Спосіб вирощування сої

Корисна модель відноситься до галузі сільськогосподарської екології, та висвітлює агроекологічні аспекти спільного використання добрив біологічного та хімічного походження на посівах сільськогосподарських культур за умов недостатньої забезпеченості ґрунтів поживними речовинами. Одним із пріоритетних завдань сучасного сільськогосподарського виробництва в Україні - його зростання з одночасним підвищенням рівня родючості ґрунтів, забезпечення сільськогосподарських культур поживними речовинами, не спричиняючи негативного впливу на родючість ґрунтів та навколишнє середовище. Значним резервом покращання живлення рослин є спільне використання добрив хімічного та біологічного походження, при цьому враховуючи фізико-агрохімічний, фітосанітарний, екологічний стан ґрунтів, екологічний стан агроекосистеми, в цілому. Завдяки спільному використанню добрив біологічного та хімічного походження можна значною мірою вирішити завдання з підвищення родючості ґрунтів, зростання урожайності сільськогосподарських культур, покращання екологічного стану агрофітоценозів [1-5]. Отже, пошук шляхів формування високопродуктивних агрофітоценозів, які б забезпечували значне зростання урожайності сільськогосподарських культур і покращання якості рослинницької продукції, не спричиняли негативного впливу на родючість ґрунтів та навколишнє середовище є досить актуальним і заслуговує на увагу. Відомо, що найбільш близьким за суттю і досягнутим технічним результатом до винаходу є застосування мікробних препаратів, описане в методичних рекомендаціях [6]. В методичних рекомендаціях автори поставили собі за мету узгодити те хнологію вирощування сої із застосуванням мікробних препаратів та збагачення цієї культури мікроелементами в процесі її вегетації. Проте в даній роботі представлені тільки матеріали щодо характеристики сої, симбіотичної фіксації азоту та факторів, що на неї впливають, технології вирощування сої із застосуванням мікробних препаратів, але відсутня інформація про спільне використання добрив біологічного та хімічного походження, яке здійснюється з урахуванням екологічних факторів, грунтовокліматичних характеристик конкретного регіону, взаємовідносин, які виникають між аборигенними та інтродукованими мікроорганізмами, а також між біоагентами препаратів при їх поєднаному застосуванні. Завдання корисної моделі - оптимізація мікробно-рослинних взаємодій в агрофітоценозах Лісостепу України, які б сприяли збереженню та відтворенню природної родючості ґрунтового покриву з одночасним підвищенням і покращанням якості урожаю сільськогосподарських культур, не спричиняли негативного впливу на навколишнє природне середовище. Технічним результатом корисної моделі є оптимізація мікробно-рослинних взаємодій в агрофітоценозах, трансформація поживних речовин у зерні, активізація ростових процесів у рослин, підвищення врожайності та якості сільськогосподарської продукції. Поставлене завдання досягається способом вирощування сільськогосподарських культур, який полягає в тому, що використання добрив біологічного та хімічного походження на посівах культурних рослин проводиться в комплексі за умов недостатньої забезпеченості ґрунтів поживними речовинами, з урахуванням ґрунтово-кліматичних характеристик конкретного регіону, екологічних факторів, взаємовідносин, які виникають між аборигенними та інтродукованими мікроорганізмами, а також між біоагентами препаратів при їх поєднаному застосуванні. Спосіб вирощування сої, що включає вапнування ґрунту під зяблеву оранку, спільне використання добрив біологічного та хімічного походження, який відрізняється від прототипу в наступному: - як добрива хімічного походження - використовують комплексні макроелементні добрива та як добрива біологічного походження під зяблеву оранку - рештки сільськогосподарських культур: зелені добрива, солому, полову; - та