Спосіб обробки насіння сої культурної

Реферат: Спосіб обробки насіння сої культурної включає передпосівну монообробку бактеріальними добривами на основі бульбочкових бактерій та мікробіологічними комплексними препаратами, відповідно ризобофітом та "Байкал ЕМ-1 У". Змішують бактеріальне добриво ризобофіт на основі бактерій Bradyrhizobium japonicum штаму М-8 200 г торф'яної форми із 1,5 л водного розчину добрива "Байкал ЕМ-1 У" концентрації 1 до 1000 із наступним передпосівним зволоженням 1 т насіння культури протягом однієї години 10-15 л суміші препаратів. UA 106442 U (54) СПОСІБ ОБРОБКИ НАСІННЯ СОЇ КУЛЬТУРНОЇ UA 106442 U UA 106442 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до сільського господарства, а саме до рослинництва і може бути використана в технологіях вирощування сої культурної з метою підвищення її продуктивності. Відомий спосіб передпосівної обробки насіння сої бактеріальними препаратами, які містять культури бульбочкових бактерій широко використовується у сучасному сільському господарстві для підвищення ефективності симбіотичної фіксації азоту і продуктивності (Биологическая фиксация азота /С.Я. Коць, В.В. Моргун, В.Ф. Патыка и др. - К., 2010). Недоліком цього способу є значна ймовірність відсутності стимулюючого впливу, індукованого несприятливими абіотичними, біотичними та антропогенними чинниками. Відомий спосіб передпосівної обробки насіння комплексним мікробіологічним препаратом "Байкал ЕМ-1У" для підвищення стійкості рослин до фітопатогенів, покращення їх живлення, стимулювання росту (ЭМ-технология в растениеводстве /[К.Η. Пакулов и др.]. - Харьков, 2002). Недоліком способу є, на фоні багатогранного позитивного впливу компонентів біодобрива бактерій, актиноміцетів, грибів тощо, на рослини і ґрунт, незначне стимулювання симбіотичної азотфіксації бобових культур, а відтак і їх продуктивності, через відсутність у складі комплементарних активних штамів ризобій. Найбільш близьким до способу, що заявляється є спосіб передпосівної обробки насіння сої препарати комплексної дії на основі активних штамів азотфіксувальних бактерій та фізіологічно активних речовин (Нові біологічні препарати комплексної дії на основі активних штамів азотфіксувальних бактерій та фізіологічно активних речовин /В.В. Волкогон та ін. - К., 2009), який передбачає стимулювання формування повноцінного симбіозу за рахунок екзогенного надходження фітогормонів. Недоліками цього способу для застосування у виробничих масштабах є висока собівартість фітогормонів та необхідність визначення оптимальних концентрацій препаратів для розвитку азотфіксувальних симбіозів. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності обробки насіння сої культурної шляхом одночасної обробки бактеріальним добривом ризобофіт на основі штаму М8 Bradyrhizobium japonicum і комплексним мікробним препаратом "Байкалом ЕМ-1У". Поставлена задача вирішується тим, що для намочування насіння сої культурної виготовляють композицію, яка складається із водного розчину концентрації 1 до 1000 готового до застосування біопрепарату "Байкал ЕМ-1 У" (ТУ У 24.1-22700554-001:2003) і бактеріального добрива ризобофіт (торф'яна форма) (ТУ У 24.1-00497360-003:2007) у співвідношенні на 1,5 л розчину препарату - 200 г ризобофіту. Норми витрати "Байкалу ЕМ-1 У" і ризобофіту рекомендуються їх виробниками - ТОВ "ЕМ-центр Україна" (м. Харків) і Інститутом сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва НААН (м. Чернігів), відповідно. Дану композицію застосовують шляхом передпосівного зволоження насіння сої протягом однієї години з витратою 10-15 л на 1 т матеріалу. