способствовала существенному увеличению содержания фосфора и калия в зерне ячменя данного сорта.
Таблица 3. Содержание питательных элементов в зерне, %
Варианты Сорт Криничный Сорт Суздалец
N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О
Контроль 1,33±1,19 1,23±0,26 0,44±0,03 2,71±0,06 0,91±0,09 0,83±0,13
Флавобактерин 1,42±0,31 0,96±0,11 0,45±0,04 2,63±0,13 0,99±0,08 0,79±0,07
Мизорин - - - 1,92±0,01 1,11±0,12 0,63±0,04
Микориза 1,57±0,41 1,23±0,23 0,5±0,03 2,26±0,06 1,36±0,09 0,82±0,08
НСР05 0,6 0,4 0,06 0,14 0,17 0,16
У растений ячменя сорта Суздалец не выявлено достоверного различия по содержанию макроэлементов в зерне ячменя в контрольном варианте и варианте с применением препарата Флавобактерин. Под действием препаратов Микориза и Мизорин наблюдалось существенное уменьшение азота в зерне, однако данные биопрепараты способствовали увеличению содержания фосфора в зерне ячменя этого сорта, прибавка к контрольному варианту составила 35% и 18% соответственно.
Содержание калия в зерне ячменя сорта Суздалец не зависело от применения биопрепаратов Флавобактерин и Микориза. Мизорин существенно снижал концентрацию калия в зерне.
Таблица 4. Содержание питательных элементов в вегетативной массе, мг/кг
Варианты Сорт Криничный Сорт Суздалец
N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О
Контроль 0,84±0,23 0,27±0,03 3,41±0,23 1,16±0,18 0,36±0,02 2,7±0,27
Флавобактерин 1,11±0,35 0,36±0,04 4,49±0,31 1,79±0,47 0,29±0,14 3,59±0,09
Мизорин - - - 1,63±0,21 0,41±0,04 5,42±0,13
Микориза 1,31±0,07 0,16±0,11 3,26±0,47 1,20±0,38 0,3±0,04 4,29±0,23
НСР05 0,3 0,13 0,5 0,44 0,14 0,26
При исследовании влияния биопрепаратов на накопление основных элементов питания в соломе ячменя была установлена зависимость этого процесса от сортовых особенностей ячменя (табл. 4). У сорта Криничный при обработке Флавобактерином отмечена тенденция к увеличению содержания азота и фосфора в биомассе растений, однако существенных различий с контрольным вариантом статистическая обработка не показала. Также данный биопрепарат способствует существенному накоплению калия в биомассе
растений относительно контрольного и варианта с применением Микоризы, прибавка в данном случае составила 24%. Использование препарата Микориза способствовало существенному повышению содержания азота в вегетативной массе относительно контрольного варианта на 35%.
Использование препаратов Флавобактерин и Мизорин способствовало увеличению содержания азота в биомассе исследуемого сорта Суздалец.
Флавобактерин в данном случае увеличивал содержание азота относительно контрольного варианта на 35%, а в варианте с применением Мизорина прибавка азота составила 40%. Препарат Микориза не воздействовал на содержание азота в вегетативной массе ячменя этого сорта.
Применение всех исследуемых биопрепаратов не отразилось на накоплении фосфора в биомассе растений сорта Суздалец. Однако отмечается положительное влияние всех исследуемых микробиопрепаратов на содержание калия в биомассе растений данного сорта. Наибольшую прибавку по содержанию калия в биомассе растений относительно контрольного варианта показал препарат Мизорин - 101%. Второй по эффективности -препарат Микориза, его прибавка к контрольному варианту составила 58%. Микробиопрепарат Флавобактерин оказался менее эффективным по сравнению с двумя первыми препаратами, но и в этом варианте достоверная прибавка к содержанию калия в контроле составила 33%.
Ввиду того, что медь является одним из важных микроэлементов питания растений, нами были проведены исследования по влиянию микробиопрепаратов на накопление меди ячменем из почвы. Полученные нами экспериментальные данные неоднозначны. Вероятно, в данном случае так же как и в случае с макроэлементами питания сказались как сортовые особенности ячменя по накоплению меди из почвы, так и специфическое взаимодействие растений разных сортов ячменя с различными микроорганизмами.
