Сельскохозяйственные науки

526.32:631.559:631.8(571.15)

д.с.-х.н., Курсакова В.С., к.с.-х.н., Ступина Л.А., к.с.-х.н., Чернецова Н.В.

ФГБОУ ВО «Алтайский государственный аграрный университет», Россия

Влияние диазотрофных бактерий на фотосинтетическую активность и продуктивность яровой твёрдой пшеницы в условиях Приобской лесостепи

Ключевые слова: ассоциативная азотфиксация, урожайность, инокуляция, яровая пшеница, биопрепараты.

Key words: associative nitrogen fixation, yield, inoculation, spring wheat, biologics.

Аннотация: Изучали влияние инокуляции семян препаратами диазотрофных бактерий на формирование урожайности зерна двух сортов твердой яровой пшеницы. Установлено, что сорт Алтайский янтарь более отзывчив на биопрепараты, чем сорт Алейская, так как предпосевная инокуляция в большей мере способствовала увеличению всхожести, сохранности растений, ЧПФ, ФСП, элементов продуктивности и урожайности.

Abstract: We studied the effects of inoculation agents diazotrophic bacteria on the formation of grain yield of two varieties of hard winter wheat. It is established that the variety Altai amber more responsive to biologics than grade Aleyskaya as seedbed inoculation increasingly contributed to increase germination, plant safety, PEF, FAK, elements of productivity and yield.

Одним из направлений использования биотехнологий в земледелии является применение биологических препаратов на основе микроорганизмов, которые повышают уровень минерального питания растений [1]. Улучшить азотное питание злаковых и других не бобовых культур способны ассоциативные азотфиксаторы. Эти микроорганизмы, размещаясь в корневой зоне растений, в благоприятных условиях могут обеспечить до 45 % потребности растений в азоте. Оптимизируя свойства почвы продуктивность природной популяции ассоциативных азотфиксаторов можно повысить в 2 – 4 раза [2,3].

Цель исследования заключалась в изучении влияния предпосевной обработки семян препаратами ассоциативных азотфиксирующих бактерий на фотосинтетическую активность и урожайность яровой твёрдой пшеницы.

Исследования проводили в 2013-2015 годах на учебно-опытном поле Алтайского ГАУ, расположенного в зоне умеренно засушливой колочной степи Алтайского края. Почвы опытного участка чернозём выщелоченный. Климат района характеризуется резкой континентальностью. Годы исследования отличались по климатическим особенностям. Вегетационный период 2013 года был прохладным и достаточно увлажненным, 2014 – засушливым, лишь к концу вегетации прошли сильные дожди, а в 2015 году отмечалась слабая засуха, но осадки были своевременны и достаточны для формирования элементов продуктивности твёрдой пшеницы. Объектами исследования служили 2 сорта яровой твёрдой пшеницы Алтайской селекции: среднеспелый сорт Алтайский янтарь и среднепозднеспелый Алейская. Для инокуляции применялись препараты диазотрофных бактерий: мизорин, содержащий чистую культуру Arthrobacter mysorens, штамм 7; ризоагрин (Agrobacterium radiobacter, штамм 204); флавобактерин (Flavobacterium sp., штамм Л 30). Площадь делянок 3 м², повторность трехкратная, норма высева 500 всхожих зерен на 1 м².

Одним из критериев проведения агротехнологий является всхожесть и сохранность растений. Обработка семян бактериальными препаратами в среднем за 3 года способствовала увеличению всхожести семян на 1,6-14,5 %, а сохранность растений повышалась на 10,3-16,8 % к 53,4 % на контрольном варианте.

Формирование элементов продуктивности зависит от минерального питания растений, которое отражается на развитии ассимиляционной поверхности. В опыте инокуляция положительно повлияла на показатели фотосинтетической деятельности обоих сортов пшеницы и установлено достоверное повышение работы листовой поверхности от использования диазотрофных бактерий (табл.1). Площадь листьев в фазу цветения у сорта Алейская превышала контрольный вариант на 7,1- 77,0 % и на 11,4-78,3 % у сорта Алтайский янтарь. Это отразилось и на мощности работы листовой поверхности. Наибольшие величины фотосинтетического потенциала отмечены на вариантах с максимальной площадью листьев. Можно отметить, что листья на вариантах с обработкой диазотрофными бактериями быстрее нарастали и значительно дольше функционировали, что отразилось на накоплении биомассы и формировании урожая.

Таблица 1 – Фотосинтетическая активность растений пшеницы, 2013-2015 гг.

