Казань, Россия
Целью исследований была оценка эффективности различных биологических препаратов при различных методах их применения (обработка семян, обработка растений) на яровой пшенице. Объектом исследования была яровая пшеница (Triticum aestivum L) сорт Бурлак. Изучались два вида эндофитных бактерий Bacillus velezensis KS-25 и Bacillus velezensis KS-31. Исследования проводили в 2022-2023 годах на базе ООО «Агробиотехнопарк» ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ». Агрохимические показатели серой лесной почвы были следующими: содержание гумуса 3,0%, содержание подвижного фосфора очень высокое (250 мг/кг по Кирсанову), содержание обменного калия повышенное (170 мг/кг). Схема полевого опыта предусматривала изучение следующих вариантов: контроль (без обработки); обработка семян KS-25 дозой 1 л/т; обработка семян KS-31 дозой 1 л/т; опрыскивание растений KS-25 дозой 1 л/га; опрыскивание растений KS-31 дозой 1 л/га. Повторность опыта – четырехкратная, размещение делянок последовательное, площадь каждой делянки 24 м2. Сравнительно большая сухая масса корней и стебля в 2022 году была получена на варианте с обработкой семян штаммом KS-31 1 л/т и составила 3,45 и 15,24 грамма соответственно. В 2023 году лучшие показатели были получены на варианте с опрыскиванием растений штаммом KS-31 1 л/га и составили 3,26 и 14,1 граммов соответственно. Превышение сохранности всходов над контролем была получена на варианте с обработкой семян штаммом KS-25 1 л/т и увеличила этот показатель на 4,5%. При анализе структуры урожая яровой пшеницы, обнаружилось увеличение числа продуктивных стеблей на варианте с обработкой семян штаммом KS-25 1 л/т. Наибольшая масса зерна с 1 колоса была на двух вариантах, где проводилось опрыскивание растений штаммами KS-25 1 л/га и KS-31 1 л/га составившие по 0,99 граммов. Наибольшая урожайность зерна была получена на варианте с использованием штамма KS-31 при опрыскивании растений, где прибавка составила 0,35 т/га или 8,6%. На 1% уступил по урожайности вариант с опрыскиванием KS-25 1 л/га, где прибавка составила 0,31 т/га или 7,6%.
яровая пшеница (Triticum aestivum L), эндофитные бактерии, Бурлак, урожайность, структура урожая
Огромной проблемой в настоящее время является применение большого количества пестицидов. Использование пестицидов создает угрозу для здоровья человека и окружающей среды [1, 2, 3].
Исследования, проведенные в различных районах Республики Татарстан, показали, что превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) по применению пестицидов может доходить до 2,7 [4].
В настоящее время увеличивается роль биологических препаратов как аналогов пестицидам для защиты растений от фитопатогенов и для преодоления различных абиотических стрессов во время вегетации культур [5, 6, 7].
Одной из групп, входящих в состав биоагентов при создании биопрепаратов, являются эндофитные бактерии [8]. Эндофитные микроорганизмы играют большую роль в процессах, происходящих в растительном организме, помогая растению-хозяину улучшать рост, проявлять устойчивость к различным абиотическим стрессам и снижать инфекционный фон при возделывании сельскохозяйственных культур [9, 10, 11].
Ведущей зерновой культурой в РФ является яровая пшеница [12, 13].
Развитие различных инфекционных болезней на яровой пшенице, а также стрессовые факторы значительно влияют на получение урожая этой культуры [14, 15].
Как показывают исследования, биологические препараты положительно влияют на экологическую пластичность, структуру и урожайность этой культуры, повышая ее качественные характеристики [16, 17, 18].
В связи с вышеизложенным, целью исследований была оценка эффективности различных биологических препаратов при различных методах их применения (обработка семян, обработка растений) на яровой пшенице.
Условия, материалы и методы. Объектом исследования была яровая пшеница (Triticum aestivum L.) сорт Бурлак. Исследования проводились в 2022-2023 годах на базе ООО «Агробиотехнопарк» ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ». Полевые опыты проводились на типичных серых лесных почвах с содержанием в пахотном слое гумуса 3,0%, подвижного фосфора очень высокое (250 мг/кг по Кирсанову), обменного калия повышенное (170 мг/кг). Реакция почвенной среды была близка к нейтральной (рН 6,6 солевой вытяжке). Изучались два вида эндофитных бактерий Bacillus velezensis KS-25 и Bacillus velezensis KS-31 как наиболее эффективно повлиявших на проростки в лабораторных исследованиях.
