Влияние стимуляторов роста растений на продукционный процесс агроценоза сои в засушливых условиях

МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ.

Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур 2007, вып. 1

Л. У. Ивебор,

аспирант Ю. П. Федулов,

доктор биологических наук, профессор

Кубанский ГАУ

ВЛИЯНИЕ СТИМУЛЯТОРОВ РОСТА РАСТЕНИЙ НА ПРОДУКЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС АГРОЦЕНОЗА СОИ В ЗАСУШЛИВЫХ УСЛОВИЯХ

УДК 633.853.52:631.5

Дефицит кормового и пищевого белка остается одной из наиболее острых проблем в сельском хозяйстве многих стран мира, в том числе в России и в Нигерии. Рациональный путь ее решения -увеличение производства высокобелковых семян зернобобовых и масличных культур. Среди важнейших белково-масличных культур мирового земледелия признанным лидером является соя, посевные площади которой в последние годы в мире превысили 90 млн. га, а валовой сбор -200 млн. т. Такое глобальное значение эта культура приобрела благодаря своему многофункциональному использованию и высокой рентабельности ее производства.

В Российской Федерации валовые сборы семян сои не превышают 500 тыс. т, что в 7-10 раз меньше реальной потребности страны. При этом в России существует возможность резкого увеличения производства высокобелкового соевого зерна, как за счет расширения посевных площадей, так и путем интенсификации ее выращивания на основе совершенствования агротехнологий. Соя, относясь по происхождению к растениям влажного муссонного климата, генетически предрасположена к высокой отзывчивости на улучшение обеспеченности влагой. На формирование единицы урожая она расходует воды больше, чем другие зернобобовые культуры. Наиболее интенсивное водопотребление у нее отмечается в фазы цветения, формирования бобов и налива семян. Этот период многие авторы считают критическим у сои по отношению

к влаге, и засуха в это время резко снижает урожай семян [2]. Следует учитывать, что критический период потребления влаги соей в большинстве районов Северного Кавказа приходится на самую жаркую часть лета - июль-август, когда наиболее часты высокие температуры и суховеи. Расход влаги на физическое испарение и транспирацию в это время достигает максимальной величины, образовавшийся дефицит влаги, воздушная засуха вызывают осыпание бутонов, цветков и бобов, уменьшение числа зерен и их массы. Снизить ущерб от вредоносного воздействия засухи воз-мож-но применением

стимуляторов роста, обладающих антистрессовыми свойствами [1].

Из десятков препаратов, испытанных на сое (производных гиб-береллина, янтарной кислоты, фуролана и других), за исключением гуматов, не было выявлено эффективных стимуляторов роста растений.

Поэтому не прекращается поиск новых препаратов и смесей, стимулирующих устойчивость к стрессам, продуктивность и качество семян как сои, так и других культур [4, 5].

В последние годы появились новые стимуляторы роста, такие, как альбит, эмистим С, агрости-мулин, бишофит. Общим свойством этих препаратов является стимулирование роста и развития корневой системы, стеблей, листьев и, как следствие, повышение полевой всхожести, устойчивости к неблагоприятным факторам среды, продуктивности агроценоза, улучшения показателей качества семян.

Однако влияние этих стимуляторов на растения сои было изучено недостаточно, к началу наших исследований из перечисленных препаратов при выращивании сои было разрешено использовать только альбит.

Цель исследования. Изучить влияние предпосевной обработки семян новыми стимуляторами роста в разных дозах на продуктивность агроценозов сои в засушливых условиях.

Исследования проводились в лаборатории технологии возделывания сои ГНУ ВНИИМК Рос-сельхозакадемии и на кафедре физиологии и биохимии растений КубГАУ. Полевые опыты проведены на центральной экспериментальной базе (ЦЭБ) ВНИИМК на выщелоченном черноземе в 2005 и 2006 гг.

Объект исследования. В опытах высевали среднеранне-спелый высокопродуктивный сорт сои зернового типа Вилана, вегетационный период которого составляет 115-118 дней. Сорт внесен в Государственный реестр селекционных достижений и допущен к использованию в производстве в зоне Северного Кавказа с 1999 г. В Краснодарском крае при посеве в первой половине мая его уборочная спелость наступает во второй декаде сентября. Сорт Вилана характеризуется высокой потенциальной семенной продуктивностью.