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє у польових умовах стимулювали ріст рослин сої сорту Аннушка у висоту протягом всієї вегетації (табл. 1). Після обробки насіння "Байкалом ЕМ-1 У" висота дослідних рослин була більшою у середньому за вегетацію на 7,0 % до контролю із найменш вираженою дією на початку онтогенезу рослин - фазу трьох справжніх листків - 4,7 % і максимальною статистично достовірною різницею у 10,5 % за повної стиглості насіння. Більшу чисельно та аналогічну тенденцію росту рослин виявлено також після інокуляції ризобофітом та комбінованої обробки насіння "Байкалом ЕМ-1 У" і ризобофітом - зростання висоти рослин за вегетацію в середньому становило 10,0 і 9,2 %, відповідно за варіантами, із статистично достовірним максимумом у 13,2 та 11,4 % у фазу повної стиглості (табл. 1). Таблиця 1 Динаміка росту рослин сої культурної сорту Аннушка за дії добрив "Байкал ЕМ-1 У" та ризобофіт, см Фаза росту і розвитку 3 листок 4 листок бутонізація цвітіння повна стиглість Контроль 12,48±2,20 18,08±3,92 30,48±5,09 57,36±5,49 82,05±3,10 "Байкал ЕМ-1 У" Ризобофіт 13,07±2,66 19,37±3,30 32,26±5,08 61,19±6,83 90,7±2,97* 13,48±2,59 19,76±3,92 33,62±5,44 62,68±6,85 92,85±3,33* Примітка: * - тут і в інших табл. позначено достовірну різницю з контролем 1 "Байкал ЕМ-1 У" + ризобофіт 13,35±2,17 19,44±3,43 33,81±3,44 62,52±5,71 91,41±2,71* UA 106442 U 5 10 15 Надійнішою непрямою оцінкою активності бульбочкових бактерій є визначення надземної маси інокульованих рослин. Так, встановлено, що ефективність поєднаної та роздільної дії препаратів за зростанням (5,7-8,3 %) маси сирої надземної частини рослин і діаметру основи стебла (2,1-3,4 %) сої сорту Аннушка була близькою у фазу цвітіння та характеризувалась більшими показниками маси сухої кореневої системи після використання "Байкалу ЕМ-1 У" (13,0 % до контролю), поєднаної дії препаратів (8,1 %) і найменшим (1,2 %) після інокуляції (табл. 2). Під кінець фази масового утворення бобів та початку воскової стиглості насіння стимулюючий вплив препаратів не залежав від способу застосування і був приблизно однаковим - зростання маси сухої кореневої системи становило 25-26 % до контролю (845,8±197,6 мг). Важливим показником оцінки наростання асимілюючої поверхні рослин, яка відіграє провідну роль у формуванні урожаю є площа листків. Так, розрахунок площі повністю сформованих листків верхнього ярусу сої показав, що попередньо оброблені "Байкалом ЕМ-1 У" рослини формували листки більшої на 10,7 % площі, інокульовані ризобофітом - на 12,8 % та після поєднаної обробки біопрепаратами - на 20,1 % до контролю (табл. 2). Таблиця 2 Ростові процеси рослин сої культурної сорту Аннушка за дії добрива "Байкал ЕМ-1 У" та інокуляції ризобофітом у фазу цвітіння Показник маса сирої надземної частини, г діаметр основи стебла, мм маса сухої кореневої системи, мг 2 площа листка, см 20 25 30 35 Контроль "Байкал ЕМ-1 У" Ризобофіт "Байкал ЕМ-1 У" + ризобофіт 20,67±6,12 22,39±6,30 22,06±5,53 21,85±5,31 4,71±0,53 4,87±0,63 4,84±0,68 4,81±0,55 565,8±152,0 639,6±161,3 572,3±180,8 611,8±122,0 107,4±22,8 118,9±23,6 121,2±24,8 129,0±30,0 Дослідження вмісту пластидних пігментів рослин є однією з найважливіших характеристик адаптації фотосинтетичного апарату рослин до умов довкілля та дії різних чинників. Так, у листках сої на фоні обробки насіння "Байкалом ЕМ-1 У" у фазу наливу бобів відзначено