Влияние лариксина на симбиотическую азотфиксацию, фотосинтетическую деятельность и семенную продуктивность сои

Влияние биологических регуляторов рос­та (в частности лариксина) на формирование семенной продуктивности и симбиотическую азотфиксацию новых сортов сои изучено недостаточно. Поэтому настоящая работа может представлять определенный интерес с точки зрения совершенствования интенсивных технологий возделывания сои в средней полосе России.

Методика исследований. Эксперимен­тальные опыты проводили в 2006-2008 гг. Сорта сои Ланцетная и Белор (селекции ВНИИЗБК) возделывали по общепринятым технологиям для северо-западной части Цен-трального Черноземья. Применяли препарат лариксин, действующее вещество которого представлено биофлавоноидом дигидрокверцетином, который является сильным антиоксидантом. В связи с тем, что на полях ВНИИ ЗБК соя возделывается сравнительно недав­но, в почве опытных участков отсутствует спонтанная инокуляция Rhizobium, в схему опыта включены варианты с инокуляцией семян Rhizobium japonicum штамм 634 б.

Схема опыта:

     —   контроль, семена сои без обработки;

     —   контроль, инокулированные семена сои;

—    семена сои, обработанные 0,01%-ным раствором лариксина, с опрыскиванием рас­тений лариксином в фазе бутонизации 50 мл/га;

—      семена сои, инокулированные и обра­ботанные 0,01%-ным раствором лариксина + опрыскивание растений в фазе бутонизации 50 мл/га.

Семена обрабатывали накануне посева, опрыскивание растений проводили ручным механизмом. В годы исследований сою вы­севали 10-20 мая сеялкой ССК-6-10. Пло­щадь делянок 10 м², повторность 4-хкратная. Норма высева — 600 тыс. всхожих семян/га. Уборка комбайном Сампо 130. Погодные условия в годы проведения экспериментов были контрастными: 2006 г. — излишне ув­лажненный, 2007 г. — крайне засушливый, 2008 г. — благоприятный.

Осуществлялись следующие учеты и на­блюдения: учет продолжительности вегета­ционного периода и его фаз по Методике государственного сортоиспытания сельско­хозяйственных культур (1971); изучение ди­намики формирования вегетативных и гене­ративных органов, фотосинтетической дея­тельности посевов и накопления зеленой массы (Методические указания по проведе­нию полевых опытов с кормовыми культу­рами, 1997); учет надземной фитомассы в течение вегетации, учет урожайности семян в фазе полной спелости.

Площадь листьев определяли гравиметри­ческим способом, основанным на устойчивой корреляции между массой и площадью листь­ев (Корнилов, 1971; Коломейченко, 1987); фо­тосинтетический потенциал (по методу Ничи-поровича,1961), чистую продуктивность фо­тосинтеза как частное от деления прироста сухой массы на ФП (Синякова Л.А., Иванова А.И., 1981), коэффициент хозяйственной эф­фективности (К_х03) как отношение количества сухого вещества хозяйственно ценной части (зерно) к надземной сухой фитомассе. Накоп­ление симбиотического азота определяли по методике Г.С. Посыпанова (1991). Учитывали массу и число клубеньков, даты их образова­ния и лизиса, определяли активный симбиотический потенциал (АСП) и удельную ак­тивность симбиоза (УАС). По величине АСП и УАС рассчитывали количество фиксиро­ванного азота воздуха. Статистическая обра­ботка данных проводилась с использованием корреляционного и дисперсионного анализа ни Б.Л. Досисхову (1 9X5).

 

Результаты исследований. Предварительные лабораторные опыты показали, что обработка семян лариксином (0,01%-ной концентрации) оказывает стимулирующее действие на проростки сои. В среднем за три года длина корешков Ланцетной на 4-е сутки превышала контроль на 21%, длина ростков — на 11%. На 8-е сутки от начала проращивания семян, обработанных ла­риксином, увеличение длины корешка со­ставило 16%, прирост ростка — 11%, ла­бораторная всхожесть увеличилась на 2-3%, полевая — на 2-5%. Лабораторные опыты последовательно и объективно сви­детельствуют о влиянии лариксина на уси­ление ростовых процессов при прораста­нии семян сои с пролонгированным эф­фектом.

