INFLUENCE OF PRE-SOWING INOCULATION ON GROWTH AND DEVELOPMENT OF VARIEGATED ALFALFA PLANTS OF PASTBISHNAYA 88 VARIETY AT LATE AND EARLY SOWING IN A VEGETATION EXPERIMENT
INFLUENCE OF PRE-SOWING INOCULATION ON GROWTH AND DEVELOPMENT OF VARIEGATED ALFALFA PLANTS OF PASTBISHNAYA 88 VARIETY AT LATE AND EARLY SOWING IN A VEGETATION EXPERIMENT
Abstract
The article presents the effect of pre-sowing inoculation with strains 445a and I-V on plant height and dry matter weight of alfalfa variegated of Pastbishhnaya 88 variety. It was found that pre-sowing inoculation with strain III contributes to a reliable increase in plant height at late sowing from the first cutting by 1.9 cm, at inoculation with other strains the excess is observed in the summer period by 5.1-10.3 cm. In terms of dry matter weight, an excess of 0.08 g/vessel was found in the first cutting when inoculated with strain III, while in the other variants an excess of 0.17-0.88 g/vessel was observed in summer. At early sowing, pre-sowing inoculation reliably contributes to the increase in plant height in the summer period when inoculated with strains 445a and III by 4.0-12.7 cm, in other cases no excess is observed. In terms of dry matter weight, reliable differences are observed when inoculated with strains 445a and I by 0.33-0.43 g/vessel. The advantage of late sowing has been established, revealed in accelerated regrowth after the winter dormancy period and earlier alienation of fodder mass than in early sowing, when the plant needs to develop to the stage when nitrogen fixation begins.
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.