Так, инокуляция биопрепаратами способствовала уменьшению накопления меди в зерне ячменя сорта Криничный (рис.). Содержание микроэлемента при использовании препаратов Флавобактерин и Микориза достоверно снижалось относительно контрольного варианта на 27% и 31% соответственно.
Н Контроль (Фон) □ Фон+Флавобактерин жидк. □ Фон+Микориза НФон+Мизорин ■ НСР
I
I
КРИНИЧНЫИ ЗЕРНО
СУЗДАЛЕЦ ЗЕРНО
т
I I
I
КРИНИЧНЫИ СУЗДАЛЕЦ
ВЕГЕТАТИВНАЯ МАССАВЕГЕТАТИВН АЯ МАССА
Рис. Содержание меди в растениях ячменя, мг/кг
В вегетативной массе ячменя сорта Криничный при инокуляции микробиопрепаратом Флавобактерин содержание меди увеличилось в 6,2 раза относительно контрольного варианта. Это обстоятельство не нашло отражения в накоплении меди зерном ячменя, что, по-видимому, связано с биохимическими барьерами в клетках и тканях растений,
препятствующими перемещению микроэлемента от вегетативных к репродуктивным органам. В других вариантах достоверного различия с контролем не обнаружено.
Использование биопрепаратов не оказало достоверного влияния на содержание меди в зерне ячменя сорта Суздалец (рис.). Содержание микроэлемента в вегетативной массе растений, выращенных в условиях применения биопрепарата Флавобактерин, существенно возрастало (в 1,9 раза) по сравнению с контролем. Мизорин не играл значимой роли в этом процессе.
Препарат Микориза способствовал снижению концентрации меди в вегетативной массе ячменя сорта Суздалец относительно контроля на 66%. Во всех случаях применения данный препарат способствовал наименьшему накоплению меди в зерне и в вегетативной массе растений исследуемых сортов, что нашло отражение в некоторых литературных источниках [6,7]. По-видимому, грибная микрофлора активно иммобилизует медь почвы, используя её в обменных процессах.
Выводы:
1. Эффективность микробиопрепаратов при выращивании ячменя на хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве зависела от сортовых особенностей злаковой культуры.
2. Биопрепарат Флавобактерин проявил более универсальные качества, способствуя увеличению продуктивности у обоих сортов ячменя. Действие биопрепаратов Мизорина и Микоризы на продуктивность зерна было менее выражено или носило более специфичный характер.
3. Биопрепараты положительно влияли на накопление азота в соломе исследуемых сортов ячменя. Флавобактерин и Мизорин увеличивали содержание азота в соломе растений сорта Суздалец. Микориза - в соломе сорта Криничный.
4. Микориза и Мизорин способствовали увеличению содержания фосфора в зерне ячменя сорта Суздалец.
5. Инокуляция исследуемыми бактериальными препаратами положительно сказывалась на содержании калия в соломе ячменя сорта Суздалец. Увеличение содержания калия в зерне ячменя зарегистрировано только для сорта Криничный под действием биопрепарата Флавобактерин.
6. Применение биопрепаратов способствовало снижению содержания меди в зерне ячменя сорта Криничный, существенно не влияя на накопление меди в зерне ячменя сорта Суздалец.
7. Использование Флавобактерина значительно увеличивало содержание меди в соломе ячменя обоих сортов.
Литература
1. Тихонович И.А., Завалин А.А., Благовещенская Г.Г., Кожемяков А.П. Использование биопрепаратов - дополнительный источник элементов питания растений // Плодородие. -2011. - № 3 (60). - С. 9-13.
2. Тихонович И.А., Круглов Ю.В. (отв. ред.) Биопрепараты в сельском хозяйстве. (Методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве). - М., 2005 - 154 с.
3. Кожемяков А.П., Проворов Н.А., Завалин А.А, Шотт П.Р. Оценка взаимодействия сортов ячменя и пшеницы с ризосферными бактериями на различном азотном уровне //Агрохимия. - 2004. - №3. - С.33-40.