Методика исследований. Посев проводили широкорядным способом с шириной междурядий 70 см сеялкой СПЧ-6. В нашем эксперименте на фоне общепринятого предпосевного инкрустирования семян комплексным пре-

партом (КПИС), содержащим 7 мл/кг прилипателя и 3 г/кг ри-зортофина, проводили обработку семян перед посевом следующими стимуляторами роста: агро-стимулин (АГ) - в дозах 7,5 мл/т, 15 мл/т и 30 мл/т; альбит (А) -25, 50 и 100 мл/т; бишофит (Б) -5, 7, и 9 л/т; эмистим С (Э) - 7,5, 15 и 30 мл/т. Кроме этого, изучали влияние опрыскивания в фазе цветения растений, выросших из обработанных перед посевом семян альбитом (Ас+о) - обработка семян 50 мл/т + опрыскивание растений 50 г/га, как и необработанных - только опрыскивание растений альбитом в дозе 50 г/га (Ао). Сравнение проводили с контрольным вариантом (К), в котором растения ничем не обрабатывались, и с фоном - растениями, обработанными только КПИС. Опыт проводили в 4-крат-ной повторности по общепринятой технологии возделывания сои с механизированными посевом и уборкой делянок. Площадь делянки - 63 м2, размещение вариантов рендомизированное.

Каждые 15 дней в течение всего вегетационного периода проводили биометрические учеты на 15 растениях каждой делянки. При проведении наблюдений, анализов и учетов использовались общепринятые методики полевого опыта |3|.

Годы исследований (2005 и 2006 гг.) отличались достаточной вла-гообеспеченностью в первой половине вегетации и засухой с конца июля до начала сентября, что способствовало лучшему развитию раннеспелых сортов и ускоренному созреванию среднеспелых при неполном наливе семян. Дефицит влаги в июле-августе снизил продуктивность агроцено-зов сои.

Результаты и обсуждение.

Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что

на фоне КПИС все изучаемые стимуляторы роста способствовали существенному увеличению таких показателей, как полевая всхожесть, устойчивость растений к полеганию, ряда элементов структуры урожая, урожайность.

Величина полевой всхожести зависит от посевных свойств семян, их качества, глубины заделки и погодных условий в период посева - всходов. Опыты показали, что изученные стимуляторы роста растений достоверно повышают полевую всхожесть семян и, вследствие этого, густоту стеблестоя агроценоза.

В наших экспериментах наибольшая полевая всхожесть (87 %) отмечалась при применении стимуляторов альбита в дозе 7.5 и 15 мл/т и бишофита в дозе 7 л/т -86.3 %. Полевая всхожесть растений опытных вариантов была выше контрольных на 4,1-12,4 % в зависимости от препарата (рис. 1). Относительно фонового варианта полевая всхожесть растений сои на большинстве опытных вариантов также была выше

на 1,3-6 %, за исключением вариантов с высокой дозой альбита (30 мл/т), бишофита (5 л/т) и эми-стима С (7,5 мл/т).

Общим результатом применения регуляторов роста на боль-

шинстве культур является увеличение надземной биомассы. Нарушение нормального соотношения между массой надземной части растения и прочностью нижней части его стебля может привести к полеганию растений и значительной потере урожая.

Полегшие растения сои могут подниматься по мере сбрасывания листьев и подсыхания стеблей. Однако урожай и его качество при сильном полегании посевов сои снижается, возрастают потери зерна при комбайновой уборке, затрудняемой при лежащих и перепутанных стеблях.

В полевых условиях полеганию сои способствуют такие факторы, как избыточное увлажнение почвы и воздуха в дождливые годы, загущенные посевы, избыточное азотное питание при недостатке калийных и фосфорных удобрений, сортовые особенности растений и сильный ветер с ливневым градом. В связи с этим нами было изучено влияние регуляторов роста на полегание растений сои.

По результатам наших наблюдений установлена дифференцированная реакция сои сорта Вина на полегание при применении исследованных рострегуляторов. Меньше всего полегали растения

Агростимулин Альбит Бишофит Эмистим С

Рисунок 1 — Влияние регуляторов роста растений на полевую всхожесть сои сорта Вилана

Рисунок 2 - Степень полегаемости сои под влиянием регуляторов роста

контрольного варианта - степень полегания составила 10 %, (рис. 2). Это объясняется тем, что высота и биомасса контрольных растений была меньше, чем у растений на опытных вариантах, как нами было показано ранее [6].

