Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

Сорго сахарное – кормовая культура, которая в засушливых условиях по урожайности зеленой массы может превзойти на 30–40 % главную силосную культуру кукурузу. При расширении зоны возделывания культуры появится возможность минимизировать риск заготовки некачественных кормов за счет внедрения сорго сахарного в уже имеющиеся посевы или создания новых. Неприхотливая и позволяющая планировать стабильный урожай культура позволяет обеспечить собственными кормами поголовье. Очевидными преимущественными признаками сорго сахарного являются высокая засухо- и жаростойкость, которые объясняются биологическими и морфологическими особенностями культуры [1], при относительно невысоких требованиях к почве сорго способно формировать высокие и стабильные урожаи зеленой массы, которую, в свою очередь, можно использовать для приготовления силоса, травяной муки, сенажа и зерносенажа, на зеленую подкормку и выпас [1–3]. Зеленая масса сорго сахарного, убранная в период молочно-восковой спелости зерна, содержит в соке стеблей 14–20 % сахаров, стебли остаются сочными до глубокой осени, что позволяет приготавливать силос в чистом виде и в смеси с сухими стеблями кукурузы, корзинками подсолнечника, соломой [4]. В 100 кг зеленой массы содержится 24–25 корм. ед. и 0,6 кг переваримого протеина, в силосе – 22–23 корм. ед. и 0,6 кг переваримого протеина [5–7]. Известно, что содержащиеся в зерне сорго полифенольные соединения танины оказывают неблагоприятное влияние на усвояемость питательных веществ. Правильно сбалансированные по основным показателям рационы для КРС с использованием зерна сорго позволяют обеспечивать животных необходимыми питательными веществами и поддерживать высокий уровень продуктивности. Одно из направлений повышения урожайности – это подбор сортов и видов кормовых культур для конкретных условий произрастания. Другим путем повышения урожайности является использование биологических препаратов (в том числе микробиологических). Применение данных препаратов обеспечивает высокую концентрацию полезных форм микроорганизмов в конкретной точке применения. Биологические препараты способны улучшать минеральное питание растений, стимулировать рост и развитие растений путем выделения фитогормонов, аминокислот и других биологически активных веществ, а также подавлять деятельность патогенных микроорганизмов и повышать устойчивость растений к стрессовым условиям. Биопрепараты могут оказывать положительное влияние на всхожесть семян.

Цель исследования заключалась в изучении действия микробиологических препаратов на основе штаммов Lactobacillus buchneri и Bacillus megaterium на фоне с внесением удобрений и без них на рост, развитие и продуктивность растений сорго сахарного (Sorghum saccuratum Jakuschev.) в условиях Вологодской области.

Задачи исследования:

– оценить морфометрические и биометрические показатели Sorghum saccuratum Jakuschev. под влиянием микробиологических препаратов на основе штаммов микроорганизмов Lactobacillus buchneri и Bacillus megaterium в условиях полевых мелкоделяночных опытов;

– оценить предполагаемую значимость культуры сорго сахарного для региона.

Материалы и методы исследования

Проведение опыта по накоплению зеленой массы сорго сахарного в разных вариациях с биопрепаратами на фоне удобрений и без них осуществлялось на опытном поле ФГБУН «Вологодский научный центр Российской академии наук», расположенного в Вологодской области, в 2022 г.

