Способ выращивания льна масличного в условиях южной степной зоны

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ, включающий предпосевную обработку семян комплексом микробных препаратов, содержащим штаммы бактерий Rhizobium radiobacter 204, Lelliottia nimipressuralis CCM 32-3 и Paenibacillus polymyxa П13НК, и посев семян в грунт по стерне предшественника. При этом семена обрабатывают водной суспензией бактерий, приготовленной из расчета 100 мл комплекса микробных препаратов в 1 л воды на гектарную норму семян. Изобретение позволяет обеспечить повышение урожайности культуры, качества получаемой продукции. 2 табл.

 

Изобретение относится к сельскохозяйственной микробиологии, биотехнологии, сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании льна масличного с целью повышения продуктивности культуры, качества получаемой продукции, снижения материальных и энергетических затрат и техногенной нагрузки на почву.

Лен масличный имеет большие перспективы в качестве масличной культуры в Российской Федерации, благодаря его повышенной холодо-, термо- и засухоустойчивости. Широкая экологическая адаптация культуры к различным климатическим факторам определяет ее успешное возделывание в условиях повышенных температур и недостаточного увлажнения даже в сухостепных регионах юга России с суммами годовых осадков не более 300-350 мм. На юге страны выращивают лен масличный по технологии прямого посева, способствующей повышению производства маслосемян при значительном снижении материальных и энергоресурсов (Авдеенко А.П., Шестов И.Н. Продуктивность льна масличного в условиях Ростовской области // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2014. - Т. 20. - С. 2141-2145. - http://e-koncept.ru/2014/54692.htm.; Зеленский Н.А., Авдеенко А.П., Мокриков Г.В., Шестов И.Н. Влияние нормы высева на продуктивность льна масличного сорта Небесный по технологии NO-TILL / Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» // Материалы VIII Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 75летию профессора А.Т. Фарниева. Часть 1. Владикавказ, Изд. «Горский госагроуниверситет», 2012. - С. 177-180.).

Следует обратить внимание, что технология прямого посева довольно новая для России и требует адаптации к конкретным почвенно-климатическим условиям региона, и, самое главное - корректировки элементов технологии возделывания.

В технологиях выращивания сельскохозяйственных растений все активнее используют биопрепараты, изготовленные на основе различных микроорганизмов, которые выделяются из природных биоценозов и не оказывают токсического действия на окружающую среду. Главным преимуществом таких технологий является то, что они обеспечивают получение экологически чистой продукции и решают проблему качества питания населения как важного условия национальной безопасности.

Известно большое количество запатентованных в РФ разработок с применением биопрепаратов на основе микроорганизмов для улучшения питания растений, стимуляции роста и защиты их от фитопатогенов. Предлагаются как моновидовые (патент RU №2299188, опубл. 20.05.2007; патент RU 2634387, опубл. 19.04.2017; патент RU 2662992, опубл. 31.07.2018), так и комплексные биопрепараты на основе ассоциации микроорганизмов разного систематического положения (патент RU №2127509, опубл. 20.03.1999; патент RU 2655789, опубл. 29.05.2018). В основе действия всех известных биопрепаратов, предлагаемых для обработки семян, лежат свойства микроорганизмов, присущие как отдельному виду, так и штамму. Опубликованные способы обеспечивают повышение урожая зерновых, зернобобовых, овощных и технических культур. Однако, нельзя не учитывать то, что существуют отличия в реакции различных видов растений на инокуляцию штаммами микроорганизмов.

Известен способ выращивания льна масличного, который включает обработку почвы, протравливание семян химическими препаратами, боронование почвы и уход за посевами, при этом лен выращивают по пласту многолетних трав, перед посевом в почву вносят комплексное удобрение, а в фазу «елочки» растение опрыскивают биологически активным веществом, в качестве которого используют кормовую добавку «Флоравит» (патент RU 2535143 С1; МПК A01G 1/00, A01N 63/04, A23K 1/00; опубл. 10.12.2014, бюл. №34). Недостатком данного способа являются: техногенная нагрузка на почву, затраты материалов и энергоресурсов.

