Россия
Представлены результаты эффективности препарата «ОrganitN», содержащего живые бактерии рода Аzospirillum zeae на урожайность и показатель крахмала. Опыты закладывались на дерновой-подзолистой среднесуглинистой почве, агрохимические показатели: содержание гумуса – 4,2 %, pHkcl =6,6; P2O5 – 1028 мг/кг; K2О-377 мг/кг. Схема опыта включала следующие варианты: 1) контроль; 2) «ОrganitN» норма расхода 5л/га, предварительная предпосевная обработка методом замачивания клубней; 3) «ОrganitN норма расхода 5л/га без предварительного замачивания клубней, метод полива. Предпосевная обработка клубней картофеля сорта «Регги» препаратом оказывает положительное воздействие на рост картофеля. Наибольший эффект от препарата «ОrganitN» по результатам уборки урожая картофеля сорта «Регги» получена достоверная прибавка урожая (16,4%) в варианте 2 с нормой расхода 5л/га, методом замачивания клубней, урожай составил 21,7 т/га, метод полива без замачивания оказался менее результативным. Замачивание клубней дает более устойчивую связь между бактериями и ризосферой растения. Наличие более обширного количества азотфиксирующих бактерий привело к высокому содержанию показателя щелочногидролизованного азота в почве (190мг/кг) по сравнению с контролем (136 мг/кг) и улучшило пищевой режим почвы. Активность азотфиксаторов продлевает период вегетации и влияет на рост и формирование клубней. Применение препарата методом замачивания посевного материала увеличило урожай картофеля, также способствовало увеличению количества клубней с одного куста. Показатели крахмала не увеличены. Использование бактерий в аграрном секторе будет способствовать оздоровлению почвы, увеличению почвенной биоты, достижения и создания между ними кворума для совместного действия и накоплению почвенного органического вещества.
азотфиксирующие бактерии, «ОrganitN», ризосфера, картофель сорта «Регги», биопрепарат, азотфикация
Введение. Нерациональное использование минеральных удобрений приводит к снижению плодородия почв и вызывает загрязнение почвы и биосферы нитратами и агрохимикатами. В мире возрастает интерес к природным добытчикам азота, как наиболее выгодным средством экологически эффективного выращивания здоровых сельскохозяйственных культур. Актуальными становятся разработки биопрепаратов природного происхождения, в мире уже запатентовано много различных штаммов микроорганизмов и запущено в производство [1, 2]. Однако применение биопрепаратов содержащих живые бактерии в аграрном секторе для максимального эффекта должно проводиться с предварительным изучением способов внесения и набором сельскохозяйственных культур [3, 4].
При возделывании сельскохозяйственных культур одним из основных агротехнических приемов является предпосевная обработка семян стимуляторами роста, микроэлементами, полезными бактериями. Такие обработки обеспечивают активизацию роста и развития растений, увеличение урожая, устойчивость к вредителям и болезням[5, 6]. Такой прием имеет ряд преимуществ: экологически безопасный, экономичный способ внесения микроэлементов, обеспечивающий высокий коэффициент поглощения действующего вещества, соответствие требованиям охраны окружающей среды. Микробиологическая фиксация атмосферного азота – представляется экологически чистым путем снабжения растений связанным азотом, при котором становится невозможно загрязнение окружающей среды. Считается, что всеобщее освоение процесса микробиологической фиксации молекулярного азота позволит решить ряд проблем в обеспечении питания населения планеты. Особое значение имеет изучение использования биологического азота, поскольку в пахотных почвах до 80 % азот фиксируется из атмосферного воздуха бактериями, вступающими в симбиотические связи с высшими растениями и ассоциативными свободноживущими микроорганизмами [7].
Научно-практический интерес представляет действие бактерий, способных повышать урожайность, влиять на вегетацию, учитывая неблагоприятные климатические условия и устойчивость к заболеваниям растений физиологического и инфекционного происхождения, экологичность продукта. Микроорганизмы в почве развиваются не как обособленные или индивидуальные представители, а как сложное, многофункциональное сообщество, которое образует биологическую сеть взаимовыгодного существования растений и микроорганизмов. За счет действия микроорганизмов в ризосфере осуществляется переход труднодоступных органических и минеральных форм азота в доступные для растений. Ризосфера растений с одной стороны выполняет важные естественные функции деструктора органических соединений, а с другой является биостерилизатором патогенных организмов. В результате в почве растение – микроорганизмы формируют сложный комплекс биологически активных веществ. Необходимо создавать оптимальные условия для взаимодействия бактериального штамма и сорта растения, для повышения азотфиксирующей активности и выгодного сотрудничества между растением и микробным пулом [8].
