Значущу роль у системі чергування культур має соя як азотфіксуюча культура, завдяки якій в біологічний колообіг вводиться атмосферний азот, частина якого йде на формування врожаю, а частина залишається в землі. Це робить сою важливим попередником для наступних рослин сівозміни. Підвищення дієвості симбіотичного апарату сої можливе за допомогою передпосівного нанесення на насінини ризобій. Проте різні штами цих бактерій характеризуються індивідуальною активністю та стійкістю до факторів середовища. Окрім того, економічна обґрунтованість проведення технологічних прийомів при культивуванні культури часто потребує завчасної передпосівної підготовки посівного матеріалу біоінокулянтами. Тому, враховуючи різні ґрунтово-кліматичні умови, відбір дієвого інокулянту та правильного часу здійснення передпосівної обробки посівного матеріалу залишається важливим питанням для аграріїв.
Передпосівна підготовка посівного матеріалу інокулянтами сої — це один з головних заходів, що спрямовані на використання біологічного азоту. Азотфіксація відбувається в особливих утвореннях — бульбочках, які формуються за рахунок симбіозу рослини з азотфіксуючими мікроорганізмами. Бульбочки виглядають як невеликі потовщення на корінцях, заселених групами ризобій. Підготовка посівного матеріалу біоінокулянтами має на меті збільшити продуктивність цього симбіозу, оскільки виведені штами бульбочкових бактерій мають кращі продуктивні властивості. За сприятливих умов, завдяки симбіозу з бульбочковими бактеріями роду Bradyrhizobium, соя може засвоювати до 150-200 кг/га біологічного азоту, забезпечуючи власні потреби на 60-70%, а також в значній мірі накопичувати доступні форми фосфору і калію.
Експериментальні дані показали, що вдала інокуляція бобових настає тоді, коли титр бульбочкових бактерій становить не менше ніж 104 клітин на 1 г ґрунту. Високоякісні інокулянти забезпечують потрапляння щонайменше 2 × 103 клітин бактерій на одну насінину.
Завдяки симбіозу з ризобіями рослини бобових культур не тільки менше залежать від наявності сполук азоту в ґрунті, а й більш стійкі до дії стресових факторів, поліпшується фітосанітарний стан їхніх насаджень, збільшується інтенсивність фотосинтезу і підвищується, в середньому, на 20–35 % врожайність насіння сої та на 5–6 % — вміст у зерні протеїну.
Бульбочки на корінцях сої утворюються переважно в орному шарі (до 15 см), на головному корені та бічних корінцях
Необхідність обробки великих об’ємів насіння сої біоінокулянтами в день посіву культури стимулює аграріїв до їх завчасної обробки. Позитивний вплив завчасної обробки насіння сої біоінокулянтами на продуктивність відмічено в працях ряду науковців. Разом з тим дослідники зазначають, що як засоби захисної дії для бактеріальних клітин використовують цукри, полімери та різні інертні речовини, що дозволяє забезпечити формування ефективних симбіотичних систем. Як захисні молекули для бактеріальних клітин науковці розглядають також сполуки, синтезовані самими мікроорганізмами, наприклад полігідроксибутират або біоплівка. Разом з тим дія інокулянтів на рослину при завчасній обробці насіння є недостатньо вивченою.
Саме тому з метою дослідження впливу завчасної обробки насіння біоінокулянтами вітчизняної та іноземної селекції на формування симбіотичного апарату, індивідуальну та насіннєву продуктивність рослин сої у 2022-2024 рр. в Інституті кормів та сільського господарства Поділля НААН в лабораторії технології вирощування сої та зернобобових культур були здійснені відповідні дослідження.
В експерименті висівали сою сорту Титан селекції Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН. Це скоростиглий сорт з вегетаційним періодом 110-115 діб. Норма висіву — 600 тис. шт. схожих насінин/га. Агротехніка культивування культури — загальноприйнята для зони, крім заходів, що вивчались. Попередником сої були зернові колосові. Облікова площа ділянки – 27 м2, повторність — чотириразова, розміщення дослідних ділянок систематизоване.
