Эффективность применения регулятора роста в технологии производства гороха и сои

Полный текст

Соя – растение, которое человек начал культивировать одним из первых. Она широко используется во всем мире как продукт питания [4]. Главное отличие сои от остальных сельскохозяйственных культур – высокое содержание белка [19]. Соя и её производные, соевый шрот и жмых, активно применяются в современном животноводстве в качестве самостоятельного продукта и как составная часть комплексных кормовых смесей [2]. В составе сои содержится натуральный растительный белок. У него высокие питательные качества и он хорошо усваивается [13]. Все соевые продукты являются важными источниками витаминов и микроэлементов: железа, цинка, фосфора, марганца и калия. Кроме того, в составе сои два вида ненасыщенных жирных кислот: линолевая и линоленовая. Как показывают исследования, эти кислоты усваиваются организмом практически на 100%, что помогает снижать уровень холестерина в крови [3].

Во всех продуктах переработки сои содержатся ценные элементы растительного происхождения – фосфолипиды. В зависимости от сорта, содержание фосфолипидов в сое может достигать 2,2% [5]. Эти вещества играют важную роль при укреплении клеточных мембран кровеносных капилляров, повышают способность печени к самоочищению. Употребление в качестве пищи соевых продуктов укрепляет организмы животных и птиц, в первую очередь это положительно сказывается на иммунной системе [14]. Использование сои и ее производных позволяет повышать продуктивность и отдачу животноводческой отрасли сельского хозяйства. В конечном счете соя способствует получению мясомолочной продукции высокого качества [1].

При возделывании сельскохозяйственных культур, в том числе и сои, перспективно применение регуляторов роста растений [7].

Все регуляторы роста можно глобально разделить на две группы: натуральные (природные) и синтетические. Первые – это большая группа фитогормонов, которые могут значительно ускорить либо замедлить рост. Вторые – искусственно созданные препараты. Синтетические регуляторы роста – это своеобразные комплексы фитогормонов, полезных и защитных компонентов [10]. Фитогормоны участвуют во взаимодействии клеток, тканей и органов. Они необходимы для регулирования процессов онтогенеза растений. Гормоны синтезируются в отдельных органах, но распространяются по всему растению, регулируя обмен веществ, проявляют физиологическое действие на обмен липидов, нуклеиновых кислот [12].

Среди наиболее активных соединений растительного происхождения, обладающих гормональным действиям, выделяют ауксины, цитокинины, этилен и другие [11].

Ауксины – это соединения индолилуксусной кислоты (ИУК), образуются в зонах с высокой меристематической активностью. Действие ауксинов основано на изменении проницаемости мембран [8]. Ауксины активизируют процесс деления клеток, ускоряют процесс их растяжения, влияют на гео- и фототропизм растений, регулируют формирование проводящих пучков. За счет стимулирования ауксином секреции протонов в клеточную стенку происходит активация растяжения клеток [6].

Ауксины способны активировать образование корней, задерживать опадание завязей и листьев, увеличивать поступление питательных веществ в растение, усиливать взаимодействие между разными органами растений [3].

Цель исследований – повышение урожайности сои и гороха путем применения регулятора роста гетероауксина в условиях Рязанской области.

Задачи исследований – изучить действие регулятора роста гетероауксина на посевные качества и семенную продуктивность сои; установить оптимальную концентрацию препарата и срок его применения; определить влияние гетероауксина на урожайность гороха.

Материал и методы исследований. Изучение действия аналога естественного фитогормона ауксина – β-индолил-3-уксусной кислоты – на посевах сои и гороха проводилось в 2021-2022 гг. в полевых условиях опытной агротехнологической станции Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева.

Схема опыта включала варианты: 1 – вода (контроль), 2 – гетероауксин, 25 мг/л, 3 – гетероауксин, 50 мг/л.

Опрыскивание посевов поводилось в разные фазы вегетации: в фазу 2-х настоящих листьев, бутонизации и образования бобов. Обработка посевов в опытах проводилась из расчета 350 л раствора на 1 га. Площадь опытной делянки – 14 м², учетной – 10 м². Повторность опыта 4-кратная. Расположение делянок в один ярус (систематическое).

