8-800 200-48-77

8-812 461-82-50

Создание и анализ базы данных по эффективности микробных биопрепаратов комплексного действия

А.П. Кожемяков, С.Н. Белоброва, А.Г. Орлова ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии Россельхозакадемии Санкт-Петербург — Пушкин

С использованием данных Географической сети на основе более чем 3000 полевых опытов с землеудобрительными биопрепаратами создана база данных их эффективности по регионам России. Установлено, что биопрепараты существенно (на 10-40%) повышают урожайность различных культур на фоне снижения негативного эффекта экстремальных экологических условий.

Перспективы регулирования микробиологических процессов в почве при инокуляции растений микроорганизмами связывают со способностью последних осуществлять ряд функций — улучшать минеральное питание, стимулировать рост растений и повышать их устойчивость к стрессам, фиксировать атмосферный азот, подавлять фитопатогенную микрофлору (1-4). Особое значение приобретает экологизация агропроизводства на фоне глобальных нарушений круговорота основных биогенных элементов в искусственных агроценозах (5-9), значение которой, в том числе состоит в реализации потенциальной продуктивности у растений за счет проявления новых адаптивных свойств.

Задачами нашего исследования были сравнительная оценка эффективности биопрепаратов на основе перспективных штаммов в зависимости от культуры (бобовые, зерновые, кормовые, овощные), от технологий применения (способы внесения, формы) и возделывания растений (дозы минеральных удобрений, смешанные посевы), а также изучение специфичности реакции генотипов растений на внесение биопрепаратов.

Методика. Исследования проводились на базе учреждений Географической сети опытов с землеудобрительными биопрепаратами (на широком спектре культур) в различных почвенно-климатических зонах (ежегодно на базе 35-40 стационаров). За 40 лет работы в рамках Географической сети выполнено более 3000 опытов практически со всеми важнейшими сельскохозяйственными культурами, возделываемыми в странах СНГ. В экспериментах использовали производственные и перспективные штаммы клубеньковых бактерий из Национальной коллекции Rhizobium (10), выделенные из почв и клубеньков растений различных регионов мира (11), а также ассоциативные азотфиксирующие бактерии, изолированные из различных почв и ризосферы растений (1, 12). Биопрепараты готовили в соответствии с технологиями, разработанными во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии (ВНИИСХМ) (13).  Полученные результаты обрабатывали с использованием дисперсионного и многофакторного анализа (14).

Результаты. Обширная база данных ВНИИСХМ позволяет оценить возможность использования микроорганизмов для создания биопрепаратов, эффективных в различных регионах и на разных культурах (15-18).

1. Эффективность биопрепаратов на разных культурах по регионам России (среднее для лучшего биопрепарата или штамма)

Культура

Препарат (вид бактерий)

Урожайность в контроле, т/га

Прибавка

т/га

%

С е в е р о - З а п а д н ы й  ф е д е р а л ь н ы й  о к р у г

Картофель

Флавобактерин (Flavobacterium)

26,1

6,7

25,5

Капуста

Мобилин (Klebsiella mobilis)

76,5

27,0

35,3

Озимая рожь

Азоризин 8 (Azospirillum brazilense)

5,4

2,6

48,1

Козлятник

Ризоторфин (Rhizobium galegae)

8,8

1,6

18,3

Люцерна

Ризоторфин (Sinorhizobium meliloti)

8,3

1,4

20,9

Ц е н т р а л ь н ы й  ф е д е р а л ь н ы й  о к р у г

Козлятник

Ризоторфин (R.galegae)

5,5

1,6

29,0

Ячмень

Мизорин (Arthrobactermysorens)

2,3

0,5

20,7

Люцерна

Ризоторфин (S.meliloti)

4,9

1,9

39,4

Ю ж н ы й  ф е д е р а л ь н ы й  о к р у г

Озимая пшеница

Флавобактерин (Flavobacterium)

6,7

0,9

14,0

Нут

Ризоторфин (R.ciceri)

2,3

0,8

33,3

Рис

Азоризин-8 (A.brazilense)

5,9

0,7

11,4

У р а л ь с к и й  ф е д е р а л ь н ы й  о к р у г

Горох

Ризоторфин (R.leguminozarum)

3,1

0,9

26,7

Главная научная и практическая задача при создании базы данных — оценка эффективности биопрепаратов для разных культур в зависимости от региональных агроэкологических условий. Анализ выборки выявил особенности действия биопрепаратов на культуры (табл. 1). Так, азоризин обеспечивал максимальную прибавку на озимой ржи и рисе, мизорин — на ячмене, флавобактерин — на озимой пшенице, картофеле и большинстве овощных культур.

