Вплив стимуляторів росту та мікроелементів на формування азотофіксуючого апарату гороху в умовах півдня України

Постановка проблеми

Зернобобові культури за всю історію людства посідали чільне місце в аграрному секторі виробництва. Але за останні десятиріччя динаміка посівних площ має ознаки варіативності. Що в свою чергу приводить до негативних наслідків в різноманітних галузях господарювання [3]. Бобові культури, є важливою сировиною для харчової промисловості, що забезпечує наявні потужності консервних заводів для виготовлення різноманітних високобілкових і висококалорійних консервованих продуктів - олії, соусів, дієтичного зеленого горошку тощо [1].

На жаль, для України в останні десятиріччя властивим є недостатнє й нестійке виробництво зернофуражних і зернобобових культур.

За даними Державної служби статистики, у 2022 році Україна зібрала 334,17 тис. тонн бобових культур з 180,3 тис. га (вдвічі більше, ніж у 2021 році) із середньою врожайністю 1,91 т/га. Посівні площі під бобовими скоротилися під усіма культурами, але збільшилися у 2023 році.

За даними аналітиків УкрАгроКонсалт, зібрані площі основних культур у 2022 році порівняно з попереднім сезоном виглядають наступним чином: квасоля 37,0 га (-24 % порівняно з 2021 роком), нут 3,1 га (-64 %), горох 125,7 га (-48 %), сочевиця 2,8 га (-48 %).

Дефіцит протеїну для тваринництва сягає 25 %, а харчового - 29 %. Накреслено ряд заходів для вирішення цієї проблеми. Галузевими програмами АПК передбачено значне поступове збільшення площ під зернобобові культури, удосконалення агротехніки їх вирощування шляхом впровадження нових, екологічно чистих технологій з застосуванням біологічних препаратів і мікродобрив [6].

Збільшення площ під зернобобові культури (сою, горох та ін.) в Україні до 1,6 млн га призведе до поповнення колообігу азоту на 134 тис. тон. Виробництво добрив є дуже дорогим і енерговитратним, адже відомо, що на 1 тонну аміачної селітри витрачається 4 тони нафти або близько 800 м³ природного газу. І тому азот є більш дорогоцінним із загально-біологічної точки зору, ніж рідкісні благородні метали.

Важливе значення у теперішній час має забезпечення населення екологічно чистими продуктами харчування дієтичної спрямованості, багатими протеїном. Значна роль у вирішенні цієї проблеми може належати гороху овочевому, виробництво якого в Україні має тенденцію до зростання. Тому виникла потреба розробити елементи ресурсозберігаючої технології його виробництва із застосуванням невисоких доз добрив синтетичного походження шляхом стимуляції дії азотфіксуючих бульбочкових бактерій, що є симбіонтами гороху овочевого, з допомогою бактеріальних і мікродобрив, які значно дешевші за мінеральні добрива, мало витратні при внесенні, не шкодять довкіллю та завдяки мікродозам є абсолютно безпечними для людей.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Горох (Pizum sativa) - відомий людині з «сивої давнини». За даними Оксьоми В.П. та інших вчених, знаходили залишки насіння гороху на місці помешкань людей бронзового віку [7]. Ще в античному світі були відомі різні форми та різновиди гороху - звичайний, овочевий, крупнонасіннєвий і холодостійкий [5].

Горох овочевий характеризується дуже високим ступенем утилізації врожаю та продуктів метаболізму рослин. В ньому міститься 4,6 % лізину, 11,5 % аргініну, 1,2 % триптофану (від сумарної кількості білка), тоді як у складі білка пшениці тільки 2,3 % лізину та 3,6 % аргініну [2, 8].

На думку багатьох авторів, кращими попередниками для гороху овочевого є озимі зернові культури, кукурудза на силос, картопля, столові та цукрові буряки [4]. Не слід часто (через кожні 4-5 років) повертати горох на його попереднє місце у сівозміні, щоб запобігти так званій гороховтомі: горох сильно уражується кореневими гнилями, фузаріозом, пошкоджується нематодами, плодожеркою, бульбочковими довгоносиками, гороховим комариком.