Сорт сои Максус, раннеспелый. Имеет темное опушение, мощный стебель. Тип развития – индетерминантный. Форма роста – прямостоячая. Опушение главного стебля: рыжевато-коричневое. Высота растения – средняя. Интенсивность зеленой окраски листьев – средняя. Размер семян – средний. Окраска семенной кожуры – желтая. Рубчик светлый, в цвет семени.

Семена перед посевом одновременно обрабатывали инокулянтом и протравивителем.

Инокулянт Хайкоутсупер соя – препарат клубеньковой бактерии рода Bradyrhizobium japonicum на водной основе. Бактерия вызывает образование клубеньков на корневой системе сои, которые фиксируют атмосферный азот и переводят его в усвояемую для культуры аммонийную форму.

Также, в технологии использовали препарат Дэлит про, 200 г/л – фунгицидный протравитель против фузариоза всходов, фузариозной корневой гнили, аскохитоза, плесневения семян.

Способ посева широкорядный с междурядьем 45 см. Норма высева 650 тыс. всхожих семян на 1 га. Посев проводили во II декаде мая.

Предшественником сои являлся картофель. Осенью после уборки предшественника проводили вспашку оборотным плугом на глубину 22-24 см. Весной проводили ранневесеннее боронование и предпосевную культивацию. Под культивацию вносились минеральные удобрения в дозе N₆₀Р₂₅К₂₅ на 1 га. После посева проводилось прикатывание почвы. Уборка урожая напрямую, в I декаде сентября.

Наблюдения, учеты и анализы осуществлялись по общепринятым методикам. Анализы по определению агрохимических показателей темно-серой лесной тяжелосуглинистой почвы проводили на «Станции агрохимической службы «Рязанская».

Результаты исследований. Анализируя данные полевого опыта по применению регулятора роста, было установлено, что соя отзывается на опрыскивание гетероауксином.

Формирование репродуктивных органов у сои зависит от погодных условий, нормы препарата и периода обработки посевов.

На полевую всхожесть растений большое влияние оказывают метеорологические условия, складывающиеся в период посева до полных всходов. Следует отметить, что гетероауксин сыграл положительную роль в сохранности растений к периоду уборки (табл. 1).

 

Таблица 1. Полевая всхожесть и густота стояния растений сои при использовании гетероауксина

Фаза обработки	Концентрация препарата	Взошло семян		Сохранилось к уборке от числа взошедших		Общая выживаемость, %
		шт./м2	%	шт./м2	%
Фаза 2-х листьев	Вода (контроль)	50,5	84,1	44,2	87,5	73,6
	Гетероауксин, 25 мг/л	51,0	85,0	44,5	87,2	74,2
	Гетероауксин, 50 мг/л	50,0	83,3	42,5	85,0	70,8
Бутонизация	Вода (контроль)	51,0	85,0	40,5	79,4	67,5
	Гетероауксин, 25 мг/л	50,0	83,3	45,5	91,1	75,8
	Гетероауксин, 50 мг/л	50,0	85,0	45,2	90,4	73,3
Образование бобов	Вода (контроль)	36,5	60,8	29,5	80,8	49,1
	Гетероауксин, 25 мг/л	37,5	62,5	32,0	85,3	53,3
	Гетероауксин, 50 мг/л	37,0	61,7	32,0	86,5	53,3

 

Более выраженное действие гетероауксин оказал на количество выживших к уборке растений сои при опрыскивании в фазу бутонизации. Сохранность выросла на обработанных вариантах на 4,7-5,0% по сравнению с контролем.

Общая выживаемость растений сои к уборке составила 49,1-75,8%. Выживаемость сои возрастает при более поздней обработке (в фазу образования бобов) на 4,2%.

Действие препарата проявляется прежде всего в ускорении ростовых процессов, усилении обмена веществ и накоплении зеленой массы растений.

