ПРИМЕНЕНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ

ЗЕЛЕННЫХ КУЛЬТУР

3.1 Действие штаммов ассоциативных микроорганизмов на качество и полевую всхожесть семян укропа

На современном этапе развития овощеводства испытывается потребность в разработке и внедрении экологически безопасных ресурсосберегающих технологиий. В условиях агроценоза перспективным является применение бактериальных препаратов, созданных на основе эффективных штаммов ассоциативных диазотрофов, а также агрономически полезных групп микроорганизмов, способных регулировать рост растений, обмен веществ и фиксировать азот атмосферы. Многие микроорганизмы, населяя ризосферу растений, в своей жизнедеятельности синтезируют и выделяют в окружающую среду БАВ, которые используются растением в метаболизме, особенно на ранних стадиях роста (R.Y. Rennie, Reddy, 1992). Эффективность биопрепаратов изучена на многих сельскохозяйственных культурах в различных климатических зонах (Мишустин Е.Н., 1977; Умаров М.М, 1982; Михайловская Н.А, 1999). Однако сведения об их действии на зеленные овощные культуры весьма ограничены (Петров-Спиридонов А.А., Кубарева О.Г., 1996).

В лабораторных и полевых опытах в условиях дерново-подзолистых почв на фоне оптимального содержания питательных элементов для произрастания зеленных культур изучалось влияние на посевные качества семян, рост, развитие укропа трех штаммов бактерий: Klebsiella planticola, силикатных и фосфатмобилизирующих (исходный титр 10⁷ кл./мл.^-1 жидкой культуры, отдельно и смеси), полученных в результате аналитической селекции в лаборатории регуляции питания РГАУ-МСХА. В контроле использовали воду.

Результаты исследований показали, что инокуляция семян укропа штаммами бактерий неоднозначно влияла на всхожесть. Отдельно примененный штамм силикатных бактерий сдерживал прорастание семян и снижал всхожесть семян на 3%. Смесь штаммов силикатных бактерий и Klebsiella planticola, силикатных и фосфатмобилизирующих бактерий незначительно повышала всхожесть семян. Максимальный эффект был при использовании штамма Klebsiella planticola (ТСХА – 91), где лабораторная всхожесть семян по сравнению с контролем повышалась на 19%. В вариантах опыта с применением отдельно штаммов бактерий Klebsiella planticola и фосфатмобилизирующих бактерий наблюдалось ускорение прорастания семян на 2-4 дня, тогда как штаммы силикатных бактерий замедляли их прорастание на 1 день. Полевая всхожесть семян укропа при обработке штаммами бактерий повышалась в среднем за два года на 2-13%. Штамм бактерий Klebsiella planticola значительно стимулировал рост растений, образование листьев в 2,5 раза и увеличивал площадь ассимиляционной поверхности (на 3,4 см²/раст.) по сравнению с контрольным вариантом. Аналогично увеличивалась масса 1 растения и общая масса растений (таблица 9).

Таблица 9 – Влияние штаммов бактерий на период наступления фазы

хозяйственной годности и массу укропа (учхоз «Удрайское»)

Выделившийся вариант опыта – штамм Klebsiella planticola (ТСХА-91) – предопределил дальнейшее изучение и поиск оптимального количества микробного препарата для предпосевной обработки семян. Мы применяли улучшенную модификацию препарата ТСХА-91 – Биоплан-Комплекс, с защитно-стимулирующим свойством в следующих вариантах: при разведении с водой 1:100, 1:150, 1:200, 1:250.

Использование препарата Биоплан-Комплекс обеспечивало повышение энергии прорастания семян на 9-15%, лабораторную всхожесть на 11-23%. Наибольшее стимулирующее влияние на прорастание семян обеспечил препарат при разведении с водой 1:200 (23%). В данной концентрации препарат способствовал увеличению длины зародышевого корешка и массы проростков (на 22 и 23,3%).

В полевых условиях стабилизация всходов в обработанных препаратом вариантах отмечалась на 11-13 день, что на 4 и 6 дней раньше контроля (таблица 10). Наилучший стимулирующий эффект бактериального препарата Биоплан-Комплекс в отношении прорастающих семян проявлялся в повышении полевой всхожести на 15% и ускорении прорастания семян на 6 дней при разведении его 1:200.