В работе использовались биопрепараты, созданные компанией ООО «Биотроф» (г. Санкт-Петербург) на основе живых клеток микроорганизмов. Препарат «Натурост-Актив» основан на живых молочнокислых бактериях Lactobacillus buchneri, продуцирующих вещества, подавляющие рост и развитие грибковых инфекций. Натурост-Актив является микробиологическим удобрением, стимулятором роста растений, способствует лучшему развитию растений, повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Основным типом взаимоотношений штамма бактерий, входящих в препарат, и конкурентных видов является антибиоз, обусловленный действием внеклеточных метаболитов, им продуцируемых, и проявляющийся в активном подавлении роста патогенов. Препарат «Натурост-Актив» обладает антифунгицидным эффектом, повышает иммунитет растений за счет продуцирования микроорганизмами индолил-3-молочной кислоты, индолил-3-карбоновой кислоты, индолил-альдегида и индолил-3-уксусной кислоты; карбоновые кислоты, продуцируемые бактерией, оказывают стимулирующее влияние на корневую и вегетативную части растений, способствуют увеличению качества получаемого урожая, повышают всхожесть семян и приживаемость растений. Препарат «Натурост-М» на основе культуры клеток Bacillus megaterium представляет собой микробиологическое удобрение на основе живых бактерий, продуцирующих вещества, препятствующие контаминации грибковыми болезнями. Силикаты и фосфаты в почве разрушаются метаболитами бактерий, которые переводят фосфор и калий в доступную форму для усвоения растениями. Применяется в полях при стандартных агрономических методах. Препарат Натурост-М увеличивает коэффициент использования минеральных и органических удобрений, снижает токсическое воздействие на растения после обработки химическими препаратами, в течение всего периода воздействия препарата образует «защитный барьер» на растении и блокирует заражение растений новыми патогенами, стимулирует развитие корневой системы. В качестве объекта опыта было выбрано Sorghum saccuratum Jakuschev. среднераннего сорта Галия, который включен в Госреестр по Центрально-Черноземному, Северо-Кавказскому и Нижневолжскому регионам.

Полевой эксперимент предусматривал следующие варианты:

1) обработка водой (контроль);

2) обработка водой (контроль) + удобрение;

3) препарат «Натурост-Актив»;

4) препарат «Натурост-актив» + удобрение;

5) препарат «Натурост-М»;

6) препарат «Натурост-М» + удобрение.

В качестве удобрения выбрана азофоска в дозировке 16г/м2. Повторность опыта трехкратная, площадь учетной делянки составляла 5 м2. Посев происходил в соответствии с рекомендованными нормами высева. Ширина междурядий – 45 см. С учетом 80 % полевой всхожести площадь питания растений составила 1,12 м2. Семенной материал в вариантах с препаратами перед посевом инокулировали в рабочих растворах препаратов в концентрации 1 мл препарата на 1 л воды, семена контрольной группы замачивались в воде. В течение вегетационного периода проводили опрыскивание растений рабочими растворами той же концентрации согласно рекомендациям производителя, в фазу кущения. Уход за культурами проводили в соответствии с общепринятыми агротехническими приемами.

Посев семян сорго сахарного был осуществлен 30 мая. Образцы отбирались несколько раз за сезон, в фазы 3–5 листьев через 29 дней после посева, кущение (51 день), трубкования (71 день), выметывания (90 дней). Средняя продолжительность вегетационного периода у сорго сахарного в среднем от 105 до 120 дней, в 2022 г. в условиях опыта на Вологодской области вегетационный период сорго сахарного составил всего 91 день. Погодные условия с 30 мая по 28 августа 2022 г. могли неоднозначно повлиять на рост и развитие сорго суданского. После посева температура два раза падала ниже 1 °С, что могло повлечь медленное прорастание и длительный межфазный период посев – всхожесть. Среднесуточная температура в период вегетации была +18 °С, что несколько ниже требуемых для культуры. Минимальное значение температуры за период вегетации +3,8 °С. Влажность в среднем за все время была 73 %. Количество дней с осадками 35, их сумма составила 147 мм. Почва на опытном участке осушенная дерново-подзолистая, среднесуглинистая. В таблице представлены данные по химическому составу почвы опытных делянок.

Статистическая обработка данных осуществлялась по стандартным методикам с использованием пакета анализа данных программы MS Excel’2010.

