Influence of the protective-stimulating complexes on the morphometric indicators of narrow-leaved lupine in the conditions of the Vologda Region in 2023

Full Text

Для животноводческих хозяйств важно наличие кормов высокого качества, сбалансированных по основным питательным веществам, полностью удовлетворяющих потребности животных в энергии, протеине, углеводах, жирах и других органических веществах, обеспечивающих хорошее здоровье сельскохозяйственных животных [1, с. 6]. Таким требованиям отвечает люпин узколистный (Lupinus angustifolius L.), известный как кормовая культура, обладающая высоким ресурсосберегающим и средообразующим потенциалом.

Использованию люпина узколистного способствует получение ценных высокобелковых кормов с богатым набором незаменимых аминокислот, в число которых входят такие аминокислоты, как лизин, метионин, цистин, триптофан. Сухая масса люпина узколистного содержит до 26 % сырого протеина, жира содержится до 5,3 %, в семенах – до 20 %. У кормовых сортов люпина узколистного содержание алкалоидов варьирует от 0,0002 до 0,12 % в сухой массе травы, поэтому вегетативная масса люпина не имеет горького привкуса и может скармливаться сельскохозяйственным животным [2, с. 22]. В свежем виде используют зеленую массу люпина узколистного, а также сено, солому и искусственно высушенные корма, добавляют к другим культурам при приготовлении силоса и сенажа. Зерно люпина используется в размолотом виде для балансирования кормосмесей [3, с. 86].

Важная особенность люпина узколистного – способность к симбиотической азотфиксации. Люпин усваивает атмосферный азот с помощью клубеньковых бактерий и питательные вещества из труднодоступных соединений почвы, тем самым люпин узколистный является хорошим предшественником для сельскохозяйственных культур, а также позволяет снижать долю минерального азота в севооборотах, что имеет важную экологическую функцию [4, с. 135].

Люпин узколистный сравнительно нетребователен к условиям произрастания. Поэтому Вологодская область с ее почвенно-климатическими особенностями благоприятна для возделывания культуры [5, с. 94].

Для совершенствования методов возделывания культуры в производственных условиях целесообразно осуществлять переход к биологической технологии возделывания – использованию защитно-стимулирующих комплексов (далее – ЗЩК), представляющих собой биологические препараты и регуляторы роста [6, с. 285]. Использование регуляторов роста растений ежегодно увеличивается, так как применение ЗЩК вместе с современными агротехническими приемами помогает уменьшить энергозатраты в процессе производства и достичь высоких ожидаемых результатов [7, с. 185].

За счет использования биологических регуляторов роста в малых концентрациях как для предпосевной обработки семян, так и во время вегетации растений происходит ускоренный рост, более раннее появление всходов, усиливаются корнеобразование и дальнейший рост растений, повышается устойчивость к неблагоприятным условиям произрастания, снижается риск возникновения болезней, увеличивается продолжительность и интенсивность цветения, что способствует повышению продуктивности и урожайности культур, а также обеспечивает получение экологически безопасной растениеводческой продукции [8, с. 206].

Цель данной работы – изучить влияние двух защитно-стимулирующих комплексов в различной концентрации на элементы продуктивности люпина узколистного сорта Ладный. Исследование воздействия биопрепаратов на морфометрические показатели и семенную продуктивность люпина узколистного представляет собой значимую область для научных изысканий и практического применения в агрономии в поиске эффективных методов управления ростом и развитием растения.

С 2023 г. на учебно-опытном поле ФГБОУ ВО «Вологодская ГМХА» ведется эксперимент по изучению воздействия регуляторов роста на продуктивность люпина узколистного сорта Ладный. На фото 1 представлен внешний вид опытных делянок.

 

Фото 1. Люпин узколистный сорта Ладный на учебно-опытном поле Вологодской ГМХА в 2023 году.

 

Объект исследования – сорт люпина узколистного Ладный. Выведен в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева и Федеральном исследовательском центре «Немчиновка». Включен в Госреестр по Северо-Западному региону [9, с. 233]. Представляет собой однолетнее раннеспелое самоопыляющееся растение, имеющее детерминантный, темно-зеленый стебель высотой до 50 см. Сорт интенсивного типа с высоким генетическим потенциалом семенной продуктивности, разновидность альбозирингус. Корневая система мощно развита, обладает способностью усваивать малодоступные фосфаты и другие минеральные соединения. Семена мелкие, округлые, кремово-белые, рубчик светлый. Масса 1 тыс. семян – 111–132 г. Средняя урожайность семян – 31,3 ц/га, зеленой массы – 377 ц/га. Содержание протеина в семенах – 33,5–35 %, алкалоидов – 0,001–0,015 %. Вегетационный период – 70–90 дней [10, с. 107]. На фото 2 представлены семена люпина узколистного сорта Ладный и внешний вид выращенного растения.

 

Фото 2. Семена и растение люпина узколистного сорта Ладный.

