Оптимизация питания чины посевной макро- и микроэлементами на чернозёме обыкновенном Ростовской области

В.К. Шильникова (1970), установила, что вследствие различной вирулентности один и тот же штамм, используемый для инокуляции, в одних почвах успешно развивается  и получает перевес над спонтанными расами при образовании клубеньков, в других же почвах подавляется более агрессивными спонтанными расами и инокуляция семян в данном случае  оказывается неэффективной.

Существенным  свойством клубеньковых бактерий, по мнению микробиолога Т.А. Барбаянова (1984) является их активность (эффективность), т.е. способность в симбиозе с бобовыми растениями ассимилировать азот из воздуха и удовлетворять в нём потребности растения. В зависимости от того, в какой степени они способствуют повышению урожая бобовых, их принято делить на: активные (эффективные), малоактивные  и неактивные.

Активность  клубеньковых  бактерий  и  их специфичность  находятся  во  взаимосвязи.  Активный  для  определенного  вида  бобового  растения  штамм  Rizobium,  обладает  одновременно  и более узкой специфичностью  по   отношению  к  этому  виду  растений,  чем  неактивный  штамм (Емцев В.Г., 1990).

Некоторые исследователи отмечают, что имеется  ряд признаков, отличающих клубеньки, образованные активными и неактивными расами. Клубеньки, вызванные образованием активных рас: имеют розовую или даже красноватую окраску из-за присутствия пигмента леггемоглобина, который принимает участие в процессе усвоения азота и обусловливает эффективность симбиоза. Такие клубеньки, как правило, крупные, гладкие, плотные, с большим содержанием азота, расположенные в основном на главном корне и в верхней части боковых корней (Мишустин Е.Н., 1973).

Неэффективные клубеньки мягкие, белые, зеленоватые  или желтоватые, вялые, часто сморщенные, содержание азота в них небольшое, располагаются они по всей корневой системе (Доросинский Л.М., 1970).

Чиканова В.М. (1988) установила, что на образование, жизнедеятельность и активность азотфиксации клубеньковых бактерий значительное влияние оказывают почвенно-климатические условия, а именно: температура, влажность и степень аэрации.

На образование  клубеньков большое влияние оказывают  температура, влажность и степень аэрации. Клубеньковые бактерии относятся к влаголюбивым микроорганизмам. При влажности 16 % от полной влагоемкости почвы начинается их размножение. Активное образование клубеньков и фиксация атмосферного азота происходит в пределах влажности 60-70% от полной влагоемкости почвы, а интенсивный рост клубеньков — при температуре от 15 до 30 °С, причем оптимальная температура находится в пределах 24-28 °С (Мальцев В.Ф., 2002).

Повышение температуры свыше + 30 °С сказывается отрицательно на жизнедеятельности бактерий, а при + 50 °С клубеньковые бактерии, как неспоровые, погибают. Низкие температуры этими бактериями переносятся легко, жизнедеятельность их не прекращается. Они хорошо выносят температуру ниже 0 °С и не погибают от зимних заморозков (Фёдоров М.В., 1960).

Хуже  действуют на клубеньковые бактерии резкие изменения температуры: повторяющиеся замораживания и оттаивания почвы приводят к резкой гибели значительного количества бактерий (Муромцева  Г.С., 1976).

По данным Чикановой В.М. (1988) клубеньковые бактерии являются аэробными организмами, и поэтому недостаток кислорода приостанавливает их размножение. Все мероприятия, ведущие к увеличению аэрации (обработка почвы, мелиорация, внесение удобрений) положительно сказываются на размножении бактерий. При плохой аэрации даже активные штаммы клубеньковых бактерий образовывают мелкие клубеньки с низким содержанием леггемоглобина. Известно, что недостаток кислорода способствует образованию избытка перекиси водорода, которая подавляет жизнедеятельность клубеньковых бактерий. Это явление отмечается как в чистой культуре клубеньковых бактерий, так и в клубеньках. В последнем случае оно может быть причиной неэффективности или слабой эффективности симбиоза.

Способность клубеньковых  бактерий  усваивать  азот  в наибольшей  степени  проявляется  в  том случае, когда  созданы  благоприятные  условия  для  развития  самого  бобового  растения.  Если  оно   будет  развиваться  плохо,  то  от  этого   будут  страдать   клубеньковые  бактерии.   Они  при  этом  не  только  не будут  способствовать  росту  растений,  но  даже  могут  их  угнетать (Емцев В.Г., 1990).

Т.А. Барбаянова (1984) определила, что образование клубеньков на корнях бобовых культур лимитируется кислотностью почвы.  Установлено, что кислотность не только препятствует хорошему развитию клубеньковых бактерий, но и приводит к быстрой потере ими активности. Лучше всего клубеньковые бактерии  развиваются при нейтральной реакции (рН 6,8-7,2).