Ґрунт дослідної ділянки — сірий лісовий середньосуглинковий на лесі. Агрохімічна характеристика ґрунту: рН (сольове) — 5,1; вміст гумусу — 2,1 %;вміст азоту, що легко гідролізується — 30,1 мг/кг; фосфору (Р2О5) — 133,98 мг/кг,калію (К2О) — 132,87 мг/кг. Насиченість основами — 18,71 мг.екв/100 г.
Оцінку кількості та маси бульбочкових бактерій проводили згідно «Методика проведення дослідів по кормовиробництву», 1994 р., облік врожаю здійснювали способом суцільного обмолочування зерна з кожної ділянки з подальшим перерахунком на 14 % базисну вологість Одержані результати досліджень обробляли дисперсійним, кореляційним і регресійним методами аналізу спеціальних прикладних програм Excel-16.0.
Досліджували завчасну обробку насіння сої біоінокулянтами вітчизняної та іноземної селекції за схемою:
Різолайнтм-р — біоінокулянт вітчизняної селекції, створений на основі азотфіксуючих бактерій та продуктів їх життєдіяльності. Призначений для обробки насіння для інтенсифікації бульбочкоутворення та фіксації атмосферного азоту. Інокулянт позитивно впливає на врожайність, вміст протеїну, жиру та вітамінів групи В у насінні. Склад: концентрат бактерій, симбіотичних до сої Bradyrhizobium japonicum. Загальна кількість життєздатних клітин — (2,0– 6,0) × 109 КУО/см3.
Андеріз-р — біоінокулянт вітчизняної селекції, який складається з двох компонентів. Компонент 1 — живі клітини азотфіксуючих бактерій та продуктів їх життєдіяльності; компонент 2 — живі клітини гриба Penicillium bilaіi, що мобілізують фосфор, та продукти його життєдіяльності. Препарат призначений для обробки насіння, для інтенсифікації бульбочкоутворення та фіксації атмосферного азоту, а також мобілізації фосфору з ґрунтових фосфатів. Інокулянт підвищує врожайність та якісні показники насіння. Склад: концентрат бактерій, симбіотичних до сої Bradyrhizobium japonicum, та грибів Penicillium bilaіi, що мобілізують фосфор. Загальна кількість життєздатних клітин — (1,0–3,0)×109 КУО/см3.
Різосейв®-р — протектор, призначений для закріплення та пролонгації дії інокулянтів і мікоризних препаратів на насінні за 30 діб до висіву. Ризоактив — біоінокулянт вітчизняної селекції, призначений для передпосівної обробки насіння сої для покращення азотного живлення рослин шляхом ефективного здійснення процесу біологічної фіксації азоту. Інокулянт підвищує врожайність та вміст білка в насінні. Склад: три штами бульбочкових бактерій Bradyrhizobium japonicum. Загальна кількість життєздатних клітин — 5х109 КУО/мл.
Хістік — біоінокулянт іноземної селекції на стерильній торфовій основі, призначений для обробки насіння сої для підвищення симбіотичного потенціалу рослин завдяки акумуляції рослинами азоту в доступній формі та отримання стабільного врожаю за несприятливих умов вирощування. Склад: бактерії роду Bradyrhizobium japonicum (штам 532 C). Загальна кількість життєздатних клітин — 4х109 КУО/г.
Погодні умови за роки досліджень дещо відрізнялись від середньобагаторічних показників. Впродовж вегетаційного періоду сої температура повітря за місяцями перевищувала середньобагаторічні показники, в середньому за роки досліджень, на 0,5 °С у 2022 р., на 2,0 °С — у 2023 р. та на 2,9 °С — у 2024 р. Надмірна кількість опадів (+153 мм до норми) спостерігалась у 2022 р., водночас дефіцит вологи (-87,2 і -85,7 мм) фіксувався у 2023 та 2024 рр. За гідротермічним коефіцієнтом у 2022 р. забезпечення вологою було надмірним (ГТК — 1,89), а 2023 та 2024 рр. відзначились слабкою посухою (ГТК 0,78 та 0,79). Разом з тим нерівномірність опадів за місяцями спричинила значний дефіцит вологи у травні та серпні 2023 та 2024 рр., що мало значний вплив на симбіотичну та насіннєву продуктивність культури.