додатково здійснюють передпосівну інокуляцію зерна мікробними препаратами та позакореневе підживлення мікроелементними добривами та рістрегулюючими речовинами у початковій фазі формування надземної частини рослин. Приклад 1. Польові досліди із застосуванням мікробних препаратів азотфіксуючих бактерій Bradyrhizobium japonicum M 8 - ризобофіту та фосфа тмобілізуючих Achromobacter album 1122 - альбобактерину на посівах сої проводили протягом 2000-2003 pp. на Носівськїй селекційно-дослідній станції УААН (Чернігівська обл.). Сорт сої - Мрія, з 1998 року включений до Держреєстру сортів України. Попередниками сої була озима пшениця. У ході проведення досліду дотримувались рекомендованої для конкретної території технології вирощування сої. Ґрунт дослідного поля - чорнозем вплутуваний малогумусний легкосуглинковий. Агрохімічна характеристика ґрунту: рН(С0ЛЬ0ВЄ ) - 5,5; азот, що легко гідролізується -119 мг/кг ґрунту; нітратний азот - 14 мг/кг грунту; амонійний азот - 26 мг/кг грунту; Р2О5 (за Чіріковим) - 127 мг/кг грунту; К2О (за Чіріковим) - 60,0 мг/кг ґрунту; гум ус - 2,5 %; сума поглинутих основ - 112 мг-екв/кг ґрунту; ступінь насиченості основами - 72,4 %. Схема досліду на Носівськш СДС включала вісім варіантів (табл. 1). Таблиця 1 Схема досліду № п/п 1 2 3 4 5 6 Варіант Контроль (без добрив) Ризобофіт Альбобактерин Ризобофіт+альбобактерин Фон мінеральних добрив Фон+ризобофіт Дози мінеральних добрив, кг д.р./га N30P30K30 N30P30K30 Норми витрат мікробних препаратів, л/гектарну порцію насіння + вода (1,0 -1,5% від маси насіння) 0,1 0,1 0,05+0,05 0,1 7 8 Фон+альбобактерин Фон+ризобофіт+альбобактерин N30P30K30 N30P30K30 0,1 0,05+0,05 Спільне застосування мікробних препаратів - ризобофіту та альбобактерину сприяло більшому утворенні бульбочок у базальній частині коріння рослин сої, порівняно з рослинами на фоні спонтанної інокуляції рослин аборигенними популяціями бульбочкових бактерій. Кількість атмосферного азоту, зафіксованого симбіотичною системою Bradyrhizobium japonicum M 8 - Glycine max складала 47 кг/га, тоді як на фоні спонтанної інокуляції - лише 6кг/га. Продуктивність фіксації атмосферного азоту в дослідах застосування азотфіксуючих і фосфа тмобілізуючих мікроорганізмів відобразилася на прирості фітомаси рослин сої. Збільшення сирої маси рослин відбулося на 11-13%, сухої - 14-19%, площі листової поверхні - на 13-21%. Більш чітко помітний приріст надземної маси, під впливом біопрепаратів, спостерігався у фазу бутонізаціяцвітіння сої. За рахунок спільної діяльності азотфіксуючих і фосфатмобілізуючих мікроорганізмів молодими рослинами сої було накопичено білка на 11,5%, Р2О5 - на 7,0% і К2О - на 11,1 % більше, ніж спонтанно інокульованими рослинами на контролі. Під впливом альбобактерину вміст білка в надземній масі рослин збільшився на 5%, вміст Р2О5 і К2О відповідно на 12,3 і 7,5%, порівняно з дослідом без добрив (табл.2). Інтенсивність азотфіксації у дослідах застосування мікробних препаратів позначилась на підвищенні врожайності зерна та його якості - вмісту білка (табл.3). Поєднана інокуляція насіння препаратами азотфіксуючих і фосфатмобілізуючих мікроорганізмів істотно впливає на збільшення кількості бобів - на 55%, кількості та маси зерен з однієї рослини - на 50-63%. Ефект від застосування мікробних препаратів спадав у послідовності: ризобофіт+альбобактерин>ризобофіт>альбобактерин. Таблиця 2 Вплив мікробних препаратів на вміст білка в рослинах сої Варіанти Контроль без добрив Ризобофіт Альбобактерин Ризобофіт + альбобактерин N30P30K 30 - фон Фон + ризобофіт Фон + альбобактерин Фон +ризобофіт + альбобактерин НІР05, ц/га (% для білка) Sx, % (точність досліда) 2001 11,0 13,6 12,4 14,1 14,2 13,4 13,2 14,4 0,6 0,2 Показники продуктивності за роками середнє за 3 відхілення до 2002 2003 роки контролю, % вміст білка, % 13,9 16,6 13,8 14,2 17,7 15,2 9,8 14,2 17,2 14,6 