Таблица 10 – Влияние предпосевной обработки семян укропа сорта

Супердукат Биоплан-Комплексом на прорастание и полевую всхожесть

Примечание. * Б-К - Биоплан-Комплекс

3.2 Влияние препарата Биоплан-Комплекс на прохождение этапов роста

и урожайность зелени укропа

Выделив лучшую концентрацию Биоплан-Комплекса в производственных условиях в открытом грунте на базе АО «Великолукское», изучали влияние биопрепарата на прохождение этапов роста и на формирование урожая укропа. Наблюдения за ростом и развитием растений укропа при использовании препарата однокрано в предпосевной подготовке семян и двукратно: обработка семян и растений в фазе двух настоящих листьев позволили установить положительный эффект применения Биоплан-Комплекса. Наиболее существенные изменения установлены при использовании препарата двухкратно. Обработка семян и подкормка препаратом в фазе 2-х настоящих листьев усиливала рост растений, массу корней и образование листьев. В опытном варианте при использовании препарата в предпосевной подготовке семян масса корневой системы укропа у двух сортов Лесногородский и Супердукат увеличивалась на 26,7 и 51,2% по сравнению с контролем (вода), напротив, при двухкратном применении эти показатели увеличивались весьма значительно: на 63 – 65,8%. Такая же тенденция прослеживалась с массой надземной части. К началу уборки растения имели хорошо облиственную массу и превосходили контрольные растения на 44,9 и 68,4% при двухкратном применении биопрепарата. В варианте с обработкой семян только в период образования розетки листьев сохранялся высокий эффект стимуляции надземной и подземной частей, но уже к уборке увеличение их массы было значительно ниже (на 4,0 и 11,2%; 17,6 и 20%). Более активный стартовый рост вегетативных органов растений при двухкратной обработке биопрепаратом обеспечил повышение урожайности сортов на 23 и на 30%, а также увеличение количества сухого вещества на 12,4 и 27,8%, снижению содержания нитратов в прдукции на 15,2% и на 18% (рисунок 2).

Рисунок 2 - Содержание нитратов в продукции укропа при использовании

препарата Биоплан-Комплекс (1998-2000 гг.)

В защищенном грунте в призводственных условиях на базе ЗАО «ЗЭТО» обработка семян укропа и растений в фазе 2-3 настоящих листьев Биоплан-Комплексом двух сортов Лесногородский и Супердукат существенно увеличивала урожайность только у сорта Супердукат на 18,4% и способствовала снижению количества нитратов в продукции на 14,7% (таблица 11).

Таблица 11 – Урожайность укропа и качество продукции при использовании Биоплан-Комплекса (защищенный грунт, ЗАО «ЗЭТО», 2001-2003 гг. )

Использование биопрепарата в технологии возделывния укропа приводило к увеличению накопления сухого вещества в продукции и формированию более высокой урожайности.

3.3 Влияние препарата Биоплан-Комплекс на процессы роста,

развития и урожайность салата

В настоящее время одной из приоритетных задач овощеводства Нечерноземной зоны РФ является увеличение производства овощей и получение экологически чистой продукции. Разработка приемов повышения урожая и качества салата путем регулирования роста растений с помощью природных стимуляторов является весьма актуальной в практическом плане.

В связи с этим изучали действие Биоплан – Комплекса на посевные качества семян пяти сортов салата и развитие проростков, позволили в лабораторных экспериментах установить, что обработка биопрепаратом повышала энергию прорастания на 4-8%, лабораторную всхожесть семян - на 6-14% и улучшала развитие проростков: увеличивалась длина корешков на 4,1-15,9 % и гипокотиля на 2,8-15,2%, а также масса 10 проростков - на 16,0-29,2%. Использование биопрепарата в технологии сортов салата обеспечило динамичное развитие, изменение габитуса растений, сокращение межфазного периода всходы – начало уборки на 1-4 дня (таблица 12).