Известен способ выращивания растений, включающий обработку семян растений перед их посевом и растения в период вегетации биопрепаратом в жидкой форме. В качестве биопрепарата используют смесь штаммов бактерий В. subtilis ВКПМ В-10641, В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642 и В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643 с титром не менее 10⁶ КОЕ/мл в виде водной суспензии. Изобретение обеспечивает повышение урожайности растений и восстановление микробиоценоза почвы (патент RU 2481760 С2; МПК А01С 1/06, A01N 63/02, C12N 1/20; опубл. 20.05.2013, бюл. №14).

Недостатками данного способа является необходимость двукратного применения биопрепарата (для обработки семян перед посевом и растений в период вегетации), а также изменение количества используемого биопрепарата в зависимости от цели его применения (при повышении урожайности растений обработку проводят из расчета 2 мл/т семян и 2 мл/га посевов соответственно, при восстановлении микробиоценоза почвы - из расчета 5 мл/т семян и 5 мл/га посевов).

Ближайшим аналогом предложенного изобретения является способ выращивания овощных и зеленных культур, который включает предпосевную обработку семян культуральной жидкостью, содержащей чистые культуры микроорганизмов Pseudomonas putida ssp., Bacillus megaterium ssp., Azotobacter indicum ssp. и Lactobacillus acidophilus ssp. в смеси с их метаболитами, с последующим нанесением на поверхность семян пленкообразующего вещества - диметилсульфоксида и посев семян в грунт (патент RU 2454075 С2; МПК A01N 63/00, C12N 1/20; опубл. 27.06.2012, бюл. №18).

Недостатком данного способа является неизученность влияния на растения льна масличного как самих используемых штаммов, так и нанесения на поверхность семян пленкообразующего вещества диметилсульфоксид.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа выращивания льна масличного, обеспечивающего повышение урожайности и масличности семян, увеличение рентабельности возделывания культуры при снижении техногенной нагрузки на почву.

Указанная задача решается тем, что в способе выращивания льна масличного, включающем предпосевную обработку семян комплексом микробных препаратов и посев семян в грунт, согласно изобретению комплекс микробных препаратов включает штаммы бактерий Rhizobium radiobacter 204, Lelliottia nimipressuralis CCM 32-3 и Paenibacillus polymyxa П13НК, а посев семян осуществляют по стерне предшественника.

При этом семена обрабатывают водной суспензией бактерий, приготовленной из расчета 100 мл комплекса микробных препаратов в 1 л воды на гектарную норму семян.

Принципиальное отличие предложенного способа от ближайшего аналога состоит в использовании комплекса микробных препаратов, включающего штаммы азотфиксирующих (Rhizobium radiobacter 204), фосфатмобилизующих (Lelliottia nimipressuralis CCM 32-3) и биопротекторных (Paenibacillus polymyxa П13НК) бактерий при нанесении на семена льна масличного, выращиваемого в условиях ресурсосберегающей системы земледелия - прямого посева.

Биоагентами микробных препаратов, входящих в предложенный для инокуляции семян льна масличного комплекс, являются штаммы Крымской коллекции микроорганизмов (http://www.ckp-rf.ru), принадлежащей ФГБУН «НИИСХ Крыма».

Штамм ризосферных азотфиксирующих бактерий Agrobacterium (Rhizobium) radiobacter 204 (А.с. 1621433, C05F 11/08, C12N 1/20, 15.09.1990) наряду с азотфиксирующей активностью обладает также ростстимулирующими и биопротекторными свойствами. Штамм используется для производства бактериального удобрения, рекомендованного для предпосевной обработки семян с целью повышения урожайности.

Фосфатмобилизующий штамм почвенных бактерий Lelliottia nimipressuralis CCM 32-3 (патент RU 2676926 C1; C12N 1/20, A01N 63/02, C12R 1/01; 11.01.2019) обладает способностью продуцировать фитогормоны и трансформировать труднорастворимые минеральные фосфаты в усвояемые для растений формы. Штамм используется для получения биопрепарата, позволяющего оптимизировать минеральное питание растений, стимулировать их рост и повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Штамм Paenibacillus polymyxa П13НК продуцирует ростстимулирующие вещества и значительное количество экзополисахаридов, фиксирует азот воздуха, имеет высокую конкурентоспособность в использовании источников питания и высокую скорость роста, что является одной из причин антифунгального действия к фитопатогенам. Штамм депонирован 17.10.2019 г. в Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения под регистрационным номером RCAM05221.

Применение микроорганизмов в комплексе способствует их приживаемости в ризосфере растений, что усиливает влияние полезных штаммов на продукционный процесс у растений и обеспечивает повышение урожайности сельхозкультур и качества продукции.