найменше із досліджуваних дослідних варіантів збільшення вмісту хлорофілу a на 21,0 %, хлорофілу b-14,6 %, основних каротиноїдів - 17,3 % до контролю. Більші показники рівня фотосинтетичних пігментів проявляли рослини інокульовані ризобофітом, відповідно, на 49,5, 32,7 і 44,1 % та найефективнішою у цей період виявилась поєднана дія добрив - показники зростання пігментів становили 61,1, 47,6, 52,7 % відповідно (табл. 3). Зазначене накопичення листкових пігментів вплинуло на зростання співвідношення хлорофілів а і b у найбільшій мірі - внаслідок інокуляції, далі після комбінованого застосування препаратів та найменше за дії "Байкалу ЕМ-1 У" (табл. 3). Отже, збільшення вмісту пластидних пігментів у рослин свідчить про певні перебудови, які спрямовані на підвищення ефективності фотосинтезу як за окремої дії "Байкалу ЕМ-1 У" і ризобофіту, так і, що найбільше виражено, за їх поєднаного впливу. Зазначені чинники, особливо за одночасної дії, створюють передумови для тривалішого функціонування фотосинтетичної системи сої через підтримання вищого рівня листкових пігментів у фазу наливу бобів. 2 UA 106442 U Таблиця 3 Вміст пластидних пігментів у листках сої культурної сорту Аннушка за дії добрива "Байкал ЕМ-1 У" та інокуляції ризобофітом у фазу наливу бобів, мг/100 г сирої маси Показник хлорофіл а хлорофіл b основні каротиноїди хлорофіл а хлорофіл b 5 10 Контроль "Байкал ЕМ-1 У" Ризобофіт "Байкал ЕМ1 У" + ризобофіт 177,8±4,3* 96,1±3,8* 110,4±3,2 65,1±5,2 165,1±5,2* 86,4±6,0* 44,0±1,3 / 133,6±3,7* 74,6±3,9 51,6±1,8* 63,4±2,4* 67,2±1,3* 1,73±0,13 1,80±0,06 1,93±0,12 1,85±0,04 Відомо, ефективність взаємодії бобових рослин і ризобій у природних умовах залежать від виду та сорту бобової рослини, штаму ризобій, типу ґрунту, попередника, кліматичних умов, використаних добрив, пестицидів, агротехніки та багатьох інших чинників. Дослідження бобово-ризобійового симбіозу сої сорту Аннушка показало, що добриво "Байкал ЕМ-1 У" та штам Bradyrhizobium japonicum М-8 значно стимулювали утворення бульбочок та їх активність (табл. 4). У фази цвітіння, масового утворення і наливу бобів на контрольних рослинах сої утворювалась значна кількість бульбочок, що вказує на високий титр аборигенних ризобій у ґрунті агробіолабораторії. Зокрема, біопрепарат "Байкал ЕМ-1 У" сприяв виникненню симбіозу між рослинами сої сорту Аннушка та місцевими ґрунтовими ризобіями активніше у фазу цвітіння та масового утворення бобів, зокремана коренях рослин відмічено зростання на 19,5 і 17,6 % кількості та 23,8 і 17,3 % загальної маси бульбочок до контролю. 15 Таблиця 4 Бобово-ризобійовий симбіоз рослин сої культурної сорту Аннушка за дії добрива "Байкал ЕМ-1 У" та інокуляції ризобофітом Показник фаза цвітіння кількість бульбочок, шт./рослину маса сухих бульбочок, мг/ рослину маса 1 сухої бульбочки, мг ЗНА бульбочок мкг N2 / рослину/год. ПНА бульбочок мкг N2 / 1 г сух.маси/год. масового утворення бобів кількість бульбочок, шт./рослину маса сухих бульбочок, мг/ рослину маса 1 сухої бульбочки, мг ЗНА бульбочок мкг N2 / рослину/год. ПНА бульбочок мкг N2 / 1 г сух.маси/год. наливу бобів кількість бульбочок, шт./рослину маса сухих бульбочок, мг/ рослину маса 1 сухої бульбочки, мг ЗНА бульбочок мкг N2 / рослину/год. ПНА бульбочок мкг N2 / 1г сух.