Багаторічні дослідження, проведені багатьма вченими з різними культурами, у тому числі й з горохом овочевим, засвідчують, що мінеральні добрива поряд з покращенням поживного режиму ґрунту і рослин, також впливають на водний режим, сприяють більш повній та економній витраті вологи на формування врожаю [6, 10]. Підвищення продуктивності використання води рослинами зумовлене не зниженням транспірації, а збільшенням її частки в загальному сумарному випаровуванні вологи, підсиленням активності фотосинтетичних і ростових процесів, тобто оптимізацією фізіолого-біологічних процесів та їх інтенсивності.

Постановка завдання. Метою проведення досліджень було визначення впливу стимуляторів росту та мікроелементів на формування асиміляційного апарату гороху в умовах на Півдня України.

Виклад основного матеріалу досліджень

На сучасному етапі розвитку аграрного виробництва важливого значення набувають питання покращення родючості ґрунтів з накопиченням елементів живлення біологічного походження, насамперед азотовмісних сполук, а також гумусу, який є одним із головних показників родючості при вирощуванні екологічно чистої продукції рослинництва з мінімальним застосуванням синтетичних препаратів.

В останній час на півдні України родючість ґрунтів має тенденцію до погіршення. Результати досліджень ДУ «Інститут охорони ґрунтів України», показують, що за останні 30 років цей показник зменшився до 3,07 % в середньому по Україні. І сьогодні ґрунти з помірно високим вмістом гумусу становлять 61,8 % від загальної площі обстежених сільськогосподарських угідь в Україні. Ґрунти з високим і дуже високим вмістом гумусу становлять 20,3 %, а ґрунти з низьким і дуже низьким вмістом гумусу - 17,9 %. За останні п'ять років цей показник зменшився в 10 областях. Найбільших змін зазнали ґрунти Херсонської, Хмельницької, Одеської та Кіровоградської областей.

Дефіцит азоту біологічного походження в ґрунтах України пов'язаний передусім з різким зменшенням в останні роки обсягів внесення органічних добрив через значне скорочення поголів'я худоби в громадському секторі і, як наслідок, застосуванням мінімальних кількостей традиційного органічного добрива-гною. Тому досить актуальними є спроби збільшення кількості, інтенсифікації та продуктивності азотфіксації бульбочкових бактерій, симбіотуючих з бобовими культурами.

Горох овочевий, здатен забезпечити власні потреби в азоті на 65-75 % та залишати в ґрунті до 60-80 кг/га біологічного азоту, внаслідок чого він є сприятливим попередником для більшості сільськогосподарських культур.

Схема досліду:

Фактор А - сорти гороху:

1. Оплот.

2. Світ.

3. Модус.

Фактор В - обробіток посівів стимуляторами:

1. Вода - контроль.

2. Біогель.

3. Хелофіт.

4. Бор + Молібден.

Фактор С - густота посівів:

1. 900 тис./га.

2. 1200 тис./га.

3. 1500 тис./га.

Проведення польового досліду супроводжувалось фенологічними спостереженнями, аналізом рослинних зразків і ґрунту.

Фіксувались дати настання та проходження основних фенофаз: сходи, фаза трьох листків, вусоутворення, бутонізація, цвітіння, налив насіння, молочна та воскова стиглість, технічна стиглість насіння, повна стиглість насіння з вологою 14 %. Польові досліди й лабораторні дослідження виконували відповідно до методики польових дослідів і методичних рекомендацій щодо їх проведення на не поливних землях. Досліди закладені методом розщеплених ділянок відповідно до методики польових дослідів з вивчення агротехнічних прийомів вирощування сільськогосподарських культур. При плануванні та проведенні досліджень керувались загальноприйнятими методичними вказівками, посібниками та ДСТУ