Изучение динамики роста корней, фор­мирования всходов, образование листьев и стеблей показало, что к моменту появления семядолей на поверхности почвы (в благоприятных условиях на 7-10 сутки) длина корня достигает 15-20 см. При дефиците влаги доля корней в общей биомассе возрас­тает. В целом рост корней в начальные пе­риоды опережает рост надземной части рас­тения.

Анализ корневой системы в пахотном горизонте двух сортов сон в вариантах с ис­пользованием предпосевной обработки се­мян штаммом 634 б и лариксином показал тенденцию увеличения массы корня в этом варианте, подтвержденную статистически в 2007 и в 2008 гг. у сорта Ланцетная и в 2008 г. у сорта Белор (табл. 1).

 

1.  Масса корней в пахотном горизонте у растений сои при инокуляции и обработке семян лариксином в фазе ветвления

 

 

Сорт	Вариант	Масса корня, г/растение
		2006	2007	2008	x
Ланцетная	Контроль	3,97	2,44	2,77	3,06
	Rhizobium	4,4	3,07	8,02	5,16
	Лариксин	2,52	3,72	5,22	3,82
	Лариксин+Rhizobium	3,56	5,29	7,35	5,4
Белор	Контроль	−	4,02	5,96	4,99
	Rhizobium	−	4,66	4,92	4,79
	Лариксин	−	2,86	8,21	5,54
	Лариксин+Rhizobium	−	5,08	7,07	6,08
	НСР05	1,64	1,303	1,018

 

В варианте с обработкой семян лариксином в среднем за годы исследований масса корней была выше контрольного варианта как у Ланцетной, так и у сорта Белор.

Исследование морфологии и размещения клубеньков на корнях растений согласуются с данными Т.П. Кобозевой (2007). В услови­ях Орловской области в отличие от других

бобовых культур клубеньки на корнях сои либо совсем не образуются без искусствен­ной инокуляции, либо образуются в единич­ных   случаях.   Клубеньки   сосредоточены   в верхнем слое почвы (0-7см) в радиусе до 12 см от главного корня. При повторных посе­вах и в переувлажненные годы они распре­деляются более дисперсно, тяготея к верхне­му (более аэрируемому) слою.

Формирование симбиотического аппарата определялось, прежде всего, метеорологиче­скими условиями года исследований. На­блюдения показали, что образование клу­беньков в 2007 г. происходило через 10 суток после появления всходов. Через 16 суток после всходов в клубеньках был отмечен красный пигмент — леггемоглобин (Лб). В 2006 и 2008 гг. появление первых видимых клубеньков и переход их в активное состояние было зафиксировано на 2 суток раньше, чем в 2007 г. Максимальное количество и масса сырых клубеньков наблюдается в фазу налива семян. В последующие периоды клу­беньки начинают зеленеть: леггемоглобин переходит в холеглобин (Хб). В конце веге­тации происходит их полный лизис.

Продолжительность общего симбиоза со­ставила 83-98 суток у сорта Белор и 78—90 суток у Ланцетной. Продолжительность ак­тивного симбиоза, периода функционирования клубеньков с Лб — 66-79 суток у сорта Белор и 60-78 суток у сорта Ланцетная (в зависимо­сти от погодных условий вегетационного пе­риода и биологических особенностей сорта).

В фазе налива бобов в контроле и в вари­анте с обработкой семян лариксином на рас­тениях накапливалось наименьшее количест­во клубеньков 1,5-3,2 и 1,6-7,4 соответст­венно, в вариантах с совместной обработкой семян штаммом 6346 и лариксином — от 11,2 до 23,3 клубеньков на растении (табл. 2).

 

 

 

 

 

 

2. Влияние предпосевной инокуляции и обработки семян лариксином

на количество и массу клубеньков сортов сои, налив бобов  (2006-2008 гг.)

