ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА АЗОТФИКСИРУЮЩУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РАСТЕНИЙ СОИ

ТРИБУНА АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ

УДК / UDC 633.34:631.461.5:631.86

ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА АЗОТФИКСИРУЮЩУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РАСТЕНИЙ СОИ

THE EFFECT OF ORGANIC FERTILIZERS ON THE NITROGEN-FIXING ACTIVITY

OF SOY PLANTS

Михалева Е.С.*, аспирант Mikhaleva E.S., Postgraduate Student Торгашов В.Л., магистрант Torgashov V.L., Graduate Student

Половинкин Г.А., магистрант Polovinkin G.A., Graduate Student ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет

имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia

*E-mail: best-eco@outlook.com

Каждый год примерно до 60% органического вещества, аккумулированного в продукции, отчуждается с урожаем сельскохозяйственных растений - это приводит к нарушению его баланса в почве. Применение в качестве удобрения помёта является перспективным и экологически выгодным агроприемом. Лабораторные эксперименты осуществлялись на кафедре агроэкологии и ООС ФГБОУ ВО Орловский ГАУ. Полевые опыты закладывались в севообороте НОПЦ «Интеграция» (п. Лаврово, Орловская область, Орловский район). Объектом исследований служил сорт сои Свапа (селекция ВНИИЗБК), районированный по 5 региону. Удобрения применяли (внекорневая подкормка) в двух дозировках из расчета по 1 л на гектар и 2 л на гектар (на делянку размером 10 м2 применяется 10 мл и 20 мл исследуемого удобрения соответственно и 3 л воды). Установлено, что внесение в агроценозы сои сорта Свапа органических удобрений Биоклад и Вермикс вместе с повышением нодуляции корней дало положительный эффект на азотфиксирующую активность растений. При этом эффективность интродуцируемых организмов, прежде всего, зависела от самого удобрения и его нормы расхода. За три года исследований наибольшее количество симбиотически фиксированного азота в агроценозе сои сорта Свапа было отмечено в варианте с внесением органического удобрения Биоклад при норме расхода 1 л/га, который составил 41,8 кг/га. Стимуляция симбиотической деятельности сои сорта Свапа при внесение органических удобрений Биоклад и Вермикс способствовала повышению усвоения ими азота воздуха и включению его в биологический синтез, в следствие чего оказали положительное действие на продуктивность зерна сои сорта Свапа. Максимально стабильную прибавку по урожайности, вне зависимости от года возделывания, обеспечил вариант с внесением органического удобрения Биоклад, независимо от нормы его внесения, в результате, сбор зерна c гектара составил 3,42 т/га.

Every year, up to 60% of the organic matter accumulated into the product is alienated from the crop of agricultural plants - this leads to a disruption in its balance in the soil. The use of manure as a fertilizer is a promising and environmentally friendly agricultural method. Laboratory experiments were carried out at the Department of Agroecology and Environmental Protection, Oryol State Agrarian University named after N.V. Parakhin. Field experiments were laid in the crop rotation of the Integration Development and Production Center (Lavrovo settlement, the Oryol region, the Oryol region). The object of the research was the soybean variety Svapa (VNIIZBK selection), located in the 5th region. Fertilizers were used (foliar top dressing) in two

dosages of their calculation of 1 liter per hectare and 2 liters per hectare (10 ml and 20 ml of the studied fertilizer and 3 liters of water, respectively, were applied to a plot of 10 m2). It was established that the addition of organic fertilizers Bioklad and Vermiks to agrocenoses of the Swapa variety together with an increase in root nodulation gave a positive effect on the nitrogen-fixing activity of the plants. At the same time, the efficiency of introduced organisms, first of all, depends on the preparation itself and its consumption rate. For three years of the research, the largest amount of symbiotic fixed nitrogen in the soybean variety of Svapa was noted in the variant with the introduction of the organic preparation Bioklad at a rate of 1l/ha, which amounted to 41,8 kg / ha. Stimulation of the symbiotic activity of Swap soybeans with the addition of organic fertilizers Bioklad and Vermiks helped to increase their nitrogen absorption and their incorporation into biological synthesis, as a result of which the variety has a positive effect. The maximum stable yield gain, regardless of the year of the cultivation, provided the option of adding the organic preparation Bioklad, regardless of the rate of application, in the result the yield grain was 3,42 t / ha per hectare.