Наиболее устойчивыми к полеганию в фазе полного налива семян были растения варианта с применением бишофита - 8-18 %. Этот препарат, вызывая возрастание высоты растений, увеличивал толщину стеблей и массу корневой системы. Обращает на себя внимание характер зависимости степени полегания от дозы применяемого препарата. С возрастанием дозы альбита и бишофита степень полегания уменьшалась, что, возможно. обусловлено утолщением стебля и лучшим развитием в нём механических тканей при повышенных дозах этих препаратов. При применении агростимулина и эмистима С, имеющих одинаковую химическую природу, наименьшее полегание наблюдалось при средних дозах этих препаратов. Возможно, при этих дозах препаратов формируется оптимальное соотношение надземной массы и прочности стебля, что в определённой степени предотвращает полегание. Дальнейшее повышение дозы препарата, увеличивая надземную биомассу, приводит к усилению полегания.

Анализ биометрических признаков и структуры урожая, показал, что стимуляторы роста растений по-разному влияли на изучаемые признаки. Такие признаки, как количество продуктивных ветвей, бобов и семян во всех опытных вариантах превысили значения их на контрольном и фоновом вариантах (КПИС), что обеспечило достоверно более высокую массу семян с одного растения как по отношению к конт-

ролю, так и по отношению к фону на всех опытных вариантах опыта, за исключением низкой дозы агростимулина.

В среднем за 2 года сравнение низкой и высокой доз изученных препаратов свидетельствует, что по числу бобов, семян и массе их с одного растения у бишофита и эмистима С более эффективны были низкая и средняя дозы соответственно, а у альбита и агростимулина - средняя доза (табл. 1).

Из изученных регуляторов роста только низкая доза эмистима С и средняя и высокая дозы бишофита вызвали небольшое достоверное повышение массы семян (см. табл. 1) по сравнению с контролем. Такая слабая реакция на регуляторы роста, по-видимому, связана с высокой консервативностью этого признака на генетическом уровне.

Таким образом, приведенные результаты показывают, что предпосевная обработка семян положительно сказалась на основных показателях, определяющих продуктивность растений.

Анализ урожайности сои сорта Вилана показал, что она мало различалась по двум годам исследований. Проявления засухи в оба года были однотипными - дефицит влаги нарастал во второй по

ловине вегетации, причем в большей степени в 2006 г. При этих условиях регуляторы роста, обладая антистрессовыми свойствами и повышая устойчивость растений к высоким температурам и недостатку воды (засухе), обеспечили возрастание урожая сои.

В среднем за 2 года опытов с использованием разных доз испытанных препаратов, наибольшая урожайность была получена в варианте с применением эмистима С в дозе 7,5 мл/т при инкрустировании семян. Она составила 2,73 т/га, что на 0,35 т/га выше контроля и на 0,27 т/га выше фона (КПИС). Высокие прибавки урожая также отмечены в вариантах с агростимулином (30 мл/т); альбитом (50 мл/т); бишофитом (7 и 9 мл/т) (табл. 2).

Одним из важных показателей продуктивности посевов сои является сбор с гектара белка и масла, уровень которого зависит не только от урожайности зерна, но и от содержания в нем этих ценных компонентов

По результатам определения биохимического состава семян сои, у сорта Вилана отмечена незначительная тенденция к увеличению содержания масла, кроме вариантов с агростимулином (средняя доза) и эмистимом С (большая доза) и уменьшению со-

держания белка под воздей- Таблица 1 ствием ро сто стимулирующих веществ. Несколько увеличивается от регуляторов роста трипсинингиби-рующая активность белка сои (ТИА).

Существенных же различий как по содержанию масла, так и по содержанию белка и показателю его трипсинингибирующей активности между вариантами опыта не наблюдалось (табл. 3).

Несмотря на то, что под действием регуляторов роста происходит снижение содержания белка, сбор белка, как и сбор масла при обработке всеми изученными препаратами увеличивался, при этом превышение над контрольным и фоновым вариантами составляет 61-135 и 33-107 кг соответственно.

