Россия
Исследованиями установлена неоднозначная реакция прикорневой микрофлоры сортов мягкой яровой пшеницы на применение биологических препаратов. Предпосевная инокуляция семян способствовала увеличению общей численности микроорганизмов в ризосфере пшеницы Омская 44 при применении Флавобактерина, увеличение до 20% к контролю. Наибольший в опыте положительный эффект от инокуляции семян пшеницы Мизорином зафиксирован у сортов Омская 42 и Тарская 12 (+ 0,28 и 0,17 т/га соответственно), Флавобактерином – у сорта Омская 42 (+ 0,47 т/га).
яровая мягкая пшеница, инокуляция, биологические препараты, микробоценоз
Введение. Повышение урожайности зерновых культур является основной задачей сельского хозяйства. Большинство посевных площадей в нашей стране находится в зонах рискованного и неустойчивого земледелия, использование стимуляторов роста растений может быть, одним из основных факторов получения стабильных урожаев [1, 2].
Использование ризосферных микробов, стимулирующих рост растений, становится эффективным подходом к уменьшению глобальной зависимости от химических веществ, повышению стрессоустойчивости растений, ускорению роста и обеспечению продовольственной безопасности.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в течении двух лет (2022‒2023 гг.) на опытном поле ФГБНУ «Омский АНЦ». Испытания проводили на сортах яровой мягкой пшеницы селекции Омского АНЦ: Омская 42, Тарская 12, Омская 44. Выбор сортов обусловлен различными морфологическими и производственными характеристиками, группами спелости, а также генотипическими особенностями.
Сорт Омская 42 ‒ среднепоздний, хлебопекарные качества отличные. Сильная пшеница, характеризуется высокой устойчивостью к засухе.
Сорт Тарская 12 ‒ среднеранний, с высокой и стабильной урожайностью, засухоустойчивостью, толерантностью к болезням, устойчивостью к полеганию и высоким качеством зерна. Характеризуется высокой устойчивостью к бурой ржавчине.
Сорт Омская 44 ‒ среднеспелый, хлебопекарные качества отличные, сильная пшеница. Основные достоинства – высокая и стабильная урожайность, высокая устойчивость к листовым и головневым заболеваниям, высокое качество зерна. Проявляет устойчивость к мучнистой росе и бурой ржавчине.
Для предпосевной бактеризации семян использовали препараты комплексного действия, изготовленные во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии (ФГБНУ ВНИИСХМ, г. Санкт-Петербург, Пушкин) Мизорин (Arthrobacter mysorens), Флавобактерин (Flavobacterium). Инокуляцию семян всех сортов проводили в день посева.
Почва опытного участка – лугово-черноземная среднемощная среднегумусная тяжелосуглинистая с содержанием в пахотном (0…20 см) слое гумуса ‒ 6,5 %, общего азота ‒ 0,32 %, рН водн – 6,5.
Отбор проб ризосферы проводили в фазы кущения (июнь), колошения (июль), налива зерна (август). Учет микроорганизмов ризосферы растений проводили на твердых питательных средах по общепринятым методикам [3].
Метеоусловия в годы исследований характеризовались засушливостью. Погодные условия вегетационного периода 2022 г. были неблагоприятными для роста и развития пшеницы, ГТК=0,76. Дефицит атмосферных осадков на фоне экстремально высоких температур воздуха в течение вегетации ускорил развитие и созревание растений.
Вегетационный период 2023 г. был недостаточно увлажнённым, ГТК за май-август составил 0,81. Чередующиеся периоды засухи и увлажнения почвы в период вегетации растений, а также поздние заморозки обусловили колебания в численности микроорганизмов ризосферы пшеницы, отразились на урожайности культуры.
Результаты и обсуждение. Сапротрофы, разлагающие органические азотсодержащие соединения и амилолитические микроорганизмы, потребляющие азот в минеральной форме, по-разному реагировали на инокуляцию, рост этих групп, по отношению к контролю, составил 11 и 21 % на сортах Омская 42 и Омская 44 соответственно, в вариантах применения Флавобактерина. В других вариантах отмечали лишь тенденцию стимуляции роста численности микрофлоры при предпосевной бактеризации семян (рисунок 1).
Рисунок 1 - Численность микроорганизмов в ризосфере пшеницы при применении биопрепаратов (средняя за 2022‒2023 гг.), (n=6).