Введение. Значение теоретических основ и правильный подбор элементов технологии возделывания основных зерновых, зернобобовых и крупяных культур являются основными критериями повышения продуктивности посевов и качества зерна. Современное производство немыслимо без применения удобрений и химических средств защиты растений. Однако на первое место выходят экологически безопасные технологии. Так, основы концепции сельскохозяйственного производства в настоящее время представлены разработкой и внедрением экологически безопасных энергосберегающих приемов, направленных на биологический механизм управления продукционным процессом фитоценозов. Стало очевидно, что обеспечение продовольственной безопасности страны и здоровья человека напрямую связано с воспроизводством почвенного плодородия и повышением устойчивости агроценозов, основанным на использовании средообразующего потенциала последних [1-4]. Соя с этих позиций в большей степени соответствуют современным требованиям формирования экологического равновесия на основе биологических факторов земледелия [5-11].

Реализация максимальной продуктивности культуры, в т.ч. сои, при повышении устойчивости растений к климатическим, водным, солевым и осмотическим, температурным и другим стрессам может быть осуществлена при использовании новых видов органических удобрений. Особенностью их действия является то, что они интенсифицируют физиолого-биохимические процессы в растениях и одновременно повышают устойчивость к стрессам и болезням [12]. Будучи соединениями естественного характера, они непосредственно включаются в метаболизм растений, не оказывая вредного влияния на почву и окружающую среду, к ним относятся органические удобрения Биоклад и Вермикс.

Однако их применение требует всестороннего изучения механизмов их действия, влияния на культуру в конкретных почвенно-климатических условиях.

В связи с этим, целью исследований было изучение органических удобрений Биоклад и Вермикс на азотфиксирующую деятельность сои сорта Свапа в условиях Орловской области.

Условия, материалы и методы. Лабораторные исследования проводились на кафедре агроэкологии и ООС ФГБОу Во Орловский ГАУ, а полевые опыты закладывались в НОПЦ «Интеграция» (Орловский р-н, п. Лаврово) в 2017-2019 годах.

Растения выращивались в семипольном севообороте зернового типа на делянках площадью 10 м2 в четырехкратной повторности. Метод размещения

опытных делянок - систематический. Посев сои осуществляли 15 мая (2017 г.), 13 мая (2018 г.) и 11 мая (2019 г.).

Норма высева семян сои сорта Свапа составила 100 кг/га. Посев производили с одновременным внесением удобрений - диаммофоски - 60 кг/га в физическом весе, или N6P15K15 в пересчете на 100% питательных веществ.

Органические удобрения применяли (внекорневая подкормка) в двух дозировках из расчета по 1 л на гектар и 2 л на гектар (на делянку размером 10 м2 применяется 10 мл и 20 мл исследуемого удобрения, соответственно, и 3 л воды). На посевах ячменя обработка, изучаемых органических удобрений, осуществлялась в баковой смеси с пестицидами при проведение первой фунгицидной обработки. На посевах сои изучаемые агроприемы применялись при внесении первой гербицидной обработки растений. Обработку посевов гречихи применяли в фазу полных всходов. При такой организации опыта обеспечиваются сопоставимые условия для сравнения с контрольным вариантом, где Биоклад и Вермикс не использовали. Расход воды для обработки посевов был одинаковым на всех вариантах опыта, в том числе на контроле, так как обработка посевов водой также может повлиять на результаты возделывания культуры).

Опыты были представлены следующими вариантами:

*Контроль - без внесения органических удобрений;

**Биоклад - Некорневая подкормка растений (образование 1-го тройчатого листа);

***Вермикс - Некорневая подкормка растений (образование 1-го тройчатого листа);

****Некорневая подкормка растений Биоклад + Вермикс (образование 1-го тройчатого листа).

Учет количества и массы клубеньков на корнях растений осуществлялся методом монолитов [13].