Цель исследований - изучение сравнительной эффективности препарата «OrganitN» содержащего живые бактерии Аzospirillum zeae способные фиксировать атмосферный азот и их влияние на урожайность и содержания крахмала картофеля сорта «Регги».
Картофель является одной из самых ценных продовольственных культур в мире. В республике Татарстан его возделывают на площади 74,2 тыс.га, их них на долю личных подсобных и крестьянских фермерских
хозяйств, приходится – 68,4 тыс. га,
сельскохозяйственных формирований – 5,8 тыс. га [9, 10, 11].
Результаты и обсуждение. Важной характеристикой выращивания сельскохозяйственных культур остаются показатели продуктивности сорта, качества, сведения к минимуму заболевания, экологически безопасное применение препаратов.
Первые всходы взошли на 16-18 день после посадки. Фенологические наблюдения вегетации роста сорта «Регги» не выявили существенных изменений в росте, вегетации, цветение в вариантах запускалось практически одинаково с контролем. Полегание и пожелтение в вариантах опыта не отличалось.
Микробная активность бактерии рода Аzospirillum zeae способствовала увеличению клубней с одного куста картофеля, при осенней выкопке на столонах корней картофеля были обнаружены молодые недоразвившиеся клубеньки, можно заключить, что увеличение азотфиксации влияет на урожайность положительно. Если климатические условия, позволят выкапывать картофель в более поздние сроки, увеличивается вероятность получения большего урожая. Средний вес клубней картофеля 780 грамм с одного куста был получен с делянки на варианте 2, в сравнении с контролем - 530 грамм и в делянках варианта 3 - 650 грамм. Так, по результатам уборки урожая картофеля сорта «Регги» в варианте 2 получено 21,7 т/га, что по отношению к контролю является достоверной прибавкой (больше на 16,4%). Методом полива без замачивания (вариант 3) собрано 19,3 т/га клубней картофеля и это на 3,5% больше по отношению
к контролю, но прибавка не достоверна (18,6 т/га) (табл.1).
Картофель, обработанный препаратом «ОrganitN» увеличил количество клубней с куста и массы, но в количестве уступает.
Во время цветения картофеля были отобраны почвенные образцы и проведен анализ на содержание щелочногидролизуемого азота, увеличение азота в почве произошло в варианте 2 с предварительным замачиванием, и
составило 190 мг/кг, в варианте 3 - 167,4
мг/кг и на контроле - 136 мг/кг соответственно
(табл. 2)
Качественные признаки культуры картофеля определяются содержанием крахмала в клубнях, которое зависит от урожайности и сорта. Данные показатели учитываются при расчете рентабельности производства. Следует учесть, что низкое содержание крахмала не всегда удается компенсировать высоким урожаем. Поэтому при возделывании картофеля необходимо выбирать сорта не только высокоурожайные, но и с высоким содержанием в них крахмала (табл. 3).
Исходя из полученных данных можно заключить, что увеличение азотфиксации в ризосфере при применении препарата «ОrganitN» не привело к увеличению крахмала в клубнях картофеля.
Экономическая эффективность, выращивания картофеля сорт «Регги» используя препарат «ОrganitN», методом предварительного замачивания клубней в растворе на 4 часа увеличила рентабельность для хозяйства и составила 38%, на контроле - 36%. Свидетельствует о прибыльности использования препарата в хозяйстве, так как с увеличением прироста урожайности связанно и увеличение затрат на применение удобрений, соответственно эффективность их использования хорошая.
Эффективность определяется экономическими параметрами, в частности условным чистым доходом и уровнем рентабельности, которые зависят от урожайности культуры, стоимости полученной продукции и производственных затрат. Результаты экономической эффективности возделывания картофеля в зависимости от вариантов опыта представлены в таблице 4.