В сравнении с фоном (КПИС) дополнительный сбор белка с гектара составил в среднем за 2 года от обработки семян 7-106 кг, а прибавка сборов с гектара масла 23-79 кг в зависимости от препарата.

Таким образом, по результатам наших исследований можно заключить, что испытанные стимуляторы роста растений не только активизируют ростовые процессы, но и значительно увеличивают урожай и сбор белка и масла с гектара.

Результаты 2-летних полевых исследований по изучению продуктивности сои сорта Вилана при применении регуляторов роста растений показывают, что чистый доход и уровень рентабельности от росторегуляторов возрастали (табл. 4).

Наиболее эффективным было применение эмистима С дозой 7,5 мл/т для инкрустирования семян сои на фоне КПИС. По этому варианту получены самые высокие показатели валового дохода -17 745 руб./га, чистой прибыли -12 483 руб./га и рентабельность составила - 262 % и была обеспечена наименьшая себестоимость 1 т зерна - 1 796 руб.

Влияние разных доз росторегулирующих веществ на структуру урожая сои сорта Виллана

ЦЭБ ВНИИМК

Вариант опыта Доза препарата на 1т семян, мл*, л** Густота стояния растений, тыс./га Высота, см Количество, шт./раст. Масса, г

растения прикрепления нижнего боба ветвей бобов семян семян/ растение 1000 семян

Контроль - 303 110 21,9 0,7 23 51 6,3 141

КПИС (фон) - 331 115 16,8 1,6 26 59 7,6 144

Агростимулин 7,5* 344 115 18,5 1,4 32 69 9,1 145

Агростимулин 15* 301 122 19,8 1,5 35 77 10,8 146

Агростимулин 30* 340 119 17,7 1,0 33 71 9,7 146

Альбит 25* 329 121 20,0 1,5 31 71 9,4 145

Альбит 50* 338 119 16,8 1,7 36 80 11,2 147

Альбит 100* 302 117 17,4 1,2 34 74 10,3 147

Бишофит 308 119 17,4 2,1 37 81 11,3 147

Бишофит 7** 280 118 16,6 1,7 37 81 11,1 148

Бишофит 258 122 18,1 1,3 35 80 9,8 148

Эмистим С 7,5* 329 124 18,5 2,0 33 73 10,4 148

Эмистим С 15* 333 119 17,1 1,7 35 76 10,7 146

Эмистим С 30* 321 117 18,6 1,9 30 66 8,7 146

НСР05 - - 5,4 2,9 0,5 5,5 11,8 1,9 6,3

Таблица 2 — Влияние доз росторегуляторов на урожайность сои сорта Вилана

ЦЭБВНИИМК

Вариант опыта Доза препарата на 1т семян, мл*, л** Урожайность по годам, т/га Прибавка урожая

2005 2006 средняя за 2 года т/га %

Контроль - 2,41 2,34 2,38 - -

КПИС (фон) - 2,49 2,42 2,46 0,08 3,4

Агростимушн 7,5* 2,62 2,54 2,58 0,20 8,4

Агростимушн 15* 2,56 2,43 2,50 0,12 5,0

Агрости-мушн 30* 2,74 2,65 2,70 0,32 13,4

Альбит 25* 2,75 2,54 2,65 0,27 11,3

Альбит 50* 2,86 2,58 2,72 0,34 14,3

Альбит 100* 2,87 2,44 2,66 0,28 11,8

Бишофит 2,80 2,47 2,64 0,26 10,9

Бишофит 7** 2,89 2,55 2,72 0,34 14,3

Бишофит 2,93 2,51 2,72 0,34 14,3

Эмистим С 7,5* 2,92 2,54 2,73 0,35 17,7

Эмистим С 15* 2,80 2,30 2,56 0,18 7,6

Эмистим С 30* 2,77 2,50 2,64 0,26 10,9

НСР05 - 0,33 0,13 0,23 - -

Таблица 3 - Содержание белка и масла в семенах сои в зависимости от доз росторегуляторов