Нитрогеназную активность определяли методом редукции ацетилена в модификации A.C. Шаина [14].

Урожайность растений определяли путем взвешивания зерна, убранного c каждой делянки прямым комбайнированием.

Полученные экспериментальные данные подвергнуты статистическому анализу c учетом методических рекомендаций Б.А. Доспехова [15] и c помощью приложения CXSTAT к компьютерной программе Excel.

Результаты и обсуждение. Соя - высокобелковая зернобобовая культура, которая наибольшую часть своей потребности в азоте, необходимом для синтеза белка, удовлетворяет за счет симбиотических взаимодействий c клубеньковыми бактериями (до 60%), важным критерием оценки эффективности приёмов ее возделывания является азотфиксирующая активность растений [8].

Результаты наших исследований показали, что симбиотическая система сои сорта Свапа была отзывчива на все изучаемые агроприемы (табл. 1). Важно подчеркнуть, что наибольшие показатели нодуляционной способности сои, за три года исследований, были отмечены в норме расхода удобрения 1,0 л/га. Наиболее мощный симбиотический аппарат был отмечен в варианте с внесением Биоклада, количество активных клубеньков превышало контроль в 3,6 раза, а их масса в 4,0 раза. Внесение Вермикса привело к увеличению количества клубеньков в 2,2 раза, а их массы в 3,3 раза, по сравнению c контролем.

Таблица 1 - Нодуляционная способность сои Свапа в зависимости от применения органических удобрений, (фаза цветения)_

Вариант Кол-во клубеньков, млн. шт./га Среднее Масса клубеньков, кг/раст. Среднее

НСРо,5 0,36 0,32 0,39 - 26,6 30,5 31,1 2,0 л/га

НСРо,5 0,18 0,26 0,21 - 28,0 36,0 38,5 В норме расхода 2 л/га максимальное количество активных клубеньков также было отмечено в варианте с внесении Биоклада, количество клубеньков составило 3,64 млн. шт./га, а их масса - 119,00 кг/раст.

Внесение Вермикса в норме расхода 2 л/га оказалось менее эффективным, по сравнению с Биокладом, масса клубеньков составила 75,25 кг/раст., а количество - 2,72 млн. шт./га.

Комплексное внесение удобрений также способствовало увеличению количества клубеньков на корнях растений, в среднем в 3 раза, по сравнению с контролем, а их масса - в среднем в 2,7 раза.

Как известно, количество клубеньков характеризует величину симбиотического аппарата, а интенсивность его работы - нитрогеназная активность. Применяемые в опыте агроприемы вместе с увеличением количества и массы корней, способствовали повышению функциональной активности клубеньков (табл. 2).

Таблица 2 - Нитрогеназная активность сои Свапа в зависимости от применяемых агроприемов, (фаза цветения)_

Вариант Годы исследований Среднее

НСР0,5 34,50 31,50 22,50 2,0 л/га

НСР0,5 45,00 45,00 48,00 За три года исследований наиболее активную нитрогеназную активность сои обеспечил вариант с внесением Биоклада в норме расхода 1 л/га, превысив контрольный показатель в 2,3 раза, а при норме 2 л/га - в 2,4 раза. При внесении Вермикса в норме расхода 1 л/га произошло увеличение в 1,5 раза, а при норме 2 л/га - в 1,7 раза. Интродукция Биоклада и Вермикса не дала существенной разницы по данному показателю вне зависимости от нормы его расхода.

Стимуляция симбиотической деятельности сои сорта Свапа при внесение органических удобрений Биоклад и Вермикс способствовала повышению усвоения ими азота воздуха и включению его в биологический синтез (рис.).