5,5 14,3 18,6 15,7 13,3 15,1 18,7 16,0 15,7 15,1 17,0 15,2 9,6 14,6 17,5 15,1 9,2 15,1 17,9 15,8 14,2 0,8 1,0 0,3 0,3 В середньому за роки досліджень урожайність зерна сої при поєднаному застосуванні ризобофіту й альбобактерину зросла на 11, ризобофіту - на 8%, вміст білка в зерні, відповідно, - на 3,3-1,7%, порівняно з контролем. Таблиця 3 Ефективність застосування мікробних препаратів на посівах сої Показники продуктивності за роками Варіанти Контроль без добрив Ризобофіт Альбобактерин Ризобофіт + альбобактерин N30P30K 30 - фон Фон + ризобофіт Фон + альбобактерин Фон +ризобофіт+альбобактерин НІР05, ц/га (% для білка) Sx, % (точність досліда) 2001 2002 2003 Урожайність зерна, ц/га 27,0 25,3 39,6 29,9 27,2 41,8 28,2 25,2 40,1 31,7 28,2 42,3 29,8 29,9 44,9 31,0 29,4 43,6 32,4 29,6 44,5 33,2 30,0 45,0 1,7 2,0 2,0 0,6 0,7 1,0 2001 2002 2003 Вміст білка в зерні, % 39,6 40,1 40,0 40,4 39,7 40,0 40,5 40,7 0,6 0,2 39,7 40,6 40,8 41,5 39,8 39,9 41,1 41,4 0,3 0,1 40,3 40,4 40,9 41,7 41,3 41,4 40,3 41,0 0,4 0,1 Високий коефіцієнт кореляції між вмістом білка в зерні й застосуванням альбобактерину мав місце в 2002 році (r=0,82). Від'ємні коефіцієнти кореляції виявлені між вмістом у зерні олії, золи та застосуванням мікробних препаратів. Приклад 2. Дослідження з вивчення впливу різних видів добрив (хімічного й біологічного походження) на особливості формування й функціонування симбіотичної системи "Glycine max - Bradyrhizobium japonicum " проводили протягом 2003 - 2005 pp. на посівах сої дослідного поля Інституту агроекології УААН. Ґрун т дослідної ділянки дерново-середньо підзолистий слабозмитий, супіщаний, глейовий. Агрохімічна характеристика ґрунту: рН (сольове) - до проведення вапнування - 4,3 і після - 5,6; азот, що легко гідролізується - 53 мг/кг ґрунту; Р 2О 5 (за Чіріковим) - 295 мг/кг ґрунту; К2О (за Чіріковим) - 200,0мг/кг ґрунту; гумус - 0,72%. Сорт сої - Стратегія. Попередник сої - яра пшениця. Технологія вирощування сої - загальноприйнята Лісостепу України. Схема досліду включала 6 варіантів, із них: 1 - ризобофіт (біоагенти препарату - азотфіксуючі бактерії Bradyrhizobium japonicum M 8); 2 - N 40P60K60+ризобофіт; 3 - N40P60K 60+органічні добрива (солома, 15т/га) + ризобофіт; 4 -N30P45K45 + ризобофіт; 5 – N10P10K10 + ризобофіт; 6 - органічні добрива (солома, 15 т/га) + ризобофіт. Додатково на дрібноділянковому досліді за схемою основного вивчали вплив позакореневого підживлення мікроелементами на активність азотфіксації (В, Mn, Zn у вигляді сульфатів із розрахунку - 100г/га на 200л води й молібдат амонію - 100г/га). Вапняні добрива та рештки культурних рослин вносили восени під оранку. Проведені аналізи з визначення нітрогеназної активності за фазами розвитку сої показали, що у варіанті поєднаного застосування ризобофіту й соломи (6 варіант) активність фіксації молекулярного азоту відносно інокуляції лише ризобофітом (1 варіант) вірогідно підвищується у фазу гілкування на 60 %, у фазу бутонізації 68 %, цвітіння - 8 % (Фіг.1 Вплив мікробних і мінеральних добрив на нітрогеназну активність симбіотичної системи сої, мг/рослину*годину (середнє за 2004 - 2005pp.), Фіг. 2 Вплив мікробних і мінеральних добрив на нітрогеназну активність симбіотичної системи сої, мг/рослину*годину (середнє за 2004 - 2005pp.): - середнє; □ - стандартна похибка середнього; вуса - дисперсія; 1 - ризобофіт (Р); 2 - Р + N40P 60K60; 3 - Р + N40P60K60 + солома; 4 - Р+N30P45K45; 5 - Р + N 10P10K10; 6 - Р + солома). В середньому за 3 роки урожайність зерна сої зросла на 25 %, вміст білка в зерні - на 3,8 % (Фіг.3 Вплив мікробних добрив на урожайність зерна сої, ц/га (середнє за 2003 - 2005pp.): - середнє; □ - стандартна похибка середнього; „вуса" - дисперсія; 1 - ризобофіт (Р); 2 - Р+М40Р60К60; 3 - Р + М40Р 60К60+солома; 4 - Р + N30P45K 45 ; 5 - Р + N10P10K10 ; 6 - Р + солома). Ефективність добрив