Результатом формування бобово-ризобіальної системи є утворення симбіотичного апарату у вигляді кореневих бульбочок, а їхня поява є необхідною умовою реалізації азотфіксувального потенціалу цієї системи
Результати дослідження. Заміна біологічним азотом значної частини мінеральних азотних добрив, які використовуються у вирощуванні бобових культур, можлива лише за високої інтенсивності процесу фіксації атмосферного N2. Тому для формування високоефективних симбіотичних систем необхідно цілеспрямовано підбирати партнерів симбіозу за їх компліментарністю (чіткою відповідністю).
За результатами досліджень Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН, які проводились впродовж 2001–2010 рр., виявлено, що найбільш адаптивними і комплементарними штамами бульбочкових бактерій в умовах Лісостепу правобережного на сірих лісових ґрунтах є: 71-Т, 634 б, Х-2, № 36 та № 22, які забезпечили найвищу урожайність насіння сої сорту Феміда (2,36–2,43 т/га) та сорту Агат (2,81–2,84 т/га), що більше на 10,3–13,6 % в порівнянні з ділянками без інокуляції.
Результатом формування бобово-ризобіальної системи є утворення симбіотичного апарату у вигляді кореневих бульбочок, а їхня поява є необхідною умовою реалізації азотфіксувального потенціалу цієї системи. Бульбочки на корінцях сої утворюються переважно в орному шарі (до 15 см), на головному корені та бокових корінцях. Фіксація азоту та надходження його в рослину найбільш інтенсивно відбувається за температури повітря 24…28 °C і відносній вологості 40-60 %.
За результатами досліджень встановлено, що ефективність інокуляції насіння сої залежала від відбору біоінокулянта та терміну обробки ним насіння. Відмічено, що інокуляція насіння бульбочковими бактеріями збільшує масу кореневої системи рослин сої на 20–51 %, кількість бульбочок на рослині — на 20–106 %. Найбільшу масу кореневої системи (28,20–33,42 г/рослину) зафіксовано при всіх термінах обробки насіння біоінокулянтом Андеріз (табл. 1).
Таблиця 1. Вплив передпосівної обробки насіння біоінокулянтами на формування симбіотичного апарату рослин сої у фазі цвітіння
(в середньому за 2022-2024 рр.)
|
Варіанти використання біоінокулянтів |
Маса кореневої системи, г/рослину |
Загальна кількість бульбочкових бактерій, шт./рослину |
Маса загальної кількості бульбочкових бактрій, г/рослину |
|
Контроль (без інокуляції) |
24,71 |
24,87 |
1,01 |
|
Різолайн, 3,0 л/т + Різосейв,1,0 л/т (в день сівби) |
31,44 |
51,33 |
1,33 |
|
Різолайн, 3,0 л/т + Різосейв,1,0 л/т (за 19–21 день до сівби) |
29,50 |
44,43 |
1,20 |
|
Різолайн, 3,0 л/т + Різосейв,1,0 л/т (за 40–45 днів до сівби) |
27,63 |
40,57 |
1,17 |
|
Андеріз, 2,0 л/т + Різосейв, 1,0 л/т (у день сівби) |
33,42 |
51,77 |
1,23 |
|
Андеріз, 2,0 л/т + Різосейв, 1,0 л/т (за 19–21 день до сівби) |
31,01 |
46,53 |
1,13 |
|
Андеріз, 2,0 л/т + Різосейв, 1,0 л/т (за 40–45 днів до сівби) |
28,20 |
42,10 |