Показатели	Контроль	Мизорин	Ризоагрин	Флавобактерин	НСР₀₅
Алейская
Площадь листьев, м²/м²	158,5	169,8	282,9	280,6	9,5
ЧПФ, г/м² сут.	2,84	3,61	3,94	3,67	0,25
ФСП, тыс.м²/дней га	128,6	133,4	136,6	137,8	2,15
Алтайский янтарь
Площадь листьев, м²/м²	174,4	194,2	298,6	310,9	10,2
ЧПФ, г/м² сут.	3,80	4,74	6,68	5,62	0,56
ФСП, тыс.м²/дней га	134,4	143,0	142,5	153,1	3,12

Чистая продуктивность фотосинтеза на инокулированных вариантах также была выше, чем на контроле, на 0,8-1,1 г/м² сут. у сорта Алейская и на 0,9-2,88 г/м² сут. у сорта Алтайский янтарь. Наиболее эффективными на обоих сортах пшеницы оказались препараты Ризоагрин и Флавобактерин.

Наиболее полное формирование элементов структуры урожая у сортов яровой твёрдой пшеницы отмечалось на инокулированных вариантах (табл. 2). Наибольший вклад в урожайность сортов внесли количество зерен в колосе и масса 1000 зерен. Доля влияния фактора составила 43,5 и 36,3 % соответственно.

Таблица 2 – Влияние ассоциативных азотфиксаторов на структуру урожая яровой твёрдой пшеницы, 2013-2015 гг.

Вариант	Количество растений, шт./м²	Высота растений, см	Длина колоса, см	Количество колосков в колосе, шт.	Количество зерен в колосе, шт.	Масса 1000 зерен, г
Алейская
Контроль	225,0	70,3	6,0	11,0	19,6	38,32
Мизорин	329,3	75,7	7,2	15,9	25,4	43,67
Ризоагрин	359,0	86,1	7,3	16,4	24,4	41,32
Флавобактерин	369,3	87,7	7,8	17,9	25,8	42,61
Алтайский янтарь
Контроль	265,3	75,5	6,3	13,3	18,8	39,63
Мизорин	358,0	83,1	7,6	17,4	20,0	43,15
Ризоагрин	361,0	84,4	7,9	18,4	22,1	44,62
Флавобактерин	367,5	92,2	8,3	18,4	20,7	43,42

Использование биопрепаратов способствовало увеличению урожайности обоих сортов яровой пшеницы (табл. 3). В среднем за 3 года инокуляция обеспечила прибавку урожая сорта Алейская на 12,5-30,5 %. Наибольшие прибавки получены на вариантах Мизорин и Флавобактерин.

Таблица 3 – Урожайность сортов твердой пшеницы, 2013-2015 гг.

Вариант	Урожайность, т/га
	2013 г.	2014 г.	2015 г.	Среднее за 3 года	Отклонение от контроля
	2013 г.	2014 г.	2015 г.	Среднее за 3 года	ц/га	%
Алейская
Контроль	2,91	0,51	2,88	2,10	-	-
Мизорин	3,77	0,65	3,81	2,74	0,64	30,5
Ризоагрин	3,05	0,69	3,35	2,36	0,26	12,5
Флавобактерин	3,56	0,62	3,91	2,70	0,60	28,6
НСР₀₅	0,31	0,12	0,19	0,20	-	-
Алтайский янтарь
Контроль	2,01	0,44	2,15	1,53	-	-
Мизорин	2,83	0,63	2,94	2,13	0,60	39,2
Ризоагрин	2,93	0,86	3,18	2,32	0,79	51,6
Флавобактерин	3,03	0,77	3,42	2,41	0,88	57,5
НСР₀₅	0,34	0,10	0,21	0,22	-	-

В среднем за 3 года у сорта Алтайский янтарь на инокулированных вариантах урожайность по сравнению с контролем увеличилась на 39,2-57,5 %. Более высокие прибавки от препаратов Ризоагрин и Флавобактерин. Важно отметить, что специфичность сорта имеет большое значение, как в формировании урожайности, так и в отзывчивости на инокуляцию. Сорт Алтайский янтарь на экстенсивном фоне формирует меньшую урожайность во все годы исследования, а при инокуляции диазотрофами значительнее увеличивает урожайность, чем сорт Алейская, что может являться критерием его интенсивности.

Литература:

1. Базилинская Н.В. Биоудобрения / Н.В. Базилинская. – М.: Агропромиздат, 1989. – 128 с.

2. Трепачев Е. П. Роль биологического азота в повышении плодородия почв, урожайности и экономичности сельскохозяйственных культур / Е.П. Трепачев // Основные условия эффективности применения удобрений. – М., 1986. – С.225-241.

3. Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай / А.А. Завалин. – М.: ВНИИА, 2005. – 302 с.