 

Сорт	Вариант	Количество клубеньков на растении				Масса клубеньков, мг/раст.)
		2006	2007	2008	x	2006	2007	2008	x
Ланцетная	Контроль	3,2	2,6	1,5	2,4	30,55	13,5	150	64,68
	Rhizobium	8,9	11,5	5,1	8,5	152,1	385,1	790	442,4
	Лариксин	4,5	2,7	1,9	3	42,46	20,5	1220	427,65
	Лариксин+Rhizobium	11,2	23,3	13	15,8	305,39	242,5	1180	575,96
Белор	Контроль	−	1,52	3,1	2,3	−	185	530	357,5
	Rhizobium	−	6,6	10,6	8,6	−	901,5	1560	1230,75
	Лариксин	−	1,6	7,4	4,5	−	128,5	1143	635,75
	Лариксин+Rhizobium	−	20,6	17,4	19	−	1081	1320	1200,5
	НСР05	1,402	2,003	3,145		79,639	139,182	211,278

 

При отсутствии в почве местных рас ризобий инокуляция оказывает существенное влияние на формирование симбиотического аппарата у сортов сои, которое значительно возрастает при совместной обработке регу­лятором роста и развития - лариксином. Комплексным показателем величины симбиотического аппарата является его ак­тивный симбиотический потенциал (АСП). В годы с достаточной влагообеспеченностью (2008 г.) величина АСП за весь период веге­тации достигала 28,1 тыс. кг сут./га в кон­трольном варианте сорта Ланцетная и значи­тельно снижалась в условиях засухи (2007 г.) — до 13,0 тыс. кг сут./га. Метеорологические условия через массу клубеньков и продолжи­тельность их функционирования в значи­тельной степени влияли на величину АСП (табл. 3).

 

3. Показатели фотосинтетической и симбиотической деятельности сорта сои Ланцетная с использованием лариксина и инокуляции

 

 

 

Существенная разница по АСП за весь период вегетации обнаружена по вари­антам опыта. Во влажный 2008 г. величина АСП у сорта Ланцетная увеличилась до 30,54 тыс. кг сут./га в варианте лариксин + штамм 634 б по сравнению с контролем (28,1 тыс. кг уст./га). Но в варианте с обработкой семян лариксином АСП снизился до 25,5 тыс. кг сут./га. В засушливый 2007 г. активный сим­биотический потенциал был ниже в 2 раза по сравнению с 2008 годом в варианте лариксин + штамм 634 б (15,2 тыс. кг уст./га).

Удельная активность симбиоза (УАС) за­висела как от метеорологических условий года, так и от вариантов опыта. В контроль­ном варианте колебание УАС по годам соста­вило от 5,8 до 7,3 тыс. г/кг в сутки., в вариан­те лариксин + штамм 634 б — от 6,5 (2007 г.) до 7,8 (2008 г.) г/кг в сутки.  Количество фиксированного азота в наибольшей степени зависело от погодных условий. В 2007 г. зна­чение этого показателя было в 1,5-2,0 раза ниже по сравнению с 2008 г.

Показатели фотосинтетической деятель­ности как в благоприятных условиях 2008 года, так и в засушливый 2007 год выше в варианте лариксин + штамм 634 б, чем в ва­рианте с лариксином и в контроле. Посколь­ку симбиотическая деятельность сорта Лан­цетная достигала максимального уровня в варианте с совместной обработкой семян лариксином и штаммом 634 б (с последую­щим опрыскиванием лариксином вегети­рующих растений), можно предположить, что наиболее активная фиксация азота про­исходит в том случае, если она тесно сопря­жена с эффективным фотосинтезом, что в конечном итоге способствует формированию высокой семенной продуктивности сои.

Предпосевная инокуляция позволила поднять урожайность семян на 18,7-19,6 %, обработка семян и вегетирующих растений лариксином повысила урожайность на 22,4— 25,9 %, а совместное применение лариксина и Rhizobium увеличило урожайность семян на 30,6-51,4% (табл. 4).

 

4. Влияние обработки семян и вегетирующих растений сои лариксином и штаммом 634 б на урожайность семян, ц/га

 

 

Заключение. Таким образом, обработка семян ризобиями и лариксином позволяет создать оптимальные условия для развития симбиотической и фотосинтетической сис­тем растений сои, что способствует увеличе­нию семенной продуктивности.

Е.В. ГОЛОВИНА,

кандидат сельскохозяйственных наук

Всероссийский  НИИ зернобобовых

и крупяных культур

В.В. СУЛИМОВ,

кандидат сельскохозяйственных наук

А.С. КОЛОМЕЙЧЕНКО,

кандидат экономических наук

Орловский агроуниверситет

С.Н. АГАРКОВА,

доктор биологических наук

Всероссийский НИИ зернобобовых

и крупяных культур

Г.И. СЕМИНА

000 Биохимзащита