маси/год. Контроль "Байкал ЕМ-1 У" Ризобофіт "Байкал ЕМ-1 У" + ризобофіт 52,8±3,9 134,3±2,2 2,71±0,23 63,1±4,0 166,3±2,8* 2,74±0,18 53,3±3,3 141,1±2,6 2,94±0,24 57,8±2,5 168,3±4,6* 3,01±0,23 15,02±1,15 17,19±1,53 20,59±1,47* 21,89±1,15* 332,4±21,6 324,7±14,2 439,1±38,7 375,7±32,2 62,0±3,0 280,6±5,0 4,66±0,25 72,9±3,3* 329,2±7,4* 5,16±0,24 76,5±4,8* 310,7±4,5* 4,21±0,24 80,8±7,2* 355,9±4,6* 4,22±0,26 22,36±1,73 29,85±2,74 35,19±1,24* 232,0±14,7 272,3±16,3 341,0±12,9* 88,9±3,7 413,3±8,1 4,74±0,13 87,7±6,5 436,8±10,3 4,55±0,19 94,8±7,7 406,1±15,0 4,37±0,18 79,9±4,4 386,1±3,2* 4,94±0,20 9,49±0,61 9,54±0,87 14,38±1,19* 14,95±1,20* 62,9±5,7 62,0±5,2 109,4±3,3* 115,9±7,5* Величина бульбочок помітно збільшувалась лише у фазу утворення бобів - на 10,7 % до контролю. Відомо, що маса активних бульбочок на коренях бобових є одним із показників 3 UA 106442 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ефективної взаємодії рослини і ризобій на перших етапах розвитку симбіозу та опосередковано характеризує здатність бобово-ризобіальних систем до інтенсивної фіксації атмосферного азоту. У фазу цвітіння зростала тільки загальна нітрогеназна активність (ЗНА) на 14,4 %, у фазу масового утворення бобів, як ЗНА - 33,5 %, так і питома нітрогеназна активність (ПНА) на 17,4 % до контролю. Під кінець вегетації у фазу наливу бобів послаблюється дія "Байкалу ЕМ-1 У" на бобово-ризобіальний симбіоз сої з аборигенними ризобіями, що видно як за величиною ЗНА так ПНА. Відомо, що в районах тривалого вирощування сої інтродуковані нові виробничі штами підвищують продуктивність рослин лише за умов істотної переваги над аборигенними. Так, передпосівна інокуляція насіння сої сорту Аннушка виробничим штамом ризобій М-8 у складі ризобофіту за досліджуваний період показала зростання кількості на 23,4 % та загальної маси бульбочок на 10,7 % до контролю лише у фазу масового утворення бобів. Високу ефективність симбіозу "соя сорту Аннушка - Bradyrhizobium japonicum штаму М-8" та перевагу його над симбіотичною системою цих рослин з аборигенними ризобактеріями без участі та з впливом добрива "Байкал ЕМ-1 У" встановили за нітрогеназною активністю. Так, у фазу цвітіння ЗНА була вищою на 37,1 %, ПНА - на 32,1 % відносно контрольних рослин. У фазу утворення бобів, відповідно за показниками, 57,4 і 47,0 % та фазу наливу бобів - 51,5 і 73,7 % до контролю. Поєднання інокуляції сої із передпосівним намочуванням у розчині добрива "Байкал ЕМ-1 У" показало зростання чисельності та маси бульбочок на початку досліджень з максимумом у фазу масового утворення бобів, відповідно, на 30,3 і 26,8 % до контролю та деяке зниження під час наливу плодів. Разом з тим, що під час цвітіння, що у фазу наливу бобів відбувалось зростання загальної і питомої нітрогеназної активності, відповідно, на 45,7 % і 13,0 та 57,5 і 84,2 % до контролю. Вказані показники були значно вищими відносно аналогічних величин у рослин під час використання "Байкалу ЕМ-1 У" без інокуляції та мали тенденцію до переважання після однокомпонентного впливу ризобіями. Отже, зазначені показники функціональної активності соєво-ризобіального симбіозу після інокуляції виробничим штамом М-8 та обробки добривом "Байкал ЕМ-1 У" показали доцільність сумісного застосування біопрепаратів у місцевих ґрунтово-кліматичних умовах. За відсутності передпосівної інокуляції ризобофітом для активації симбіотичної фіксації азоту соєю аборигенними популяціями мікроорганізмів ефективним є застосування добрива "Байкал ЕМ-1 У". Виробничий штам М-8 ризобій характеризувався високою конкурентоспроможністю й індукував утворення високоефективного симбіозу з рослинами сої сорту Аннушка, на утворення і функціональну активність якого позитивну тенденцію