Количество микроорганизмов группы олигонитрофилов было высоким в вариантах с применением биопрепарата Флавобактерин на пшенице Омская 44, увеличение по отношению к контролю составило 21%. Стимуляция их роста при применении инокуляции может быть связана с улучшением азотного питания растений вследствие фиксации его бактериями из воздуха, в итоге корневая система более мощная, увеличивается потребление азота в ризосфере, что способствует развитию олигонитрофилов. Применение биопрепарата Мизорин не оказало существенного влияния на тестируемую группу.
Количество фосфатмобилизирующих микроорганизмов несколько снижалось в вариантах применения биопрепаратов, так как при интродукции в почву попадают микроорганизмы, способные оказывать определённое воздействие, в том числе и отрицательное, на аборигенную микрофлору [4].
Предпосевная инокуляция семян способствовала увеличению общей численности микроорганизмов в ризосфере пшеницы Омская 44 при применении Флавобактерина (20 % по отношению к контрольному варианту). Прикорневая микрофлора пшеницы Омская 42 и Тарская 12 была менее отзывчива на инокуляцию изучаемыми бактериальными удобрениями, отмечено некоторое ее снижение. В работе И. В. Леппянен с соавторами показано, что различное влияние биопрепаратов на количество и активность почвенных микроорганизмов обусловлено генотипическими особенностями культур [5].
Результатом эффективности применения того или иного агроприема является урожайность агрокультур. В условиях 2022 г. при применении Мизорина прибавка составляла от 0,03 до 0,15 т/га, в 2023 г. ‒ от 0,04 до 0,51 т/га. Предпосевная обработка семян Флавобактерином в условиях 2022 и 2023 гг. приводила к увеличению урожайности сортов Омская 42 и Тарская 12 соответственно на 0,80 и 0,41 т/га относительно контроля (рисунок 2).
Рисунок 2 - Урожайность сортов яровой пшеницы в зависимости от инокуляции семян биопрепаратами, (n=8).
В целом, наибольший положительный эффект от инокуляции семян пшеницы Мизорином отмечен на сортах Омская 42 и Тарская 12 (прибавка относительно контроля 0,28 и 0,17 т/га), Флавобактерином – на сорте Омская 42 (прибавка к контролю 0,47 т/га). Отрицательной на инокуляцию Флавобактерином по урожайности зерна была реакция у сорта Тарская 12 (-0,07 т/га).
Вывод. Наиболее отзывчивой на инокуляцию была прикорневая микрофлора пшеницы сорта Омская 44, при применении Флавобактерина отмечена стимуляция ее роста на 20 %. Применение биопрепарата Мизорин обеспечивало увеличение урожайности сортов яровой пшеницы Омская 42 и Тарская 12, по отношению к контролю, на 0,28 и 0,17 т/га соответственно. При предпосевной обработке семян Флавобактерином прибавка урожая у сорта Омская 42 составляя 0,47 т/га, у сорта Омская 44 ‒ 0,14 т/га.
1. Влияние нового органоминерального комплекса «Гумитон» на продуктивность и качество зерновых культур на различных типах почв / А. Н. Ратников, Д. Г. Свириденко, С. П. Арышева и др. // Аграрный вестник Урала. 2020. № 4 (195). С. 29–37. doi:https://doi.org/10.32417/1997-4868-2020-195-4-29-37. EDN: https://elibrary.ru/CZHQZB
2. Бойко В. С., Тимохин А. Ю., Хасеинов Т. М. Ячмень яровой в орошаемых агроценозах лесостепи Западной Сибири // Земледелие. 2016. № 3. С. 35–37. EDN: https://elibrary.ru/VWBIQV
3. Теппер Е. З., Шильникова В. К. Практикум по микробиологии: учебное пособие для вузов / под ред. В. К. Шильниковой. М.: Дрофа, 2004. 256 с.
4. Анализ состояния почвенного микробного сообщества при длительной антропогенной нагрузке / Н. Р. Эмер, Н. В. Костина, А. И. Нетрусов и др. // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 2019. № 4. С. 56–62. EDN: https://elibrary.ru/AACDYU
5. Анализ эффектов совместной инокуляции грибами арбускулярной микоризы и ризобиями на рост и развитие растений гороха Pisum sativum L. / И. В. Леппянен, О. Ю. Штарк, О. А. Павлова и др. // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56. №. 3. С. 475–486 DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.3.475rus; EDN: https://elibrary.ru/ZQFVQP