Схема полевых исследований предусматривала изучение следующих вариантов:
1. Контроль (без обработки)
2. Обработка семян KS-25 дозой 1 л/т
3. Обработка семян KS-31 дозой 1 л/т
4. Опрыскивание растений KS-25 дозой 1 л/га
5. Опрыскивание растений KS-31 дозой 1 л/га
В фазе выхода в трубку проводилось опрыскивание растений биопрепаратами. Полевые опыты закладывались в четырехкратной повторности, делянки размещали последовательно, общая площадь делянок – 24 м2, учетная – по 20 м2. Предшественник – чистый пар. Во время ухода за посевами в фазе кущения яровой пшеницы для уничтожения сорняков проводили опрыскивание гербицидами Ластик Экстра КЭ и Балерина Супер СЭ (0,8 + 0,5 литра). В ходе выполнения исследований проведены наблюдения, учеты, анализ биологического урожая и его структуры методом снопа (сохранность растений, продуктивная кустистость, масса зерна, масса соломистой части образца) по методикам Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Уборку осуществляли в фазе полной спелости зерна комбайном САМПО-500. Статистическую обработку результатов исследований проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову.
В 2022 году наблюдалась благоприятная погода для развития яровой пшеницы (рис. 1). В мае выпала двойная норма осадков из-за чего полевые работы начались позднее. Дальнейшее увеличение температуры и наличие осадков в период вегетации положительно отразилась на росте и развитии яровой пшеницы при гидротермическом коэффициенте (ГТК-1,35). 2023 год охарактеризовался ранним началом полевых работ из-за раннего прихода весны. В период вегетации наблюдалась засуха из-за повышенного температурного режима и отсутствии осадков в наиболее критические фазы развития культуры по влагообеспеченности.
Рис. 1 - Метеорологические условия в период вегетации яровой пшеницы, 2022-2023 годы
Результаты и обсуждение. Накопление сухой массы растениями в фазу колошения зависела прежде всего от метеорологических условий, а также от варианта обработки (рис.2). В 2022 году сухая масса корней и стебля на варианте с обработкой семян штаммом KS-31 1 л/т была значительно выше, чем в контроле, и составила 3,45 и 15,24 грамма соответственно. В 2023 году лучшие результаты были получены при опрыскивании растений KS-31 и составили 3,26 и 14,1 граммов соответственно.
Рис. 2 – Сухая масса растений в фазу колошения в зависимости от использования штаммов KS-25 и KS-31, 2022-2023 гг.
На вариантах с использованием биологических препаратов наблюдалось улучшение показателей выживаемости растений (табл.1). Обработка семян штаммом KS-31 1 л/т увеличила полевую всхожесть на 1% по сравнению с контролем. Наибольшая сохранность всходов была получена на варианте с обработкой семян штаммом KS-25 1 л/т и увеличила этот показатель на 4,5%. Варианты с опрыскиванием растений также улучшали показатели выживаемости растений.
Таблица 1 – Выживаемость всходов яровой пшеницы сорта Бурлак к уборке в зависимости от использования штаммов KS-25 и KS-31, среднее за 2022-2023 гг.
|
Вариант |
Число всходов, шт./м² |
Полевая всхожесть, % |
Число растений к уборке, шт./м² |
Коэффициент продуктивной кустистости |
Выживаемость всходов к уборке, % |
|
1.Контроль (без обработки) |
443 |
73,8 |
348 |
1,29 |
78,5 |
|
2.KS-25 1 л/т |
447 |
74,5 |
371 |
1,22 |
83,0 |
|
3.KS-31 1 л/т |
449 |
74,8 |
369 |
1,21 |
82,1 |
|
4.KS-25 1 л/га |
446 |
74,3 |
366 |
1,18 |
82,0 |
|
5.KS-31 1 л/га |
444 |
74,0 |
362 |
1,2 |
81,5 |
|
НСР05 |
4,56 |
|
4,22 |
|
|
Анализируя структуру урожая яровой пшеницы (табл. 2), обнаружилось увеличение количества продуктивных стеблей на варианте с обработкой семян штаммом KS-25 1 л/т. В то же время на вариантах с опрыскиванием растений штаммами KS-25 (1 л/га) и KS-31 (1 л/га) наблюдалось уменьшение этого показателя. Высота растений, длина колоса и число зерен в колосе незначительно улучшились на всех вариантах использования биопрепаратов. Наибольшая масса зерна с одного колоса было получено на вариантах с опрыскиванием растений KS-25 1 л/га и KS-31 1 л/га, и составило 0,99 грамма на обоих вариантах.