Таблица 12 – Урожайность и среднесуточный прирост биомассы салата при использовании Биоплан-Комплекса ( ЗАО «Великолукское», 1996-1998 гг.)

Примечание. - Биоплан-К* (с.+л.) – обработка семян и растений в фазу двух настоящих листьев

Сокращение межфазного периода позволило получить продукцию сортов Кучерявец Одесский, New Red Fire, Lollo Rossa на 3-4 дня раньше, чем в контроле

Увеличение среднесуточного прироста биомассы по сортам составило от 8,0 до 11,6 г/м². Прибавка урожая пяти сортов салата варьировала от 0,22 до 0,42 кг/м². Высокая прибавка урожая отмечена у сортов Mistic и Кучерявец Одесский. Использование Биоплан-Комплекса в технологии возделывания пяти сортов салата увеличивало содержание сухого вещества в листьях на 3,2-10%, витамина С на 0,8-5,6%. Наибольшее увеличение аскорбиноваой кислоты отмечено у сорта Lollo Rossa (на 5,6%) (таблица 13).

Сорта Кучерявец Одесский и Mistic отличались от других сортов наибольшим снижением нитратов в продукции - на 28,8 и 51% .

Таблица 13 – Влияние препарата Биоплан-Комплекс на биохимический состав салата при уборке (АО «Великолукское», 1996 – 1998 гг.)

Примечание. - *Б-К (с.+л.) – обработка семян и растений в фазу двух настоящих листьев; (ПДК нитратов для продукции - 2000 мг/кг)

При разработке агротехнических приемов возделывания салата с применением микробного препарата немаловажно определить количество микробиоты в ризоценозе растений. Инокуляция семян растений и подкормка микробиологическими препаратами могут изменить равновесие микробиоты. С учетом этого в задачу нашего исследования входило изучение количества микроорганизмов в прикорневой зоне салата в зависимости от применения препарата Биоплан-Комплекс.

Анализ почвы в динамике роста и развития салата показал, что обработка растений биопрепаратом Биоплан-Комплекс приводила к значительному изменению количества микроорганизмов (рисунок 3).

Рисунок 3 – Динамика численности микроорганизмов в почве при

использовании Биоплан-Комплекса (1996-1998 гг.)

Общая численность микроорганизмов в почве изменялась по годам неустойчиво. Изменения в динамике численности микроорганизмов объясняются с влиянием экологических факторов среды. Нами выявлено, что после бактеризации семян и растений препаратом Биоплан-Комплекс в почве повышалась общая численность микроорганизмов на 14,2%, но максимальное количество ее отмечалось в фазе интенсивного роста салата, что на 58,3% выше, чем в контроле. После уборки салата общая численность микроорганизмов в почве сократилась по сравнению с предидущими отборами образцов почвы: в контроле от 3,5 до 6, в опыте - от 1,3 до 3,2 раза. Вероятно, стимуляция ростовых процессов посредством Биоплан – Комплекса сопровождается не только увеличением размеров корневой системы растений, но и корневых экссудатов, что способствует созданию благоприятных условий для размножения микроорганизмов в ризоценозе. При исследовании почвы прикорневой зоны растений выявлено, что содержание нитратов увеличилось в 1,2 раза в варианте с применением биопрепарата по сравнению с контролем. Максимальное количество нитратов в почве не превышало ПДК.

Использование биопрепарата в технологии конвейерного выращивания салата (II декада марта и II декада апреля, сорт Кучерявец Одесский) в защищенном грунте обеспечило достоверное повышение урожайности на 24% только в первом сроке выращивания. В ходе наших исследований было обнаружено низкое количество нитратов в продукции: в раннем сроке выращивания содержание нитратов снижалось на 16-34,7%, при втором сроке на 7,3-23,3%.

Анализируя результаты микробиологических исследований почвы при выращивании салата, нами обнаружена высокая численность микроорганизмов в почвенных образцах в контроле, которая составляла в апреле 13,8 и в мае 15,2 млн. шт./г почвы (рисунок 4).

