ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ИНОКУЛЯЦИИ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ ЛЮЦЕРНЫ ИЗМЕНЧИВОЙ СОРТА ПАСТБИЩНАЯ 88 ПРИ ПОЗДНЕМ И РАННЕМ ПОСЕВАХ В ВЕГЕТАЦИОННОМ ОПЫТЕ
ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ИНОКУЛЯЦИИ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ ЛЮЦЕРНЫ ИЗМЕНЧИВОЙ СОРТА ПАСТБИЩНАЯ 88 ПРИ ПОЗДНЕМ И РАННЕМ ПОСЕВАХ В ВЕГЕТАЦИОННОМ ОПЫТЕ
Аннотация
В статье представлено влияние предпосевной инокуляции штаммами 445а и I-V на высоту растений и массу сухого вещества люцерны изменчивой сорта Пастбищная 88. Установлено, что предпосевная инокуляция штаммом III способствует достоверному увеличению высоты растений при позднем посеве с первого укоса на 1,9 см, при инокуляции остальными штаммами превышение наблюдается в летний период на 5,1-10,3 см. В отношении массы сухого вещества установлено превышение в первом укосе при инокуляции штаммом III на 0,08 г/сосуд, в остальных вариантах наблюдается превышение массы сухого вещества в летний период на 0,17-0,88 г/сосуд. При раннем посеве предпосевная инокуляция достоверно способствует увеличению высоты растений в летний период при инокуляции штаммами 445а и III на 4,0-12,7 см, в остальных случаях превышения не наблюдается. В отношении массы сухого вещества достоверные отличия наблюдаются при инокуляции штаммами 445а и I на 0,33-0,43 г/сосуд. Установлено преимущество позднего посева, выявленное в ускоренном отрастании после периода зимнего покоя и более ранним отчуждением кормовой массы, чем при раннем посеве, когда растению необходимо развиться до стадии, в которой начинается азотфиксация.
1. Введение
Производство кормов является одной из главных отраслей сельского хозяйства, которое во многом определяет состояние животноводства. Кормовые бобовые травы играют значительную роль в земледелии в качестве сидератов в севообороте. Оптимальным присутствием в севообороте бобовых трав являются значения от 40 до 50% . В Настоящее время посевы кормовых трав в Российской Федерации уменьшаются каждый год в среднем на 3,7%. Согласно данным РОССТАТ, посевные площади многолетних трав в 2023 г. составили 8,589 млн га., что меньше чем в 2018 г. на 1,986 млн га , , .
Люцерна – кормовая бобовая культура, способная давать несколько укосов зеленой массы. Данная культура применяется в сельском хозяйстве не только для производства сена, но и как сидеральная культура . Во многом продуктивность люцерны зависит не только от выбора сорта для определенных почвенно-климатических условий, но также от предпосевной инокуляции комплементарным штаммом клубеньковых микроорганизмов. Предпосевная инокуляция во многих случаях способствует увеличению продуктивности зеленой массы люцерны, при которой эффективность симбиоза составляет 133-230% , . Предпосевная инокуляция способствует увеличению массы сухого вещества на 25–93% в зависимости от года возделывания люцерны. Также, в отдельных случаях, отзывчивость на предпосевную инокуляцию высокоактивными штаммами в отношении увеличения массы сухого вещества достигает 130 и более процентов. Также предпосевная инокуляция способствует увеличению семенной продуктивности растений люцерны изменчивой на 23–56%. Степановой Г.В. установлено, что продуктивность растений люцерны определяется в основном штаммом инокулянтом клубеньковых бактерий (влияние – 60–62%) , , . Предпосевная инокуляция штаммом 404b, в опытах Пьянкова А.А., позволила повысить высоту растений люцерны изменчивой на 7-16 см . В исследованиях Цзао Ши-хао отмечается, что предпосевная инокуляция способствует повышению продуктивности сухой массы растений люцерны на 2,1-216,0%, а высоту растений на 15-47% . Неоспоримо, что предпосевная инокуляция способствует увеличению урожая зеленой массы и высоты растений люцерны. Однако в случае люцерны имеется мало информации в отношении предпосевной инокуляции на увеличивающемся и сокращающемся дне, то есть при весеннем посеве с инокуляцией и позднелетним посевом с инокуляцией.
Цель исследования – сравнить показатели высоты и массы сухого вещества растений люцерны сорта Пастбищная 88 при разных сроках посева с предварительной инокуляцией клубеньковыми микроорганизмами.
2. Методы и принципы исследования
Исследования проводились на базе селекционнотепличного комплекса ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса», расположенного в 30 км севернее Москвы. Вегетационный опыт 1 заложен 6 сентября 2022 г., вегетационный опят 2 заложен 23.02.2023 г.
В качестве макросимбионта в исследовании был использован сорт люцерны изменчивой селекции ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» Пастбищная 88. Для инокуляции использовались шесть штаммов клубеньковых бактерий Sinorhizobium meliloti: Штамм № 1742 из коллекции Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии (Васюк Л.Ф., ВНИИСХМ, 445а) выделен в 1973 г. из клубеньков образца люцерны пестрой ; Штаммы I-V, выделенные из клубеньков люцерны изменчивой .