Использование технологии прямого посева в засушливых условиях южной степной зоны способствует сохранению влажности почвы и является важным фактором сохранения и восстановления ее плодородия. Кроме того, использование технологии прямого посева способствует снижению материальных и энергетических затрат.

Стационарный опыт по сравнительному изучению влияния микробных препаратов в условиях традиционной для южной степной зоны системы земледелия и прямого посева (No-till) заложен в 2015 году на полях ФГБУН «НИИСХ Крыма» (с. Клепинино Красногвардейского района, 45°31'47.3"N 34°11'48.0''Е).

Агротехнические условия проведения опыта. Пятипольный севооборот в условиях прямого посева включал следующее чередование культур: горох посевной, озимая пшеница, лен масличный, озимый ячмень и сорго зерновое. При традиционной системе земледелия отличие состояло в первом поле, где был чистый пар. Обработка почвы: по традиционной системе - мелкая на 10-12 см, 8-10 см; по прямому посеву - без механической обработки почвы. Посев сеялками: по традиционной системе - СЗ - 3,6 и по прямому посеву - Gerardi-G117. Уход за посевами: обработка пестицидами при учете ЭПВ. Уборка урожая комбайном Сампо-500.

Ручную обработку (инокуляцию) семян микробными препаратами проводили в день посева. При этом подготовили водную суспензию бактерий из расчета 100 мл комплекса микробных препаратов в 1 л воды на гектарную норму семян.

Механизированную обработку семян биопрепаратом можно осуществлять машинами для протравливания семян по технологии аналогичной с протравливанием. Для этой цели пригодны ПСШ-3, ПС-10 и другие. Перед работой машины для протравливания необходимо тщательно очистить от ядохимикатов, промыть и обезвредить согласно санитарным правилам.

Выращивание льна масличного с использованием предложенного способа позволило достоверно увеличить урожайность семян, начиная со второго и третьего года применения системы земледелия - прямого посева (таблица 1). Так, в 2018 году урожайность при прямом посеве была ниже на 0,1 т/га или 20%, чем при традиционной системе земледелия. Тогда как применение комплекса микробных препаратов способствовало ее увеличению на 0,2 т/га (50%) при прямом посеве и на 0,1 т/га (20%) по сравнению с традиционной обработкой почвы. В условиях третьего года (2019) применения прямого посева отмечены те же тенденции: снижение урожайности составило 0,07 т/га или 8,2%. Обработка семян комплексом микроорганизмов способствовала увеличению урожайности льна на 0,18 т/га или 23,1% к контролю и на 0,11 т/га (12,9%) по сравнению с традиционной системой земледелия.

Важным результатом применения предложенного способа выращивания льна является повышение его масличности в среднем за годы исследований на 1,9% по сравнению с традиционной системой земледелия и на 0,8 - с контролем (таблица 2). Этот способ обеспечил максимальный выход масла с гектара, который составил 0,26 тонн, что на 0,05 т/га или 23,8% больше контроля и традиционной обработки почвы.

Расчет экономической эффективности выращивания льна масличного в условиях 2019 года показал, что предложенный способ обеспечил прибыль в 7909 руб./га, при уровне рентабельности 104%, что выше на 881 руб./га и на 4.8% по сравнению с традиционной системой земледелия.

Таким образом, предложенный способ выращивания льна масличного с применением прямого посева, включающий оптимизацию минерального питания растений путем предпосевной обработки семян комплексом микробных препаратов, в состав которого входят азотфиксирующие, ростстимулирующие, фосфатмобилизующие и биопротекторные бактерии, способные приживаться в ризосфере растений, обеспечивает повышение урожайности культуры, качества получаемой продукции, снижение материальных и энергетических затрат и техногенной нагрузки на почву.

Способ выращивания льна масличного, включающий предпосевную обработку семян комплексом микробных препаратов и посев семян в грунт, отличающийся тем, что комплекс микробных препаратов содержит штаммы бактерий Rhizobium radiobacter 204, Lelliottia nimipressuralis CCM 32-3 и Paenibacillus polymyxa П13НК, семена обрабатывают водной суспензией бактерий, приготовленной из расчета 100 мл комплекса микробных препаратов в 1 л воды на гектарную норму семян, а посев семян осуществляют по стерне предшественника.