біологічного та хімічного походження спостерігалася і на виробничих посівах сої у господарствах Чернігівської та Полтавської областей. На Носівській селекційній дослідній станції УААН (Чернігівська обл.) реакція рослин сої на позакореневе внесення мікроелементів позначилася на підвищенні врожайності зерна, більш вірогідним приріст якої мав місце у варіантах спільного застосування мікробних препаратів. При моноінокуляції насіння та фоліарного застосування молібдату амонію відмічали зростання урожайності зерна сої від 32,4 до 34,7 ц/га (р=0,91). При біінокуляції мікробними препаратами з позакореневим додаванням молібдату амонію - від 34,8 (ризобофіт + альбобактерин) до 36,9 ц/га, (р > 0,95). Цікавою особливістю було й те, що стійке зниження олійності (на 8%) та підвищення вмісту додаткового протеїну (на 4-5 %) у зерні сої відбувалося незалежно від внесеної дози молібдату амонію - 50, 100, 200 г/га та варіантів застосування мікробних і мінеральних добрив (Фіг. 4 Вплив молібдату амонію на вміст протешу та олії в зерні, % (середнє за 2001 - 2003 pp.): - середнє; □ - стандартна похибка середнього; вуса - дисперсія; А - без молібдату амонію; Б - з молібдатом амонію; 1 - контроль без добрив; 2 - ризобофіт, 3 -альбобактерин; 4 ризобофіт + альбобактерин; 5 - фон N30P30K 30; 6 - фон + ризобофіт; 7 - фон + альбобактерин; 8 - фон + ризобофіт + альбобактерин). У 2000 році на Носівській СДС урожайність зерна сої Романтика на ділянках (4,0 га) спільного застосування ризобофіту та альбобактерину становила 24 ц/га, на контролі - 17,0 ц/га, а в 2003 році біінокуляція ризобофітом і альбобактерином на посівах сої сортів Устя та Мрія забезпечила зростання урожайності на 5,0 - 8,0 ц/га (р = 94%), відносно контролю. У 2002 році в господарстві СВК „Перемога" Хоролського району Полтавської області при спільному застосуванні ризобофіту та альбобактерину на посівах сої сорту Білосніжка площею 150 га врожайність зерна зросла до 11,5 ц/га, з 9,6 ц/га, що на контролі. Отже, заявлений спосіб забезпечує оптимізацію мікробно-рослинних взаємодій в агрофітоценозах, яка можлива при поєднаному застосуванні добрив біологічного та хімічного походження, що, у свою чергу, сприяє трансформації поживних речовин у зерні, активізації ростових процесів у рослин, високій біологічній активності мікрофлори в ризосфері, підвищенні врожайності та якості сільськогосподарської продукції без порушення екологічної рівноваги в навколишньому природному середовищі. Література: 1. Патика В.П., Коць С.Я., Волкогон В.В. та ін. Біологічний азот. - К.: Світ, 2003.-424 с 2. Пархоменко Т.Ю. Інтродукція штамів мікроорганізмів з комплексом корисних властивостей в ризосферу овочевих рослин: Автореф. дис... канд.. с-г. на ук: 03.00.16 /Інститут агроекології та біотехнології УААН. - К., 2003 - 20 с. 3. Патика В.Ф., Калиниченко А.В., Колмаз Ю.Т., Кислухина М.В. Роль азотфиксирующих микроорганизмов в повышении продуктивности сельскохозяйсвенных растений // Микробиол. журн. - 1997. - Т. 59, № 4. - С. 3 -4. 4. Lugtenberg B.J.J., Bloemberg G.V., Van Brussel A.A.N., Кипе J.W., Thomas-Oates J.E., Spaink H.P. Signals involvedd in nodulation and nitrogen fixation // Nitrogen Fixation: Fundamental and Applicaions. Proc. of the 10th Inter. Congr. on Nitr. Fixation. St. Peterburg, May 28 - June 3, 1995. - Dordrecht; Boston; London: Kluwer Acad. Publ. - 1995. - P. 37 - 48. 5. Шерстобоева Е.В., Дудинова И.А., Шерстобоев Н.К. Биопрепараты азотфиксирующих бактерий: Проблемы и перспективы применения //Мікробіол. Журн. - 1997. - Т. 59, № 4. - С. 109-117. 6. Патика В.П., Шерстобоева О.В., Шинкаренко В.К., Москалець В.В., Пічкур В.О. та ін. Вирощування сої із застосуванням мікробних препаратів -ризобофіту та альбобактерину в умовах північної частини Лісостепу України (методичні рекомендації) /Інститут агроекології та біотехнології УААН. - К. -2004. - 23 с