Исследования проводили согласно общепринятым методикам: «Селекция люцерны на повышение эффективности симбиоза с клубеньковыми бактериями. Методические рекомендации» (1990) . Вегетационные опыты 1 и 2 были заложены 6 сентября 2022 г. и 23 февраля 2023 г, соответственно. Опыты были посеяны в сосуды объемом 0,5 л, наполненные прокаленным речным песком. Химический анализ субстрата не производился. В опытах представлено по 7 вариантов в четырехкратной повторности. Семена инокулировали методом замачивания в суспензии микроорганизмов на фильтровальной бумаге. Статистическая обработка экспериментальных данных проведена с помощью языка программирования R .
3. Основные результаты
Изучение влияния предпосевной инокуляции в разные сроки посева люцерны изменчивой сорта Пастбищная 88 было произведено в двух вегетационных опытах. В опытах была произведена оценка высоты растений и массы сухого вещества (табл. 1-4).
Таблица 1 - Высота растений люцерны сорта Пастбищная 88 в вегетационном опыте 1 (поздний посев), посев 2022 г.
Дата укоса | Инокуляция (Штамм) | Среднее по укосу, см | НСР05 | ||||||
Контроль, см | 445а, см | I, см | II, см | III, см | IV, см | V, см | |||
09.03.2023 | 8,0 | 7,7 | 7,3 | 6,8 | 9,9 | 7,8 | 7,3 | 7,8 | 1,6 |
27.04.2023 | 24,1 | 20,5 | 22,0 | 19,2 | 23,2 | 20,9 | 21,5 | 21,6 | 3,4 |
05.06.2023 | 33,7 | 37,1 | 43,2 | 37,1 | 44,0 | 39,6 | 33,6 | 38,3 | 4,7 |
17.07.2023 | 36,0 | 45,4 | 41,8 | 41,9 | 43,7 | 40,5 | 40,7 | 41,4 | 4,9 |
29.08.2023 | 44,8 | 49,9 | 46,4 | 43,3 | 47,3 | 44,2 | 45,6 | 45,9 | 3,8 |
24.10.2023 | 36,4 | 34,2 | 24,0 | 25,2 | 24,4 | 20,1 | 29,0 | 27,6 | 4,9 |
Среднее по инокуляции | 30,5 | 32,4 | 30,8 | 28,9 | 32,04 | 28,8 | 29,6 | – | – |
Таблица 2 - Масса сухого вещества люцерны сорта Пастбищная 88 в вегетационном опыте 1 (поздний посев), посев 2022 г.
Дата укоса | Инокуляция (Штамм) | Среднее по укосу, г/сосуд | НСР05 | ||||||
Контроль, г/сосуд | 445а, г/сосуд | I, г/сосуд | II, г/сосуд | III, г/сосуд | IV, г/сосуд | V, г/сосуд | |||
09.03.2023 | 0,35 | 0,28 | 0,28 | 0,28 | 0,43 | 0,33 | 0,20 | 0,30 | 0,04 |
27.04.2023 | 1,10 | 0,83 | 0,80 | 0,83 | 1,00 | 0,85 | 0,68 | 0,87 | 0,08 |
05.06.2023 | 1,93 | 2,03 | 2,03 | 2,1 | 2,38 | 2,1 | 1,48 | 2,01 | 0,13 |
17.07.2023 | 2,00 | 2,43 | 2,33 | 2,53 | 2,88 | 2,50 | 2,43 | 2,44 | 0,21 |
29.08.2023 | 2,93 | 2,78 | 2,43 | 2,60 | 3,13 | 2,78 | 3,13 | 2,83 | 0,24 |
24.10.2023 | 2,50 | 1,33 | 1,00 | 1,20 | 1,38 | 1,03 | 1,40 | 1,40 | 0,22 |
Среднее по инокуляции | 1,80 | 1,61 | 1,48 | 1,59 | 1,86 | 1,60 | 1,56 | – | – |
Таблица 3 - Высота растений люцерны сорта Пастбищная 88 в вегетационном опыте 2 (ранний посев), посев 2023 г.
Дата укоса | Инокуляция (Штамм) | Среднее по укосу, см | НСР05 | ||||||
Контроль, см | 445а, см | I, см | II, см | III, см | IV, см | V, см | |||
15.05.2023 | 18,4 | 15,2 | 19,7 | 16,8 | 15,2 | 14,2 | 17,5 | 16,7 | 2,6 |
27.06.2023 | 24,0 | 29,9 | 27,4 | 24,7 | 25,3 | 21,2 | 26,0 | 25,5 | 4,3 |
08.08.2023 | 38,9 | 42,9 | 41,8 | 42,8 | 51,6 | 41,5 | 38,8 | 42,6 | 5,1 |
22.09.2023 | 27,7 | 28,2 | 28,9 | 31,4 | 28,4 | 30,3 | 25,5 | 28,6 | 4,2 |
Среднее по инокуляции | 27,2 | 29,0 | 29,4 | 28,9 | 30,1 | 26,8 | 26,9 | – | – |
Таблица 4 - Масса сухого вещества люцерны сорта Пастбищная 88 в вегетационном опыте 2 (ранний посев), посев 2023 г.