Повторність досліду - чотириразова. Посівна площа ділянки - 75 м², облікова - 50 м². Всі спостереження проводили на всіх варіантах досліду у двох несуміжних повтореннях. Густоту стояння рослин визначали безпосередньо на ділянках в період сходів і перед збиранням врожаю, шляхом підрахунку рослин в рядках по діагоналі ділянки. Лінійний приріст та інші біометричні виміри визначали на завчасно закріплених рослинах у двох несуміжних повтореннях. На початку фази повної стиглості, перед обліку урожаю, на ділянках дослідів відбирали модельні снопи для визначення структури врожаю. У дослідженнях, після збирання культури, проводили аналіз ґрунту на вміст гумусу та NPK по варіантах досліду. Крім того, на полі, де проводили експерименти, були виділені парові ділянки без рослин і ділянки, засіяні ячменем ярим - культурою, яка не здатна до азотфіксації. Це дозволяло визначити кількість гумусу та рухомих форм азоту, фосфору та калію в ґрунті для порівняльної характеристики їх вмісту з досліджуваними варіантами.

Збирання й облік урожаю проводили в фазі повної стиглості зерна з допомогою комбайна «Сампо-130» методом зважування. Дані врожайності приводили до стандартної вологості насіння 14 %. Результати обліку врожаю піддавали дисперсійному аналізу.

В нашій роботі досліджувався вплив сортового складу на продуктивність і якість гороху, сорти Оплот, Модус та Світ.

Як відомо інтенсивна азотфіксація в гороху іде до фази молочної стиглості, після чого бульбочки деградують та відмирають [5]. Кількість бульбочок азотобактеру на коренях 10 рослин гороху у досліджуваних сортів залежала насамперед, від умов року проведення дослідів, пов'язаних в основному із зволоженням ґрунту, тому, що при зниженні вологи до 55-60 % від НВ кількість колоній бактерій на коренях значно зменшується, їх ріст і розвиток сповільнюється. Так, в посушливому 2020 році на контрольних варіантах в усіх сортів цей показник менший на 8-13 г на 10 рослин, 4-32 % порівняно з 2019 та 2021 роки, коли вологи в ґрунті було вдосталь на рівні 70-75 НВ.

Горох позитивно реагує на внесення борних добрив. Бор відіграє важливу роль у синтезі вуглеводів, що є необхідним для встановлення нормального симбіозу між бульбочковими бактеріями і рослиною [10]. Кращі результати забезпечує бор у поєднанні з молібденом, оскільки останній необхідний для біохімічних процесів фіксації молекулярного азоту [5, 11]. Кількість бульбочок на коренях у сорту Модус за роки досліджень було на 6-9 шт. з 10 рослин або на 10-18 % менше за однакових умов вирощування, ніж у сортів Оплот та Світ у яких цей показник був майже на одному рівні. Найбільше впливав на кількість бульбочок обробка гороху біостимуляторами та мікроелементами. Вплив досліджуваних факторів на суху масу бульбочок азотобактера на коренях гороху за роки випробувань наведено у таблиці 1.

Таблиця 1. Вплив досліджуваних факторів на суху масу бульбочок азотобактера на коренях гороху за роки випробувань

Мікроелементи давали приріст порівняно з контролем в середньому на 24-27 %, препарат «Хелафіт» збільшував їх на кількість на 33-37 %, а «Біогель» на 42-44 %, що значно покращувало азотне живлення рослин гороху і позитивно впливало на його продуктивність.

Якісним показником розвитку азотофіксуючого апарату гороху є суха маса бульбочок на його корені в залежності від сорту, густоти посівів та біостимуляторів і мікроелементів, про що свідчать дані таблиці 6.

Аналіз таблиці 1 вказує, що маса бульбочок на 10 рослинах, як і їх кількість, збільшувалася на контрольних та досліджуваних варіантах із зменшенням густоти посіві в усіх сортів в середньому на 17-19 %, що пов'язане, очевидно, із збільшенням площі живлення окремої рослини. Як і кількість бульбочок на 10 рослинах, так і їх маса меншою була у Сорту Модус, порівняно з іншими, що на нашу думку є наслідком його меншої адаптованості до посушливих умов Півдня України та генетичними особливостями.

Вплив обробки посівів біостимуляторами та мікроелементами був для якісних показників у відсотковому відношенні ще більшим, ніж для кількісних. Застосування мікроелементів давало приріст в середньому на рівні 29-38 %, «Хелафіта» 39-54 %, та «Біогеля» на 53-62 %.