Таблица 2 – Влияние изучаемых штаммов KS-25 и KS-31 на элементы структуры урожая яровой пшеницы сорта Бурлак среднее за 2022-2023 гг.
|
Вариант |
Высота растений, см |
Число продуктивных стеблей, шт./м² |
Длина колоса, см |
Число колосков в колосе, шт. |
Число зерен в колосе, шт. |
Масса зерна с 1 колоса, г |
|
1.Контроль (без обработки) |
84 |
445 |
8,3 |
15 |
26 |
0,91 |
|
2.KS-25 1 л/т |
85 |
450 |
8,5 |
15 |
27 |
0,96 |
|
3.KS-31 1 л/т |
87 |
444 |
8,6 |
15 |
27 |
0,96 |
|
4.KS-25 1 л/га |
86 |
433 |
8,6 |
15 |
27 |
0,99 |
|
5.KS-31 1 л/га |
87 |
433 |
8,7 |
15 |
27 |
0,99 |
|
НСР05 |
2,06 |
4,62 |
|
|
|
0,08 |
Анализируя полученную урожайность (табл.3), отметим, что наибольшая урожайность зерна была получена при опрыскивании растений штаммом KS-31 (1 л/га), где урожайность увеличилась на 0,35 т/га или на 8,6% по сравнению с контролем. При опрыскивании штаммом KS-25 (1 л/га) прибавка составила 0,31 т/га, что на 1% меньше, чем при использовании KS-31.
Таблица 3 – Влияние изучаемых штаммов KS-25 и KS-31 на урожайность зерна яровой пшеницы сорта Бурлак, 2022-2023 гг.
|
Вариант |
Урожайность зерна, т/га |
Средняя |
Прибавка |
||
|
2022 г. |
2023 г. |
|
т/га |
% |
|
|
1.Контроль (без обработки) |
4,16 |
3,95 |
4,05 |
- |
- |
|
2.KS-25 1 л/т |
4,54 |
4,05 |
4,29 |
0,24 |
5,9 |
|
3.KS-31 1 л/т |
4,34 |
4,15 |
4,24 |
0,19 |
4,7 |
|
4.KS-25 1 л/га |
4,47 |
4,25 |
4,36 |
0,31 |
7,6 |
|
5.KS-31 1 л/га |
4,51 |
4,30 |
4,40 |
0,35 |
8,6 |
|
НСР05, т/га |
0,12 |
0,10 |
|
||
Биологические препараты положительно влияют на качество урожая (табл.4). На варианте с опрыскиванием растений KS-25 1 л/га, содержание сырой клейковины увеличилось на 3,9% по сравнению с контролем. Наибольшее содержание клейковины было получено в засушливом 2023 году.
Таблица 4 – Влияние биологических препаратов на содержание сырой клейковины в зерне яровой пшеницы сорта Бурлак в 2022-2023 гг.
|
Вариант |
Содержание сырой клейковины, % |
± к контролю |
|||
|
% |
% |
||||
|
2022 |
2023 |
Средняя |
|
|
|
|
1.Контроль (без обработки) |
21,7 |
32,6 |
27,1 |
- |
- |
|
2.KS-25 1 л/т |
25,0 |
34,8 |
29,9 |
2,8 |
10,3 |
|
3.KS-31 1 л/т |
19,0 |
34,2 |
26,6 |
- |
- |
|
4.KS-25 1 л/га |
25,6 |
36,4 |
31,0 |
3,9 |
14,3 |
|
5.KS-31 1 л/га |
23,2 |
34,6 |
28,9 |
1,8 |
6,6 |
|
НСР05, % |
0,9 |
0,85 |
|
||
Выводы. Исследования показали, что обработка семян биопрепаратом на основе эндофитных бактерий штамма KS-25 1 л/т способствовала увеличению сохранности растений на 4,5%, урожайности на 5,9%. Наиболее эффективным препаратом при опрыскивание вегетирующих растений был штамм KS-31 1 л/га, обеспечивший наибольшую массу зерна с 1 колоса, прибавку урожайности 0,35 т/га.
1. Brown, C. D., & Baird, D. J. (2019). Pesticide residues in cereal crops: Current knowledge and future trends. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 67 (19), 5391-5402.
2. Рускевич Г. А., Гавдель А. С. Минимизация опасности непригодных и запрещенных пестицидов в Беларуси // Экологический вестник. 2012. № 3. С. 97-102.