При анализе динамики формирования генеративных органов отмечается положительная роль стимулятора роста гетероауксина за счет того, что он обладает выраженными аттрагирующими свойствами. Через 15 дней после опрыскивания (фаза начала образования бобов) на обработанных в фазу двух листьев растениях формируется в среднем 9,1-12,4 бобов, что на 37,9-87,9% больше, чем в контроле, в фазу налива бобов – 26,0-36,1 боба (на 42,9-98,4% больше, чем в контроле). Применение гетероауксина более высокой концентрации (50 мг/л) приводит к формированию большего количества бобов (табл. 2).

 

Таблица 2. Формирование бобов у растений сои при использовании гетероауксина, шт./растение

Фаза обработки	Концентрация препарата	Начало образования бобов	Налив бобов	Полная спелость
Фаза 2-х листьев	Вода (контроль)	6,6	18,2	18,3
	Гетероауксин, 25 мг/л	9,1	26,0	28,3
	Гетероауксин, 50 мг/л	12,4	36,1	25,3
Бутонизация	Вода (контроль)	6,7	20,2	19,3
	Гетероауксин 25, мг/л	6,9	29,8	29,0
	Гетероауксин 50, мг/л	10,2	27,4	28,8

 

Однако, количество выполненных бобов, сохранившихся к уборке, не совпадает с количеством завязавшихся. У сои имеется биологическая закономерность: она образует большое количество цветков и способна завязывать большое количество бобов на растении, однако к уборке сохраняется лишь определенное число выполненных бобов. Регулятор роста в данном случае также оказал положительное влияние на сохранность бобов к уборке. На момент уборки наибольшее количество бобов, по сравнению с контролем, сохранилось на растениях варианта, где опрыскивание проводилось в фазу бутонизации. Таким образом, поздняя обработка гетероауксином способствует более интенсивному оттоку питательных веществ из вегетативных органов к формирующимся бобам.

В условиях Рязанской области при оптимальной тепло- и влагообеспеченности и использовании регулятора роста соя может формировать более 30 выполненных бобов на каждом растении.

Особо заметное влияние оказала обработка гетероауксином растений в фазу бутонизации. Несмотря на то, что количество семян в бобе – показатель стабильный и подвержен колебаниям в незначительной степени, было отмечено, что обработка гетероауксином в фазу бутонизации способствовала увеличению данного показателя на 2,7-11,6% (табл. 3).

 

Таблица 3. Формирование урожая сои при использовании гетероауксина

Фаза обработки	Концентрация препарата	Количество семян в бобе, шт./боб	Количество побегов, шт./растение	Высота растений, см	Высота закладки нижнего боба, см	Выход семян с растения, г	Масса 1000 семян, г
Фаза 2-х листьев	Вода (контроль)	2,12	1,4	83,0	9,5	5,95	138,4
	Гетероауксин, 25 мг/л	2,13	1,7	89,7	10,7	6,02	145,4
	Гетероауксин, 50 мг/л	2,18	1,7	85,6	12,1	6,63	145,6
Бутонизация	Вода (контроль)	2,24	1,8	81,7	10,1	5,95	151,0
	Гетероауксин, 25 мг/л	2,30	1,9	84,0	10,9	6,70	154,0
	Гетероауксин, 50 мг/л	2,50	2,5	82,6	13,1	6,72	156,5
Образование бобов	Вода (контроль)	2,00	1,5	42,8	10,5	6,18	151,1
	Гетероауксин, 25 мг/л	2,08	1,7	47,0	10,4	6,28	153,8
	Гетероауксин, 50 мг/л	2,17	1,8	44,1	11,4	6,54	155,6

 

В структуре урожая растений сои важную роль играет количество боковых побегов на растении, т.к. именно на них идет основное формирование бобов в дальнейшем. Наибольшее количество побегов (2,5 шт./растение) сформировано при обработке гетероауксином с концентрацией 50 г/л в фазу бутонизации. Вместе с тем, отмечено положительное влияние регулятора роста на формирование боковых побегов на растениях сои во всех вариантах опыта. В контрольном варианте количество побегов составило 1,4-1,8 шт./растение, в опытных – 1,7-2,5 шт./растение.