 

Материалы и методы

Полевой мелкоделяночный опыт в четырехкратной повторности был заложен в 2023 г. на территории учебно-опытного поля Вологодской ГМХА им. Н. В. Верещагина на дерново-подзолистой почве. Пахотный слой почвы опытного участка имеет среднее содержание гумуса, слабокислую реакцию среды, повышенную степень насыщенности основаниями, содержание подвижных форм P₂O₅ и K₂O – среднее и очень высокое [11, с. 41]. Семена высевали рядовым способом на делянках площадью 1 м², норма высева – 120 семян/м².

Схема опыта представляет собой семь вариантов: 1) контроль, опрыскивание растений осуществлялось обычной водой; 2) Флоравит®-3Р в концентрации 0,1 %; 3) Флоравит®-3Р – 0,01 %; 4) Флоравит®-3Р – 0,001 %; 5) Экофус – 0,5 %; 6) Экофус – 1 %; 7) Экофус в концентрации 0,1 %. Норма расхода на одну делянку составляла 50 мл рабочего раствора.

Препарат Флоравит®-3Р (производитель ООО «Гелла-Фарма», г. Москва) представляет собой комплекс биологически активных веществ, продуцентом которых является гриб Fusarium Sambusinum Fuckel. В составе препарата содержатся органические кислоты (0,1–0,2 %), незаменимые аминокислоты, полисахариды (0,04–0,05 %), бензоат натрия (0,1 %), инозитольные, лецитиновые и сериновые фосфолипиды и антиоксиданты, в том числе кофермент Q10; каротиноиды, эссенциальные полиеновые кислоты, макро- и микроэлементы, витамины группы А, В, F, Д [12, с. 26–28]. Применение биорегулятора показало высокую эффективность при его использовании, повышение урожайности в зависимости от выращиваемых культур составило 10–40 % [13, с. 33].

Биопрепарат Экофус – органоминеральное удобрение на основе бурых морских водорослей (Fucus vesiculosus), которое содержит азот – 1,8 %, в том числе в амидной форме (NH₂), фосфор (Р₂О₅) – 1,0 %, калий (К₂О) – 2,0 % и более 40 микроэлементов, в том числе, г/л: Fe – 1,8; Mg – 0,5; Mn – 1,2; Cu – 0,3; B – 0,4; Zn – 0,3; Ca – 0,25; Mo – 0,2; Co – 0,1; а также Se, I, Si. В его состав входят микроэлементы в легкодоступной для растений хелатной форме, а также аминокислоты, полисахариды (1,0–1,5 %), полиненасыщенные жирные кислоты, полифенолы, пигмент из группы каротиноидов фукоксантин, который определяет темный цвет жидкости и служит антиоксидантом [14, с. 34]. Экофус стимулирует общие метаболические процессы у растений, помогает лучше справляться с стрессовыми факторами окружающей среды. Биологическая эффективность Экофуса показана в многочисленных экспериментах и полевых испытаниях на многих сельскохозяйственных культурах [15, с. 45].

Обработку биорегуляторами проводили двукратно, опрыскивание растений свежеприготовленными растворами препаратов осуществляли согласно схеме опыта, в контрольном варианте – водой. Первая обработка производилась в третьей декаде июня в фазу 4–5 настоящих листьев, вторая – в первой декаде июля в фазу бутонизации.

Погодные условия в 2023 г. были достаточно благоприятны для возделывания люпина узколистного, с момента посева до полного созревания сумма положительных температур составила 2036 °C. Для оптимального роста и развития люпина узколистного требуется сумма положительных температур 1700–2400 °C [16, с. 351].

Уборку растений осуществляли вручную поделяночно в фазе побурения нижних бобов. Перед уборкой с каждой делянки отбирали по 10 растений для проведения структурного анализа морфометрических показателей. Растения высушивали при комнатной температуре, затем определяли массу частей растений в воздушно-сухом состоянии.

Результаты и их обсуждение

В 2023 г. влияние ЗЩК на урожайность вегетативной массы люпина узколистного сорта Ладный показано на рис. 1. В ходе опыта определяли зависимость урожайности вегетативных органов растений люпина узколистного от вида и концентрации применяемого препарата.

 

Рисунок 1. Распределение биомассы люпина узколистного сорта Ладный при применении защитно-стимулирующих комплексов в среднем на одно растение (в воздушно-сухом состоянии) в условиях Вологодской области в 2023 году.