ЦЭБ ВНИИМК

Вариант опыта Доза препарата на 1т семян, мл*, л** Содержание Сбор с 1 га, кг

масла, % белка, % ТИА, мг/г масла белка

Контроль - 21,3 42,9 19,7 506 1019

КПИС (фон) - 21,5 42,7 20,1 525 1047

Агростимушн 7,5* 21,6 42,7 20,0 557 1102

Агростимушн 15* 22,1 42,3 21,3 552 1054

Агростимушн 30* 21,8 42,3 20,7 588 1140

Альбит 25* 21,4 42,8 20,2 565 1131

Альбит 50* 22,0 42,2 21,2 604 1148

Альбит 100* 21,8 42,4 20,9 580 1126

Бишофит 21,6 42,4 20,9 571 1119

Бишофит 7** 21,7 42,4 20,9 590 1153

Бишофит 21,8 42,4 21,1 595 1151

Эмистим С 7,5* 21,7 42,3 20,8 592 1154

Эмистим С 15* 21,5 42,4 20,9 548 1080

Эмистим С 30* 21,3 42,8 20,1 561 1128

Таблица 4 - Экономическая эффективность применения разных доз росторегуляторов

ЦЭБ ВНИИМК

Вариант опыта Урожайность, т/га Стоимость зерна сои, руб./га Затраты на возделывание, руб./га Чистая прибыльность руб./га Себестоимость 1 т семян, руб. Рентабельности, %

Контроль 2,38 15470 4758 10712 1999 225

КПИС (фон) 2,46 15990 4896 11094 1990 227

Агростимушн 2,58 16770 4902 11868 1900 242

Агростимушн 2,50 16250 4909 11341 1964 231

Агростимушн 2,70 17550 4921 12629 1823 257

Альбит 2,65 17225 4908 12317 1852 251

Альбит 2,72 17680 4919 12761 1808 259

Альбит 2,66 17290 4942 12348 1858 250

Бишофит 2,64 17160 4912 12248 1861 249

Бишофит 2,72 17680 4927 12753 1811 259

Бишофит 2,72 17680 4958 12722 1823 257

Эмистим С 2,73 17745 4902 12843 1796 262

Эмистим С 2,56 16640 4907 11733 1917 239

Эмистим С 2,64 17160 4919 12241 1863 249

По сравнению с фоновым контролем превышение чистой прибыли с гектара составило по варианту с эмистимом С дозой 7,5 мл/т - 1 749 руб., по альбиту дозой 50 мл/т - 1 667 руб.; возрастание рентабельности при использовании этих препаратов составило соответственно 35 и 32 %.

Однако на других опытах наблюдались меньшие различия с фоном по всем показателям экономической эффективности (см. табл. 4).

По затратам на гектар посева наиболее экономичным был контрольный вариант (4 758 руб.) и самый расточительный - бишо-фит дозой 9 л/т.

Сравнение дозировки испытанных росторегуляторов свидетельствует о том, что по чистой прибыли и рентабельности имели преимущество обработки высокими дозами агростимулина, средними и большими дозами бишофита, малыми - эмистима С, а при обработке альбитом -средние дозы (см. табл. 4).

Заключение. Таким образом, в условиях засушливого климата Северного Кавказа можно обеспечить получение высоких урожаев семян сои без орошения, используя предпосевную обработку семян стимуляторами роста растений на фоне комплекса препаратов для инкрустирования семян в сочетании с другими агротехническими приемами. При применении ро сто стимулирующих ве-

ществ соя образует мощный стеблестой, который затеняет и способствует понижению температуры почвы и воздуха, повышает влажность воздуха, а интенсивные суховеи трансформируются в слабые или умеренные.

Литература

1. Балакай Г. Т., Безугло-ва О. С. Соя: экология, агротехника, переработка. - Ростов-на-Дону, 2003,- С. 48-51.

2. Баранов В. Ф., Луко-мец В. М. Соя: Биология и технологии возделывания. - Краснодар, 2005. - С. 43-50.

3. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. - М.: Агропром-

издат, 1985. - 351 с.

4. Золотников А. К., Сергеев В. Р., Кудрявцев Н. А. и др. Альбит повышает эффективность применения гербицидов // Земледелие. - 2006. - № 1. - С. 34-36.

5. Маслов А. В. Применение комплекса микроэлементов на основе бишофита в растениеводстве // Информационные материалы о препарате. ООО «Маскар». -2006.

6. Ивебор Лоуренс Уче, У го Того Корреа. Влияние предпосевной обработки семян сои стимуляторами роста на высоту растений и накопление биомассы надземными органами // Наука Кубани. - 2006.-№ 3. - С. 20-23.