При используемых концентрациях регулятора роста ослабляется апикальное доминирование и активизируется рост боковых побегов. За счет повышения растяжимости клеток происходит усиленное поглощение ими влаги, и растения не прекращают рост до уборки. Поэтому растения опытных вариантов были выше контрольных на 0,9-6,7 см.

Применение гетероауксина привело к увеличению выхода семян с растения во всех опытных вариантах. Наиболее высокий выход семян с одного растения получен при обработке гетероауксином в фазу бутонизации – 6,70-6,72 г, что на 12,6-12,9% выше, чем в контроле.

Наибольшее влияние на массу 1000 семян оказала обработка регулятором роста с концентрацией 50 мг/л в фазу бутонизации (156,5 г) и фазу образования бобов (155,6 г).

Анализ урожайности сои показал, что эффективность используемого фитогормона в большей степени зависит от внешних факторов (табл. 4, 5).

 

Таблица 4. Урожайность сои при использовании гетероауксина

Фаза обработки	Концентрация препарата	Урожайность, ц/га			Прибавка к контролю
		2021 г.	2022 г.	Средняя	ц/га	%
Фаза 2-х листьев	Вода (контроль)	17,7	26,9	22,3	-	-
	Гетероауксин, 25 мг/л	19,8	26,8	23,3	1,0	4,5
	Гетероауксин, 50 мг/л	20,3	27,2	23,8	1,5	6,5
Бутонизация	Вода (контроль)	18,4	27,4	22,9	-	-
	Гетероауксин, 25 мг/л	20,4	29,6	25,0	2,1	9,2
	Гетероауксин, 50 мг/л	21,6	28,9	25,3	2,4	10,3
Образование бобов	Вода (контроль)	18,2	25,3	21,8	-	-
	Гетероауксин 25, мг/л	19,4	27,8	23,6	1,8	8,3
	Гетероауксин 50, мг/л	19,5	28,1	23,8	2,0	9,2
Fфакт. НСР05, ц/га		0,53 2,01	0,69 2,07

 

Таблица 5. Урожайность гороха при использовании гетероауксина

Концентрация препарата	Урожайность, ц/га			Прибавка к контролю
	2021 г.	2022 г.	Средняя	ц/га	%
Вода (контроль)	18,8	20,3	19,6	-
Гетероауксин, 25 мг/л	19,6	21,4	20,5	0,9	4,6
Гетероауксин, 50 мг/л	20,3	22,2	21,3	1,7	8,4
Fфакт. НСР05, ц/га	0,62 2,99	0,58 2,64

 

Прибавка урожая сои в опытных вариантах составила от 4,5 до 10,3%. Наибольшая прибавка урожайности сои – 10,3% – получена при обработке посевов гетероауксином с концентрацией 50 мг/л в фазе бутонизации.

Урожайность гороха при обработка посевов в фазу бутонизации представлена в таблице 5.

Обработка посевов гороха гетероауксином в фазу бутонизации привела к увеличению урожайности гороха на 4,6-8,4%.

Наиболее высокий показатель рентабельности производства сои – 84,5% (что превышает контрольный вариант на 9,2%) – получен на посевах, обработанных гетероауксином с концентрацией 50 мг/л в фазу бутонизации. Рентабельность производства гороха при обработке гетероауксином с концентрацией 50 мг/л составила 67,4%, что выше, чем в контрольном варианте, на 7,6%.

Заключение. Применение на посевах сои и гороха регулятора роста гетероауксина является эффективным способом повышения урожайности культур. Изученные варианты обработки способствовали повышению урожайности сои от 4,5 до 10,3% и гороха – на 4,6-8,4% по сравнению с контролем. Предпочтительно проведение обработки посевов в фазу бутонизации раствором гетероауксина с концентрацией 50 мг/л, что позволит увеличить урожайность сои на 2,4 ц/га, гороха – на 1,7 ц/га.

Об авторах

Марина Владимировна Евсенина

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева

Автор, ответственный за переписку.
Email: marina.vlady@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7242-6594

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Россия, Рязань

Дмитрий Валериевич Виноградов

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева; Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: vdvrzn@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2017-1491

доктор биологических наук, профессор

Россия, Рязань; Москва

Список литературы

Дополнительные файлы