3. Сластя И. В. Оценка эколого-токсикологической опасности применения пестицидов // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2023. Т. 16. № 1(76). С. 53-60. DOIhttps://doi.org/10.53914/issn2071-2243_2023_1_53.
4. Гилмурахманова Д. Д. Анализ содержания пестицидов в зерновых культурах на территории Республики Татарстан // Флагман науки. 2024. № 5(16). С. 257-261.
5. Кирюшин В. И. Проблема экологизации земледелия в России (Белгородская модель) // Достижения науки и техники АПК. 2012. № 12. С. 3-9.
6. Козлова Е.А. Биологизация систем защиты сельскохозяйственных культур от болезней // Вестник аграрной науки. 2022. №1 (94). С. 17-22. Doihttps://doi.org/10.17238/issn2587-666X.2022.1.17
7. The importance of natural factors in controlling the number density of pest pests / S. K.Yuldasheva, M. F. Bekchonova, D.A. Almatova, G. Askarova, K. Numonjon //International scientific journal of Biruni. 2022. №2. С. 114-120. Doihttps://doi.org/10.24412/2181-2993-2022-2-114-120
8. Kuramshina Z. M., Smirnova Y. V., Khairullina R. M. Influence of bacillus subtilis and cadmium on the mycorrhization of wheat plants // International Research Journal 2022. №4-2 (118). С.103-106. doihttps://doi.org/10.23670/IRJ.2022.118.4.090
9. Диабанкана Р. Ж. К., Сафин Р. И. Оценка влияния применения биопрепаратов в период вегетации на микробиом семян яровой пшеницы // Агробиотехнологии и цифровое земледелие. 2023. № 1(5). С. 22-26. DOIhttps://doi.org/10.12737/2782-490X-2023-22-26.
10. Изучение влияния эндофитных бактерий рода Bacillus на рост и стрессоустойчовость проростков яровой пшеницы и сои / Г. Х. Шаймуллина, Р. И. Сафин, О. А. Егорова и др. // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2023. Т. 18, № 4(72). С. 53-59. DOIhttps://doi.org/10.12737/2073-0462-2023-53-59.
11. Павловская Н. Е., Тупиков Н. Ю. Действие новых биологических препаратов на хозяйственно-ценные признаки яровой пшеницы Дарья // Вестник аграрной науки. 2023. № 2(101). С. 40-48. DOIhttps://doi.org/10.17238/issn2587-666X.2023.2.40.
12. Сафин Р. И. Современное состояние и перспективы развития производства зерновых злаковых культур в Республике Татарстан // Роль аграрной науки в решении проблем современного земледелия: Сборник трудов всероссийской (национальной) научно-практической конференции, посвященной памяти профессора кафедры растениеводства и плодоовощеводства д.с-х.н., профессора А.А. Зиганшина. Казань. 2023. С. 156-162.
13. Петрова И. Ф. Современное состояние зерновой отрасли в Приволжском федеральном округе // Агропродовольственная политика России. 2014. № 2(26). С. 8-12.
14. Гришечкина Л.Д. Фунгициды для защиты пшеницы яровой от семенной и почвенной инфекции // Защита и карантин растений. 2022. № 3. С. 13-17. doihttps://doi.org/10.47528/1026-8634_2022_3_13
15. Эффективность двукратного применения фунгицидов на посевах озимой пшеницы / Н. Н. Глазунова, Л. В. Мазницына, Ю. А. Безгина, А. В. Алексеев // Агрохимический вестник. 2013. № 1. С. 19-20.
16. Влияние предпосевной обработки семян на развитие болезней и продуктивность зерновых культур / Н. Г. Пилипенко, О. Т. Андреева, Л. П. Сидорова, Н. Ю. Харченко // Кормопроизводство. 2022. № 1. С. 37-42.
17. Эффективность предпосевной обработки семян новых сортов яровой пшеницы биологическими препаратами и химическими протравителями. Ф. С. Султанов, А. А. Разина, О. Б. Габдрахимов, О. Г. Дятлова // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35, № 3. С. 33-38. DOIhttps://doi.org/10.24411/0235-2451-2021-10306.
18. Влияние предпосевной обработки препаратами протекторного действия и минеральных удобрений на качества семян / Е. Н. Шаболкина, Л. К. Нещерет, Н. В. Анисимкина [и др.] // Зерновое хозяйство России. 2018. № 4(58). С. 11-14. DOIhttps://doi.org/10.31367/2079-8725-2018-58-4-11-14.