виявляв і препарат "Байкал ЕМ-1 У". Для формування високопродуктивних посівів необхідне регулювання дії багатьох факторів, які визначають величину біологічного та господарського врожаю культур. У сої, передусім, - це регулювання процесів симбіотичної фіксації, росту й диференціації вегетативних і генеративних органів та процесів, що визначають кількість утвореної сухої речовини та її накопичення в органах рослин, особливо насінні. Проведені польові дослідження підтвердили залежність процесів формування урожаю від активності симбіотичних систем "соя сорту Аннушка - Bradyrhizobiumjaponicum" (табл. 5). Так, передпосівна обробка насіння сої біопрепаратом "Байкал ЕМ-1 У" підвищила біологічний урожай зерна на 2,5 ц/га (9,0 %), інокуляція ризобіями виробничого штаму М-8-2,7 ц/га (9,7 %) та двокомпонентне застосування біопрепаратів - 3,4 ц/га (12,2 %). Таблиця 5 Основні елементи продуктивності сої культурної сорту Аннушка за дії добрив "Байкал ЕМ-1 У" та ризобофіт Показник густота рослин, тис. шт./га біологічний урожай надземної маси, ц/га кількість бобів на 1 рослині, шт. кількість насінин на 1 Контроль "Байкал ЕМ-1 У Ризобофіт " "Байкал ЕМ-1 У" + ризобофіт 566,7±14,3 605,6±5,6* 616,7±10,6* 600,0±12,8 51,0±1,7 57,8±0,6* 57,7±2,0* 59,3±1,3* 21,1±2,0 20,9±2,0 18,0±1,5 20,6±1,9 41,6±3,1 38,7±3,2 35,6±3,3 40,3±3,9 4 UA 106442 U рослині, шт. кількість насінин в 1 бобі, шт. маса 1000 насінин, г біологічний урожай зерна, ц/га 5 10 1,96±0,06 1,93±0,08 1,98±0,08 1,96±0,06 132,7±2,8 133,3±2,9 139,4±3,2 132,2±1,2 27,8±1,0 30,3±1,3 30,5±0,8 31,2±0,8* Аналіз елементів продуктивності показав подібний механізм зростання урожаю сої у всіх досліджуваних експериментальних варіантах за рахунок формування і збереження вищої густоти рослин на 5,9-8,8 % та вищого біологічного урожаю надземної маси на 13,1-16,3 % до контролю. Вищу ефективність композиції добрив "Байкалу ЕМ-1 У" з ризобофітом, ніж їх окреме застосування отримано за господарським урожаєм сої у виробничих умовах на полях ТОВ "Трейд-Агрохім" (м. Тернопіль) (табл. 6). Таким чином, дослідження впливу самостійного і бінарного застосування добрив "Байкалу ЕМ-1 У" та ризобофіту на основі виробничого штаму Bradyrhizobium japonicum М-8 на сою культурну сорту Аннушка в ґрунтово-кліматичних умовах Західного Лісостепу України показало вищу ефективність композиції препаратів за більшістю досліджуваних показників - площею листків, вмістом фотосинтетичних пігментів, азофіксувальною активністю, зерновою продуктивністю. 15 Таблиця 6 Акт виробничої перевірки впливу мікробіологічних добрив "Байкал ЕМ-1 У" і ризобофіт на урожай сої у ТОВ "Трейд-Агрохім" (м. Тернопіль) Варіант досліду контроль(без обробки) "Байкал ЕМ-1 У " ризобофіт "Байкал ЕМ-1 У" ризобофіт Площа, га 5 5 20 + Урожай насіння, Прибавка ц/га ц/га 15,0 15,75 0,75 16,5 1,5 5 16,8 % 1,8 5,0 10,0 12,0 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб обробки насіння сої культурної, що включає передпосівну монообробку бактеріальними добривами на основі бульбочкових бактерій та мікробіологічними комплексними препаратами, відповідно ризобофітом та "Байкал ЕМ-1 У", який відрізняється тим, що змішують бактеріальне добриво ризобофіт на основі бактерій Bradyrhizobium japonicum штаму М-8 200 г торф'яної форми із 1,5 л водного розчину добрива "Байкал ЕМ-1 У" концентрації 1 до 1000 із наступним передпосівним зволоженням 1 т насіння культури протягом однієї години 10-15 л суміші препаратів. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5