Приведені результати дослідів та їх аналіз свідчать, що застосування бору, молібдену, та біостимуляторів «Хелафіт» та «Біогель» для обробки посівів у фази «вусоутворення» та бутонізації - запорука підвищення продуктивності досліджуваних сортів гороху. Дані одержані нами по впливу досліджуваних факторів на кількісний показник азотофіксючих бактерій свідчать про наступне: кількість бульбочок азотобактеру на коренях 10 рослин гороху у досліджуваних сортів залежала насамперед, від умов року проведення дослідів, пов'язаних в основному із зволоження ґрунту, тому, що при зниженні вологи до 55-60 % від НВ кількість колоній бактерій на коренях значно зменшується, їх ріст і розвиток сповільнюється.

горох синтетичний бульбочковий бактерія

Список використаної літератури

1. Алмашова В.С., Жарінов В.І., Онищенко С.О. Вплив мікроелементів на розвиток бульбочкових бактерій на коренях овочевого гороху. Таврійський науковий вісник. Херсон: Айлант. 2005. № 36. С. 51-54.

2. Міністерство аграрної політики та продовольства України. Державний реєстр сортів рослин, придатних для поширення в Україні на 2018 рік. Реєстр є чинним станом на 06.03.2018. Київ. 447 с.

3. Жуйков О.Г., Лагутенко К.В. Горох посівний в Україні - стан, проблеми, перспективи. Таврійський науковий вісник: землеробство, рослинництво, овочівництво та баштанництво. Херсон. 2017. № 98. С. 65-70.

4. Калитка В.В., Капоніс М.В. Вплив регуляторів росту рослин і біопрепаратів на продуктивність гороху посівного (Pisum sativum L.) в умовах південного Степу України. Науковий вісник НУБіП України. Серія Агрономія. 2015. № 210. С.38-46

5. Мурач О.М., Волкогон В.В. Формування симбіотичного апарату гороху за впливу бактеріальних препаратів, мікроелементів і стимулятора росту. Агроекологічний. журнал. 2014. № 4. С. 55-59.

6. Надточій П.П. Мислива Т.М., Вольвач Ф.В. Екологія ґрунту: монографія. Житомир: ПП Рута, 2010. 473 с.

7. Оксьом В.П., Вакуленко В.В. Повернути горох у сівозміну. Насінництво. 2016. № 1/3. С. 15-16.

8. Аверчев О.В., Ковшакова Т.С. Вплив біостимуляторів та мікроелементів на фенологічні показники сортів гороху в умовах півдня України. Таврійський науковий вісник. Серія: Сільськогосподарські науки / Херсонський державний аграрно-економічний університет. Херсон: Видавничий дім «Гельветика», 2022. Вип. 123. С. 3-8.

9. Онищенко С.О., Алмашова В.С., Ковшакова Т.С. Екологічна оцінка моніторингу видового складу регульованих шкідливих організмів та оцінка порога шкодочинності для сільськогосподарської продукції Херсонської області. Таврійський науковий вісник: науковий журнал /Херсонський державний аграрно-економічний університет; голов. ред. О.В. Аверчев. - Херсон: Видавничий дім «Гельветика», 2020. - Вип. 112. С. 270-274.

10. Аверчев О.В., Ковшакова Т.С. Вплив біологізації елементів агротехніки сортів гороху за різної густоти шляхом обробки посівів біостимуляторами та мікроелементами на його біометричні показники в незрошуваних умовах південного степу України: Scientific monograph. Development trends of the world agriculture in the XXIst century: the view of the modern scientific community. Riga, Latvia: Baltija Publishing, 2022. С. 28-59.

11. Сухарев С.М., Чудак С.Ю., Сухарева О.Ю. Техноекологія та охорона навколишнього середовища: навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. Львів: Новий світ-2000, 2004. 256 с.

12. Сухарев С.М., Чундак С.Ю., Сухарева О.Ю. Основи екології та охорони довкілля: навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. Київ: Центр навчальної літератури, 2006. 394 с.

Размещено на Allbest.ru