Эффективность симбиоза характеризуется следующим образом: рН 4 - очень слабый симбиоз (мелкие единичные клубеньки на отдельных растениях); рН 5 - слабый, модуляция не более 50 %, клубеньки мелкие бледно-розовые; рН 5,5 - модуляция нормальная, клубеньки преимущественно мелкие, розовые; рН 6 - более половины клубеньков крупные, розовые; рН 6,5 — много крупных красных клубеньков (Мальцев В.Ф., 2002).

Клубеньковые  бактерии чувствительны к действию света, прямые солнечные лучи для них губительны, поэтому бактеризованные семена следует оберегать от солнечных лучей (Пат. 2110905 Российская Федерация…,1998).

Почвенно-климатические  условия играют важную роль в развитии и жизнедеятельности клубеньковых бактерий. Поэтому ряд авторов считает, что наиболее целесообразно использовать для инокуляции семян бобовых местные расы бактерий, по их мнению, лучше приспособленные к почвенно-климатическим условиям данной местности (Мишустин Е.Н., 1973).

Таким образом, неотъемлемой частью зернобобовых растений является наличие на корнях клубеньковых бактерий. Однако как для культурных растений, так и для клубеньковых бактерий необходимо создавать за счёт агротехнических мероприятий благоприятные условия произрастания и азотфиксации. В настоящее время хорошо изучены условия, необходимые для симбиотической азотфиксации. Однако для чины посевной, на чернозёме обыкновенном применение бактериальных препаратов совместно с минеральными удобрениями не изучались, отсутствуют данные по эффективности ризоторфина, в зависимости от уровня обеспеченности макро- и микроэлементами.

1.5 Технология возделывания чины посевной

Многие  агротехнические приёмы возделывания чины схожи с технологией выращивания гороха. Чину в севообороте обычно размещают после зерновых хлебов или пропашных культур. Лучшими предшественниками чины являются озимые хлеба. В увлажнённых районах, на чистых от сорняков почвах чину можно использовать в качестве парозанимающей культуры. В связи с тем, что чина обогащает почву азотом, её целесообразно помещать между зерновыми культурами. Следует отметить, что чина является лучшим предшественником для ячменя, кукурузы, суданской травы, картофеля и других яровых культур.

Чину  можно сеять на одном месте 2 года подряд, что не особенно отражается на её урожайности. Возвращать на предыдущее место данную культуру нужно не раньше, чем через 4-5 лет. Если чину высевают после хлебов, то обработку почвы начинают с лущения стерни, после чего (через 3 - 4 недели) проводят зяблевую вспашку на глубину 25 - 27 см. Предпосевная обработка почвы под чину заключается в ранневесеннем бороновании и культивации почвы (Ермолов В. Г., 1960; Резервы увеличения производства растительного белка., 1972; Советов А.О., 1879).

Обработка почвы и система удобрений  для чины такие же, как и для  гороха. Высевают чину в одновидовом и смешанном с овсом посевах в самые ранние весенние сроки рядовым способом с междурядьем 15 или 30 см, с нормой высева 0,9-1,1 млн. всхожих семян на 1 га и на глубину 4-6 см (Морозов В.И., 1963; Воронов И.П. 1968).

Чина - культура раннего срока сева. Семена её начинают прорастать при температуре 2 - 3°С тепла, а всходы способны переносить кратковременные заморозки до  - +5…+6°С. Запаздывание с посевом неизбежно приводит к снижению урожая. Так, на Зерноградской ГСС в 1959 году, посеяв чину одновременно с зерновыми - 4 апреля, получили 18 центнеров зерна с гектара, при посеве 20 апреля - 13,7 центнера, а при посеве одновременно с поздними культурами (6 мая) - только 11,8 центнера, т.е. на 4,6 - 6,5 центнера меньше, чем при самом раннем сроке сева.

В Северо-Кавказском отделении Всесоюзного института кормов тоже в свое время пришли к выводу, что время сева чины решает судьбу её урожая. Посев через месяц после ранних сроков снизил урожай зерна на 2,7 центнера с гектара. Ранний посев дал возможность использовать эту культуру дважды (Смурыгин М.А., 1984).

По результатам исследований Н. С. Стародубцева (1960) и Л. П. Гусевой (1967), нормы высева чины зависят от способа и срока посева, крупности семян, увлажненности и плодородия почвы, рельефа и засоренности поля. Наибольший урожай чины на Балашовской опытной станции в среднем за 3 года (1957—1959 гг.) получен при сплошном рядовом посеве с нормой высева: на семена в чистом виде 210 - 230 кг, что соответствует 0,9 – 1,0 млн. всхожих семян на 1 га; в смешанных посевах: чины 180 - 188 кг + овса 46 - 48 кг на 1 га; на зеленый корм и сено в смеси со злаковым компонентом: чины 192 - 198 кг + овса 64 - 66 кг.