х 1л/га - 2л/га

Рисунок - Количество азота воздуха, фиксируемое агроценозами сои сорта Свапа, кг/га (фаза цветения, среднее за 2017-2019 гг.):

За три года исследований наибольшее количество симбиотически фиксированного азота в агроценозе сои сорта Свапа было отмечено в варианте с внесением органического удобрения Биоклад при норме расхода 1 л/га, который составил 41,8 кг/га. При норме расхода 2 л/га данный вариант также обеспечил прибавку, которая превысила контроль в 4,6 раза.

Интродукция Вермикса в посевы сои сорта Свапа способствовала увеличению количества фиксируемого растениями биологического азота, в среднем по сравнению с контролем в 3,9 раза.

При комплексном внесении органических удобрений (Биоклад и Вермикс) существенной прибавки по отношению к контролю не наблюдалось, независимо от нормы его расхода.

В результате проведенных трехлетних исследований было установлено, что во всех вариантах опыта органические удобрения, оказали положительное действие на продуктивность зерна сои сорта Свапа (табл. 3). Максимально стабильную прибавку по урожайности, вне зависимости от года возделывания, обеспечил вариант с внесением органического удобрения Биоклад, независимо от нормы его внесения. В результате, сбор зерна с гектара превысил контрольный показатель, в среднем, в 2,3 раза.

С нашей точки зрения, данный положительный эффект обусловлен наиболее полной реализацией биологического потенциала сои за счет формирования эффективной симбиотической системы.

Интродукция органического удобрения Вермикс, в норме расхода 1,0 л/га, в посевы сои сорта Свапа позволило повысить урожай зерна в 2,1 раза, а в норме 2,0 л/га - 1,7 раза, соответственно.

Таблица 3 - Урожайность сои сорта Свапа в разные годы исследований в зависимости от применяемых агроприемов, т/га_

Вариант Годы исследований Среднее

НСРо,5 0,28 0,25 0,27 2,0 л/га

НСРо,5 0,30 0,31 0,23 Комплексное же внесение удобрений Биоклад и Вермикс не дало существенных прибавок по урожайности зерна, по отношению к другим вариантам, по нашему мнению это может быть связано с угнетением симбиотической системы сои.

Выводы. Таким образом, внесение в агроценозы сои сорта Свапа органических удобрений Биоклад и Вермикс оказало положительный эффект на азотфиксирующую активность растений. При этом эффективность интродуцируемых организмов, прежде всего, зависела от самого удобрения и его нормы расхода.

БИБЛИОГРАФИЯ

REFERENCES

khozyaystve // Vestnik OrelGAU. 2009. № 3 (18). S. 8-12.

preparatov na ikh osnove // Biotekhnologiya. 2012. № 5(4). C. 34-45.

Rossiyskoy Federatsii / A.A. Polukhin, A.S. Lankin, E.A. Novoselov, Ye.A. Silko // Ekonomika, trud, upravlenie v selskom khozyaystve. 2019. № 1 (46). S. 58-63.

sostoyaniya selskokhozyaystvennykh ugodiy // Nauka i Obrazovanie. 2019. № 2. S. 400.

OrelGAU. 2006. №1. S. 10-13.

bezopasnosti v intensivnom rastenievodstve // Vestnik OrelGAU. № 3. 2007. S. 11-14.

assotsiatsiy s ATsK-utiliziruyushchimi rizobakteriyami: avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk. Orel, 2016.

i mineralnogo pitaniya soi v usloviyakh agrotsenoza / Yu.V. Beregovaya, I.L. Tychinskaya, S.N. Petrova, N.V. Parakhin [i dr.] // Selskokhozyaystvennaya biologiya. 2018. T. 53. № 5. S. 977-993.

FNTs ZBK // Problemy i perspektivy nauchno-innovatsionnogo obespecheniya agropromyshlennogo kompleksa regionov: sbornik dokladov Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. 2019. S. 467-470.

Lysenko, Yu.V. Beregovaya, I.L. Tychinskaya, N.I. Botuz // Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2018. № 5. S. 80-85.

povyshennoy belkovoy produktivnostyu i azotfiksiruyushchey sposobnostyu: avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk. M., 1990.