Грамотное использование биопрепаратов отвечающее поставленным целям и правильное назначение позволяет решить в аграрном секторе массу вопросов от увеличения урожайности до экологически безопасных
мероприятий в процессе роста и развития культуры [12].
Выводы. Предпосевная обработка клубней картофеля сорта «Регги» препаратом
оказывает положительное воздействие на рост картофеля. Наибольший эффект от препарата «ОrganitN» по результатам уборки урожая картофеля сорта «Регги» получена достоверная прибавка урожая (16,4%) в варианте 2 с нормой расхода 5л/га, методом замачивания клубней, урожай составил 21,7 т/га, метод полива без замачивания оказался менее результативным.
Замачивание клубней дает более устойчивую связь между бактериями и ризосферой растения. Наличие более обширного количества азотфиксирующих бактерий привело к высокому содержанию показателя щелочногидролизованного азота в почве (190мг/кг) по сравнению с контролем (136 мг/кг) и улучшило пищевой режим почвы.
Активность азотфиксаторов продлевает период вегетации и влияет на рост и формирование клубней. Применение препарата
методом замачивания посевного материала увеличило урожай картофеля, также способствовало увеличению количества клубней с одного куста. Показатели крахмала не
увеличены. Использование бактерий в
аграрном секторе будет способствовать
оздоровлению почвы, увеличению почвенной биоты, достижения и создания между ними кворума для совместного действия и
накоплению почвенного органического вещества.
1. Биопрепараты в сельском хозяйстве (методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве) / отв. редакторы: И.А. Тихонович, Ю.В. Круглов. - М., 2005. - 154 с.
2. Minikayev R. The effect of bacterial preparations on the growth, development and quality indicators of sugar beet yield R. Minikayev, L. Gaffarova/ BIO Web of Conferences 17, 00250 (2020)
3. Воробейников Г.А. Исследование эффективности штаммов ассоциативных ризобактерий в посевах различных видов растений / Г.А. Воробейников и др. // Известия РГПУ им. А.И. Герцена: Научный журнал. - 2001. - № 141. - С. 114-123.
4. Дегтярева И.А. Роль ассоциативной азотфиксации в повышении продуктивности небобовых культур, биологической активности почв и их плодородия / И.А. Дегтярева, И.А. Чернов // Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов. - М., 2001. - С. 183-186.
5. Алферов А.А. Ассоциативный азот, урожай и устойчивость агроэкосистемы / А.А. Алферов. - М.: РАН, 2020. - 184 с. ISBN 978-5-907036-87-1.
6. Каримова Л.З., Нижегородцева Л.С., Колесар В.А., Климова Л. Р., Ка-дырова Ф.З., Сафин Р.И. Продуктивность сельскохозяйственных культур при применении биопрепаратов на основе ризосферных бактерий (PGPR). Вестник Казанского ГАУ. -2019.- № 4 (55). С. 53-58.
7. Balandreau J. Microbiology of the association / J. Balandreau // Canad. J. Microbiol. - 1983. - Vol. 29. - P. 851-859.
8. Dart P.J. Nitrogen fixation associated with non-legumes in agriculture / P.J. Dart // Plant and Soil. - 1986. - Vol. 90, № 1.-P. 303- 334.
9. Алексеева, Р. Н., Михайлова Л. В. Эффективность производства картофеля и перспективы развития отрасли/ Р.Н. Алексеева, Л.В. Михайлова//Вектор экономики. - 2019. - №. 2. - С. 56-56.
10. Агафонова, В. Д. Анализ и прогнозирование производства картофеля в Российской Федерации /В.Д.Агафонова, А.В. Арефьева, А.Ю. Андронов//Актуальные проблемы агропромышленного комплекса. - 2018. - С. 3-7
11. Р.М. Сабирова, Г.Ф. Сафиуллина, З.А. Ахмадеева, Г.Г. Паутова Векторная активность крылатых тлей на посадках картофеля в условиях предкамской зоны Республики Татарстан. // Вестник Казанского ГАУ. -2019.- № 4 (54). С. 96-101.
12. Bais H.P. The role of root exudates in rhizosphere interactions with plants and other organisms / H.P. Bais and all // Annu.Rev, Plant. Biol. - 2006. - V.57.