Специфичность действия биопрепаратов также варьировала в зависимости от сорта растений. Поэтому биопрепараты можно подобрать для наиболее распространенных или перспективных сортов практически у всех изученных сельскохозяйственных культур. При этом прибавка урожая у зерновых составляла в среднем 15-20, у овощных культур — 20-30 % (см. табл. 1).

Основным практическим приемом увеличения урожая бобовых и размеров азотфиксации остается инокуляция штаммами клубеньковых бактерий, повышающая продуктивность бобовых на 20-50 % (табл. 2). Прибавка зависит от особенностей культуры, почвенно-микробиологических и погодных условий (4, 15, 16). Так, в разных климатических условиях ризоторфин имеет высокую эффективность на широком спектре бобовых культур, которая зависит также от вида культуры. Среди зернобобовых наиболее отзывчивыми на инокуляцию оказались чечевица и нут в Ростовской области (прибавка — 50 %) (см. табл. 2).

2. Эффективность применения биопрепаратов на зернобобовых культурах

Культура, регион

Сорт

Урожайность зерна, ц/га

Прибавка

контроль

ризоторфин

ц/га

%

Фасоль, Орловская область

Гелийда

13,7

16,3

2,6

19,0

Кормовые бобы, Мордовия

Янтарный

23,3

28,4

5,1

21,9

Чечевица, Ростовская область

Л 68-03

7,1

10,7

3,6

50,7

Чина, Ростовская область

Степная 21

13,2

18,1

4,9

37,1

Нут, Ростовская область

Краснокутский 36

21,3

32,4

11,1

52,1

Показателем продуктивности азотфиксации служит не только прибавка урожая, но и накопление в нем белка (19-21). Например, в урожае инокулированных зернобобовых культур в Республике Татарстан содержание белка повышалось на 20-38 %, сбор составил 6,0-8,9 ц/га.

3. Эффективность применения ризоторфина на сое в различных регионах России

Учреждение

Сорт

Урожайность зерна, ц/га

Прибавка

контроль

ризоторфин

ц/га

%

С е в е р о - З а п а д н ы й  ф е д е р а л ь н ы й  о к р у г

Ленинградский НИИ сельского хозяйства (НИИСХ), пос. Белогорка, Ленинградская обл.

СибНИИК 315

3,6

9,6

6,0

167,0

Новгородский государственный университет
им. Ярослава Мудрого, г. В. Новгород

СибНИИК 315

33,0

65,0

32,0

97,0

 

Закат

24,0

57,0

33,0

137,5

Ц е н т р а л ь н ы й  ф е д е р а л ь н ы й  о к р у г

Курская государственная сельскохозяйственная академия (ГСХА)

ВНИИС 2

13,8

17,5

3,7

26,8

Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт рапса, г. Липецк

ВНИИС 2

10,0

16,0

6,0

60,0

Белгородская ГСХА

Белгородская 143

24,3

32,8

8,5

35,0

Ю ж н ы й  ф е д е р а л ь н ы й  о к р у г

Донской государственный аграрный университет (ГАУ), г. Ростов

Дон 21

17,9

21,8

3,9

21,8

 

Зерноградка 2

16,4

22,2

5,8

35,4

Всероссийский НИИ орошаемого земледелия,
г. Волгоград

ВНИИОЗ 40

17,0

23,0

6,0

35,3

 

ВНИИОЗ 31

19,0

25,0

6,0

31,7

Ставропольский НИИСХ

Ходсон

16,7

21,4

4,7

28,1

Кубанский государственный аграрный университет,
г. Краснодар

Ходсон

21,6

31,1

9,5

44,0

Ставропольский НИИ гидротехники и мелиорации

Букурия

19,7

26,3

6,6

33,5

П р и в о л ж с к и й  ф е д е р а л ь н ы й  о к р у г

Башкирский ГАУ, г. Уфа

СибНИИК 315

8,4

12,5

4,1

48,8

 

Омская 4

7,4

17,8

10,4

140,5

Ульяновская ГСХА

УСХИ 6

19,7

31,7

12,0

60,9

 

Юг 30

10,4

15,5

5,1

49,0

С и б и р с к и й  ф е д е р а л ь н ы й  о к р у г

Красноярский НИИСХ

ВНИИС 1

42,7

50,8

8,1

19,0

НПО «Енисей», г. Красноярск

СибНИИК 315

 

Все научные статьи