Ф. Я. Яньшин (1967) рекомендовал норму высева чины посевной в Ростовской области 0,9 – 1,1 млн. шт./га в чистых посевах, И. П. Воронов (1968) также говорил о такой норме высева в одновидовом посеве. В смешанном с овсом посеве И.П. Воронов рекомендовал соотношение чины с овсом 1:2, что соответствует 0,8 : 1,6 млн. шт./га.

Г. Ф. Генералов (1956) сообщает, что при ранних сроках посева (при температуре почвы  +2…+3°С на глубине 6 - 8 см) чина дает более высокие урожаи зеленой массы и зерна, чем при средних (при +5…+7°С) и поздних (при +8…+10°С). В условиях предгорной зоны, где атмосферных осадков в год выпадает 350 - 380 мм, получен урожай зерна 2,58 т/га, а в условиях полупустынной зоны (200 мм осадков) - только 2,03 т/га. Следовательно, в условиях богарного земледелия решающим фактором в увеличении урожая наряду со сроком посева является степень влагообеспеченности растений в процессе вегетации. Наблюдения показали, что вегетационный период чины при поздних сроках ее посева сокращается. Разница в длине вегетационного периода между первым и третьим сроками посева чины составила 6 - 8 дней. Период цветения и завязывания бобов при третьем сроке посева короче на 3 - 5 дней, чем при первом сроке посева.

Независимо  от срока посева более интенсивный  рост и накопление вегетативной массы происходили в период массового цветения — начала образования бобов. Поэтому чину на зеленый корм и сено следует косить в этот период (Рогов М.С., 1981).

Чина  посевная созревает сравнительно равномерно, бобы её почти не растрескиваются, что  позволяет проводить двухфазную уборку при созревании большинства бобов. После скашивания валки 2-3 дня просушивают, а затем обмолачивают комбайном, оборудованным подборщиком и отрегулированным на обмолот зерновых бобовых культур.

Нельзя  не отметить, что современные как, впрочем, и прошлые рекомендации агротехнического характера в отношении чины посевной недостаточно аргументированы и конкретизированы и в большинстве случаев слабо отражают биологический потенциал культуры (Макаров Н.М., 1963).

Причин  тому много, они носят как объективный, так и субъективный характер. Основа технологии возделывания чины посевной заложена еще в 30-40-е годы прошлого столетия и этот опыт до настоящего времени кочует из одного пособия в другое, часто без экспериментальной проверки, учета почвенно-климатических условий региона, уровня культуры земледелия, цели и характера конкретного производства (Мединец В.Д., 1963).

Таким образом, технология возделывания чины посевной приближена к технологии возделывания гороха. Однако эти культуры имеют ряд биологических особенностей, которые требуют конкретизации применения тех или иных агротехнических приёмов. В частности нуждается в совершенствовании система удобрения чины посевной.

2 Методика проведения исследований

Объекты исследований. Объектами исследования был сорт чины Степная 21. Приведём его краткую характеристику. Сорт Степная 21выведен в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства центрально-черноземной полосы массовым отбором из образца чины №21 коллекции ВИР. Районирован в 1940 г. в Оренбургской, Пензенской, Ростовской, Саратовской областях и Ставропольском крае.

Разновидность леуко-тетрагонус (leuco-tetragonus). Относится к среднезимостойкой экологической группе. Всходы светло-зеленые. Стебель высотой 40-60 см и более. Листья однопарноперистые, листочки ланцетные, зеленые. Цветки белые, крупные. Бобы удлиненные, эллиптические, 3-семянные. Устойчивость к растрескиванию  бобов высока. Семена крупные, клиновидные, со слабыми углублениями на поверхности, желтовато-белые, без рисунка. Масса 1000 семян 250-310 г. Содержание белка 30 %. Разваримость и вкусовые качества семян средние и хорошие. Сорт среднеспелый (от посева до хозяйственной спелости 75-110 дней). Засухоустойчивость высокая. Поражаемость ржавчиной средняя. Ложной мучнистой росой - средняя. Повреждаемость вредителями слабая. Средняя урожайность зерна 27-34 ц/га.

Кроме того, объектами исследований являлись минеральные удобрения  и бактериальный препарат. Под  предпосевную культивацию в качестве простого азотного удобрения вносилась аммиачная селитра (N-34,6%) в дозах N₁₅, N₃₀ и N₄₅. и. Действие азотных удобрений на урожайность чины изучалось на естественном фосфатном уровне и на фоне P₅₂. Комплексные удобрения вносились в дозах N₁₂P₅₂, N₃₀P₅₂, N₄₅P₅₂. Недостающий азот в виде аммиачной селитры в вариантах вносился совместно с аммофосом (N-12%, P-52%).