Химический состав почвы опытных делянок

Результаты исследования и их обсуждение

Полученные данные в стадии 3–5 листьев при изучении действия биопрепаратов на растения сорго сахарного показывают, что морфометрические параметры на начальных этапах онтогенеза слабо отличаются от контроля. По накоплению сырой массы в стадии 3–5 листьев выделяется вариант с внесением биопрепарата Натурост-М в комплексе с удобрением, что превосходит контрольный вариант на 3,9 %. В стадии начала кущения все опытные варианты превосходили контроль. Максимальная прибавка к массе была зафиксирована в вариантах Натурост-Актив + удобрение на 265,4 % и Натурост-М + удобрение на 241 %. В стадии начала трубкования относительно контроля выделяются три варианта с применением биопрепаратов и внесением удобрений от 42,5 % до 85,6 %. Из графика на рис. 1 видно, что самое большое увеличение массы растений произошло в варианте контроль + удобрение. Из вариантов, превосходящих контроль, отмечаются оба варианта с биопрепаратами, в которых также были внесены и удобрения. Биомасса растений увеличилась в 32,3 раза в варианте Натурост-Актив + удобрение и в 30,8 раз в варианте Натурост-М + удобрение. Стоит выделить и вариант без использования биопрепаратов, но с внесением удобрений. Таким образом, вариация в опыте показывает значительный набор зеленой массы в 62,5 %. Варианты с использованием только биопрепаратов показывают значения несколько ниже контрольных. Таким образом, вариант с использованием препарата Натурост-Актив на основе культуры клеток Lactobacillus buchneri ниже контроля на 58,7 %. Вариант с препаратом Натурост-М на основе Bacillus megaterium на 31,5 % ниже контрольного значения сырой массы растений.

Аналогичная ситуация наблюдается и в измерении сухой массы (рис. 2).

Рис. 1. Сырая масса растения, г

Рис. 2. Сухая масса растения, г

Рис. 3. Среднее количество листьев на растении, шт.

Количество листьев на растении выделяется в положительной динамике и относительно контроля в вариантах с применением биопрепаратов и внесением удобрений (рис. 3). В вариантах Натурост-Актив + удобрение и Натурост-М + удобрение идет постепенное увеличение количества листьев на 12,7 и 26,8 %. Стоит отметить и некоторое увеличение количества листьев в варианте с использованием биопрепарата Натурост-М, увеличение количества листьев относительно контроля составило 4,2 %.

Кустистость растений во всех вариантах в первые три стадии уборки оставалась на уровне 1±0,1. Измерения в стадии выметывания показывают увеличение у опытных вариантов с использованием биопрепаратов, продуктивная кустистость наблюдается у единичных растений. Таким образом на 10 % увеличивается общая кустистость в вариантах с использованием препаратов Натурост-Актив и Натурост-М. В варианте с использованием препарата Натурост-Актив и внесением удобрений показатель общей кустистости увеличивается на 20 %. Максимальное увеличение кустистости на 50 % наблюдается в варианте с внесением удобрений и использованием препарата Натурост-М. В этом же варианте отмечается наибольше появление продуктивных стеблей.

Заключение

При почвенно-климатических условиях 2022 г. варианты с использованием только биопрепаратов не оказали существенного действия на растения Sorghum saccuratum Jakuschev. сорта Галия. Действие препарата Натурост-Актив при использовании удобрении оказалось менее видимым, но препарат способствует как увеличению количества листьев (опытные растения в среднем имеют 8,0 листьев, а контрольные – 7,1), так и увеличению сырой массы растений (опытные растения в среднем имеют массу 3,66 г, а контрольные – 3,49 г.). В варианте с препаратом на основе культуры клеток Bacillus megaterium положительная динамика чуть более проявлена. В варианте Натурост-М + удобрение прибавка к сырой массе составила 26,8 %. А также увеличение числа листьев на растении, контрольные растения имеют в среднем 7,1 листьев, а в варианте Натурост-М + удобрение – 9. На основании полученных данных по биометрическим показателям растений можно говорить, что в целом бактерии Bacillus megaterium и Lactobacillus buchneri в совокупности с внесением удобрений оказали несколько более ощутимое воздействие на ростовые процессы растений, чем только использование биопрепаратов.

В целом возделывание сорго сахарного возможно в условиях Вологодской области как в моно-, так и в смешанном посеве при правильном подборе сортов и схеме внесения агрохимикатов и пестицидов.