Примечание. Внутренний круг – контроль, внешний – обработка Биоплан-Комплексом

Рисунок 4 – Содержание микроорганизмов в почве при

использовании Биоплан – Комплекса (млн. шт/г почвы, 2003 г)

При двух сроках выращивания салата среди микроорганизмов преобладали актиномицеты и бактерии (50,7% и 37,7%; 50,7 и 39,5% от всего количества микроорганизмов). Высокое содержание актиномицетов и бактерий является показателем активного прохожения аэробного разложения органических веществ в почве. В опыте, после обработки салата биопрепаратом Биоплан-Комплекс при конвейерном выращивании доминировали бактерии в 2,4 и 3,1 раза (14,3 и 16,8 млн. шт/г. почвы), уменьшилось количество актиномицетов и грибов, причем изменялся и качественный состав микроорганизмов. В почве были обнаружены в наибольшем количестве бактерии из родов: Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Nitrosomonas. Следовательно, в почве активизировались процессы нитрификации.

2.4 Особенности роста и развития базилика при применении препарата Биоплан-Комплекс

Выращивание базилика в закрытом грунте весьма перспективно, так как устраняется сезонность в снабжении населения пряновкусовой культурой. На ранних этапах своего развития он нуждается в легкодоступных элементах питания, при рассадном способе выращивания и после срезки побегов.

В связи с уменьшением выпуска минеральных удобрений и дороговизной применение их сократилось. Особые возможности открываются с внедрением в производство биопрепаратов, обладающих комплексом полезных свойств, способствующих улучшению поступлению питательных веществ в растения, качества и повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Действие биопрепаратов на показатели качества семян, рост рассады и формирование урожая базилика неизучено. Нами проводились исследования в лабораторных условиях и в теплице ЗАО “ЗЭТО” (1996-1998 гг) по изучению действия Биоплан-Комплекса на показатели качества семян, рост, развитие рассады базилика и эффективности подкормки препаратом при срезке побегов на урожайность. В лабораторных и оранжерейных условиях определяли оптимальное количество препарата, улучшающего посевные качества семян базилика, в разведениях 1:50, 1:100, 1:150 и 1:200.

В лабораторных и оранжерейных условиях наилучшие результаты получены при бактеризации семян базилика Биоплан-Комплексом в разведении 1:100. Энергия прорастания семян повышалась на 9%, лабораторная и оранжерейная всхожесть соответственно - на 14% и 11% по сравнению с контролем. Масса 10 проростков в этом же варианте увеличивалась на 35%. Массовые всходы появились на 3 дня раньше, чем в контроле.

В защищенном грунте в опытных вариантах биометрические показатели 30 дневной рассады с применением Биоплан-Комплекса в различные фазы роста базилика превышали контроль (%) по высоте от 8,4 до 23,1 , по массе растений - от 1,7 до 46,6 , по длине главного корня от 3,8 до 34,6 , по массе корневой системы от 35,5 до 70,9. Площадь ассимиляционной поверхности рассады увеличивалась в 1,9 раза. По количеству листьев рассады (на 4 шт/раст.), накоплению массы рассады, наращиванию площади листьев выделился вариант, где применяли обработку семян и всходов. Аналогичная закономерность наблюдалась у рассады 40 дневного возраста. Обработка препаратом Биоплан-Комплекс базилика в различные фазы развития растений по вариантам увеличивала урожайность на 5,3 - 27% (0,09-0,46 кг/м²). Максимальный урожай базилика (2,2 кг/м²) был получен в защищенном грунте при комплексной обработке препаратом семян, всходов и растений после срезки побегов (таблица 14), причем, доля листьев базилика в трех сборах зелени в этом же варианте увеличивалась в среднем на 6,5%.

Таблица 14 – Влияние обработки Биоплан-Комплексом в различные фазы роста

базилика (сорт Ереванский, теплица ЗАО «ЗЭТО», 1996-1998 гг.)

Примечание – Б-К- препарат Биоплан-Комплекс

В открытом грунте в опыте по определению влияния способов подкормки биопрепаратом Биоплан-Комплекс (1:100) была установлена существенная прибавка урожая базилика на 18% при корневой подкормке, где доля листьев увеличивалась на 5,8% по сравнению с необработанным вариантом.