 

Обработка вегетирующих растений растворами ЗЩК влияла на формирование надземных и подземных органов люпина узколистного. На контрольном варианте средняя масса корней, стеблей и листьев составила соответственно 2,77; 9,08; 5,94 г на одно растение в воздушно-сухом состоянии. Наибольшая масса корней на одно растение, равная 3,91 г в воздушно-сухом состоянии, получена при применении биорегулятора Экофус в концентрации 0,5 %, что на 41 % больше контроля. Наблюдается угнетающая роль препарата Флоравит®-3Р в концентрации 0,01 %, формирование корней и надземной части ниже контрольного варианта, средняя масса корней была 2,53 г, что меньше на 9 % по сравнению с контролем. Снижение массы стеблей составило 17 % (7,52 г) относительно контрольного варианта. Максимальные показатели урожая, в частности, массы стеблей, получены при обработке регулятором роста Экофус в концентраци и 0,5 и 0,1 % г – от 11,4–11,8 г, что на 29 % выше контроля (9,08 г). Препарат Флоравит®-3Р в концентрации 0,1 % оказал несущественное влияние на массу стеблей, разница с контролем составила 5 % (9,62 г). Повышение массы листьев наблюдалось в четвертом варианте с применением регулятора роста Флоравит®-3Р в концентрации 0,001 % и шестом – с обработкой препаратом Экофус в концентрации 0,5 %. Масса листьев с одного растения составила 6,69-7,13 г, это больше контроля (5,94 г) на 13-20 %.

Показатели семенной продуктивности люпина узколистного сорта Ладный при обработке биорегуляторами приведены в таблице.

 

Некоторые показатели семенной продуктивности люпина узколистного сорта Ладный при применении защитно-стимулирующих комплексов в среднем на одно растение (в воздушно-сухом состоянии) в условиях Вологодской области в 2023 году

Some indicators of seed productivity of narrow-leaved lupine of the Ladny variety at application of protective-stimulating complexes averagely per one plant (in air-dry state) in the conditions of the Vologda Region in 2023

№	Вариант опыта	Масса бобов с семенами, г	В том числе масса семян, г	Количество бобов, шт.	Количество семян, шт.
1	Контроль	9,87	5,32	12±4	44±14
2	Флоравит 0,1 %	14,96	6,90	16±5	57±16
3	Флоравит 0,01 %	13,01	5,92	14±4	49±11
4	Флоравит 0,001 %	12,36	6,05	13±2	50±5
5	Экофус 1 %	14,21	7,26	16±4	60±12
6	Экофус 0,5 %	13,60	7,74	17±2	64±9
7	Экофус 0,1%	13,21	7,10	16±6	58±18

 

Применение ЗЩК способствовало увеличению показателей семенной продуктивности люпина узколистного. Наибольшее увеличение массы бобов наблюдалось при обработке растений препаратом Флоравит®-3Р в концентрации 0,1 %, разница с контрольным вариантом составила 51 %. Наименьшая масса бобов с растения составила при обработке Флоравит®-3Р в концентрациях 0,01 и 0,001 %, разница с контролем – 25-31 %. Препарат Экофус также дал прибавку к урожаю люпина узколистного относительно контрольного варианта, разность составила 33–44 %, что позволило получить в среднем с растения на 1,78–2,42 г семян в воздушно-сухом состоянии больше по сравнению с вариантом без обработки. Применение ЗЩК во всех изучавшихся концентрациях способствовало увеличению количества бобов и семян в среднем на одно растение по сравнению с контрольным вариантом.

На рис. 2 показано, как ЗЩК влияли на высоту стебля люпина узколистного сорта Ладный в 2023 г. в условиях Вологодской области.

 

Рисунок 2. Средняя высота растений люпина узколистного сорта Ладный при применении защитно-стимулирующих комплексов в условиях Вологодской области в 2023 году.

 

На варианте без обработки препаратами средняя высота растений люпина узколистного в условиях Вологодской области в 2023 г. достигла 41,0 см. Применяемые препараты различно влияли на высоту растений люпина. Наиболее высокими растения люпина были при использовании биорегуляторов Флоравит®-3Р в 0,001%-ной концентрации (45,1 см) и Экофус в 1%-ной концентрации (44,9 см), что выше растений контрольного варианта на 9-10 %. Препарат Флоравит®-3Р в концентрации 0,01 % привел к некоторому уменьшению высоты растений люпина узколистного по сравнению с контрольным вариантом.

Выводы

В ходе эксперимента, проведенного на учебно-опытном поле Вологодской ГМХА в 2023 г., выявлена эффективность препарата Экофус в концентрации 0,5 %. Обработка этим препаратом в период вегетации способствовала получению 18,93 г надземной массы люпина узколистного в воздушно-сухом состоянии, что на 29 % выше контрольного варианта, в перерасчете на 1 га это составит около 40,2 т зеленой массы. В этой же концентрации препарат Экофус привел к увеличению массы семян с одного растения на 45 % по сравнению с контрольным вариантом. По полученным данным можно рекомендовать применение двукратной обработки в период вегетации растений люпина узколистного для увеличения урожайности зеленой массы и повышения семенной продуктивности.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

Maria А. Rozova

Vologda State Dairy Farming Academy named after N. V. Vereshchagin

Author for correspondence.
Email: rozovamariy@gmail.com

Master Student

Russian Federation, Vologda Region, Molochnoe village

Ksenia A. Usova

Vologda State Dairy Farming Academy named after N. V. Vereshchagin

Email: kseniyausuva@mail.ru

Candidate of Sciences (Agriculture), Associate Professor at the Department of Plant Growing, Agriculture and Agrochemistry

Russian Federation, Vologda Region, Molochnoe village

References

Supplementary files