4. Кацы Е.И. Молекулярная генетика ассоциативного взаимодействия бактерий и растений: состояние и перспективы исследований. - М.: Наука, 2007. - 86 с.
5. Воробейков Г.А. Царенко В.П., Лунина Н.Ф. Полевые и вегетационные исследования по агрохимии и фитофизиологии: учеб. пособие. - СПб.: Проспект Науки, 2014. - 144 с.
6. Koide R.T., Mosse B.A history of research onarbuscularmycorrhiza // Mycorrhiza. 2004. Vol. 14. P. 145-163
7. Marschner H., Dell B. Nutrient uptake in mycorrhizal symbiosis // Plant & Soil. 1994. Vol. 159. P. 89 - 102.
Literatura
1. Tihonovich I.A., Zavalin A.A., Blagoveshchenskaya G.G., Kozhemyakov A.P. Ispol'zovanie biopreparatov - dopolnitel'nyj istochnik elementov pitaniya rastenij // Plodorodie. - 2011. - № 3 (60). - S. 9-13.
2. Tihonovich I.A., Kruglov YU.V. (otv. red.) Biopreparaty v sel'skom hozyajstve. (Metodologiya i praktika primeneniya mikroorganizmov v rastenievodstve i kormoproizvodstve). - M., 2005 - 154 s.
3. Kozhemyakov A.P., Provorov N.A., Zavalin A.A, SHott P.R. Ocenka vzaimodejstviya sortov yachmenya i pshenicy s rizosfernymi bakteriyami na razlichnom azotnom urovne //Agrohimiya. -2004. - №3. - S.33-40.
4. Kacy E.I. Molekulyarnaya genetika associativnogo vzaimodejstviya bakterij i rastenij: sostoyanie i perspektivy issledovanij. - M.: Nauka, 2007. - 86 s.
5. Vorobejkov G.A. Carenko V.P., Lunina N.F. Polevye i vegetacionnye issledovaniya po agrohimii i fitofiziologii: ucheb. posobie. - SPb.: Prospekt Nauki, 2014. - 144 s.
6. Koide R.T., Mosse B. A history of research onarbuscularmycorrhiza // Mycorrhiza. 2004. Vol. 14. P. 145-163
7. Marschner H., Dell B. Nutrient uptake in mycorrhizal symbiosis // Plant & Soil. 1994. Vol. 159. P. 89 - 102.
УДК 632.951:635.21(470.2) DOI 10.24411/2078-1318-2020-12038
Канд. биол. наук О.В. ДОЛЖЕНКО (ФГБНУ ВИЗР, agrozara86@mail.ru) Аспирант Т.В. БЕНДИКАЙТЕ (ФГБОУ ВО СПбГАУ, tvbendi94@yandex.ru) Доктор биол. наук Т.В. ДОЛЖЕНКО (ФГБОУ ВО СПбГАУ, ООО «ИЦЗР» dolzhenkotv@mail.ru)
ХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА СЕМЕННЫХ ПОСАДОК КАРТОФЕЛЯ ОТ ТЛЕЙ
В системе сертификации семенного картофеля в Российской Федерации с 1 января 2018 года введён новый межгосударственный стандарт ГОСТ 33996-2016 «Картофель семенной. Технические условия и методы определения качества» [1, 2]. Стандарт создан для оптимизации нормативных показателей товарного качества семенного картофеля, реализуемого на рынке, и минимизации возможных рисков возникновения технических барьеров при проведении экспортно-импортных поставок сертифицированных семян в рамках стран - участниц Евразийского экономического союза (ЕАЭС).
Содержащиеся в стандарте Положения охватывают практически все основные аспекты контроля качества и сертификации семенного картофеля: сортовая идентичность (подлинность) и чистота сорта; отслеживаемость происхождения семенных партий; уровень качества для различных категорий семенного материала в отношении болезней, вредителей, дефектов; допуски в отношении размерных характеристик и внешнего товарного вида клубней; правила упаковки, пломбирования и маркировки.
В соответствии с ГОСТом в семенном картофеле не допускается наличие возбудителей инфекционных болезней и вредителей, имеющих карантинное значение (рак картофеля, бурая бактериальная гниль, золотистая цистообразующая картофельная нематода, картофельная моль и др.)