Дата укоса | Инокуляция (Штамм) | Среднее по укосу, г/сосуд | НСР05 | ||||||
Контроль, г/сосуд | 445а, г/сосуд | I, г/сосуд | II, г/сосуд | III, г/сосуд | IV, г/сосуд | V, г/сосуд | |||
15.05.2023 | 0,90 | 0,95 | 0,98 | 0,68 | 0,30 | 0,63 | 0,88 | 0,76 | 0,13 |
27.06.2023 | 1,45 | 1,78 | 1,88 | 1,45 | 0,90 | 1,13 | 1,53 | 1,44 | 0,24 |
08.08.2023 | 2,43 | 2,80 | 2,60 | 2,53 | 2,35 | 2,20 | 2,33 | 2,46 | 0,24 |
22.09.2023 | 1,58 | 1,35 | 1,45 | 1,43 | 1,15 | 1,50 | 1,40 | 1,41 | 0,16 |
Среднее по инокуляции | 1,59 | 1,72 | 1,73 | 1,52 | 1,18 | 1,36 | 1,53 | – | – |
4. Обсуждение
В вегетационном опыте 1 было произведено 6 укосов, в вегетационном опыте 2 – 4 укоса. В вегетационном опыте 1 (поздний посев) всходы появились на 3 день после посева, растения дошли до фазы 5 настоящих листьев и перешли в состояние зимнего покоя. Всходы в вегетационном опыте 2 (ранний посев) появились также на 3 день после посева и начали развитие в связи с увеличением светового дня более 9 часов 30 минут. Первое отчуждение зеленой массы при позднем посеве было произведено 9 марта 2023 года. При раннем посеве первое отчуждение зеленой массы было произведено 5 мая 2023 г.
Согласно приведенным в таблице 1 данным, высота растений инокулированных штаммами при позднем посеве способствовала более быстрому развитию растений после периода покоя в зимние месяцы. В первом укосе (09.03.2023) высота растений достоверно превышала контрольные значения при инокуляции штаммом III на 1,9 см, преобладание высоты других растений наблюдается в летний период (06-08.2023) на 5,1-10,3 см. В осеннем (последнем укосе) наблюдается достоверное снижение высоты растений по сравнению с контролем связанное с оттоком питательных веществ в корневую систему перед периодом зимнего покоя и отмиранием клубеньков.
Согласно представленным в таблице 2 данным, что достоверное превышение массы сухого вещества наблюдается в первом укосе (09.03.2023) только при инокуляции штаммом III на 0,08 г/сосуд, в остальных случаях достоверное превышение массы сухого вещества растений наблюдается в летний период (06-07.2023) на 0,17-0,88 г/сосуд. Как и в случае с данными по высоте растений в таблице 1, в последнем укосе (24.10.2023) наблюдается снижение массы сухого вещества, связанное также с оттоком питательных веществ и отмиранием клубеньков.
При применении раннего посева наблюдается совсем другая картина, в отличие от данных позднего посева. Это выражается не только не том, что первый укос был произведен только в мае, но также и в показателях высоты растений. Высота растений при раннем посеве и предпосевной инокуляции способствовала достоверному увеличению высоты растений только в третьем и четвертом укосах 2023 года (06-08.2023) на 4,0-12,7, и только при инокуляции штаммом III и производственным штаммом 445а (табл. 3).
Приведенные данные в таблице 4 отражают массу сухого вещества растений при раннем посеве. Согласно приведенным данным, наблюдается иная картина. Достоверное превышение массы сухого вещества по отношению к контролю наблюдается при инокуляции I штаммом и производственным штаммом 445а во втором и четвертом укосах на 0,33-0,43 г/сосуд. В остальных случаях отличий либо не было обнаружено, либо данные были хуже контрольных.
5. Заключение
Согласно приведенным в статье данным, можно отметить, что поздний посев с применением предпосевной инокуляции способствует быстрому развитию растений до перехода в состояние покоя, а также более быстрому отрастанию после периода покоя. В связи с этим проведение первого отчуждение возможно производить в более ранние сроки, чем при раннем посеве. Достоверное увеличение высоты растений при сравнивании с контрольным вариантом при позднем посеве наблюдаются уже с первого укоса (+1,9 – +10,3 см), в отличие от раннего посева, когда достоверное превышение значений высоты наблюдается только в летний период. В отношении массы сухого вещества наблюдается неоднозначная картина, в которой четко прослеживается достоверное превышение массы сухого вещества в летний период при проведении позднего и раннего посевов на 0,08-0,88 г/сосуд, что, в свою очередь, может говорить о перетягивании питательных веществ клубеньками в весенний и осенний периоды.