Биотехнология по нуту

УДК 633.31/37: 631.461

БИОТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НУТА В СТЕПНОЙ ЗОНЕ УКРАИНЫ

Нут (Cіcer arіetіnum) – древнейшая культура мирового земледелия, которая в настоящее время по площади посевов (12 млн. га) занимает третье место среди зернобобовых культур после сои и фасоли. На Украине его производственные посевы пока невелики, но их площадь ежегодно увеличивается, и в 2006 году составляла 33 тысячи гектаров.

Ценность нута как продукта питания определяется высокими вкусовыми и кормовыми качествами зерна, в котором содержится 20-32% белка, сбалансированного по аминокислотному составу и близкого к идеальному белку ФАО, 43-59% углеводов, 4-8% жира, витамины группы А, В, С, Д, Е, каротин, минеральные вещества (фосфор, калий, магний, сера, железо, кальций) и др. ценные соединения. Светлозерные сорта нута используются в основном на продовольственные цели (производство консервов, кондитерских изделий, приготовление супов и каш, суррогатов кофе). Темнозерные сорта используются на кормовые цели.

Нут возделывают в странах с засушливым климатом. Среди зернобобовых культур нут обладает наибольшей устойчивостью к высоким температурам, суховеям, пылевым бурям, граду. Благодаря этому имеет большие перспективы для возделывания в условиях знойного и засушливого климата, характерного для степной зоны Украины, особенно в условиях значительного сокращения площади орошаемых земель.

В то же время нут относится и к холодостойким культурам, занимая первое место среди зернобобовых культур по морозостойкости, его семена начинают прорастать при температуре почвы 2-4⁰С, а всходы выдерживают заморозки до минус 8-10⁰ С, поэтому нут сеют в ранние сроки одновременно с ранними зерновыми культурами.

Нут нетребователен к предшественникам, и сам является отличным предшественником для большинства сельскохозяйственных культур. Он рано освобождает поле, и создаются благоприятные условия для подготовки почвы и накопления влаги. Нут можно выращивать после бахчевых, технических, зерновых культур на черноземных, каштановых, солонцеватых почвах. Наиболее целесообразно размещать нут в звене севооборота «озимая пшеница – нут – озимая пшеница». Особенно это ценно для хозяйств, которые специализируются на зернопроизводстве. Однако на одном и том же поле нут выращивают не раньше, чем через четыре года во избежание накопления фитопатогенов.

Растения нута в симбиозе с клубеньковыми бактериями вида Mesorhizobium ciceri способны усвоить за вегетацию до 80-150 кг/га азота атмосферы и сформировать высокие уро­жаи без применения дорого­­­сто­­­ящих, энер­­го­ём­­ких и экологически небезопасных минеральных азотных удобрений. До 30% биологического фиксированного азота остается в послеукосных и корневых остатках и используется последующими культурами.

В почвах Украины нет аборигенных клубеньковых бактерий нута, и растения формируют урожай за счет минерального азота почвы и удобрений. Иногда от­дель­ные­­­ растения образуют единичные крупные клубеньки, иниции­руе­мые бакте­риями, которые вносятся с семенами. При этом не обеспечивается высокая эффективность симбиотической азотфиксации, поэтому в технологиях выращивания нута обязательным агроприёмом должна быть пред­по­­севная обработка семян биопрепаратами селекционных штаммов M. ciceri, что обеспечит симбиотрофное питание растений азотом и ин­тродукцию этих бактерий в почвенные микробоценозы.

Нами из почв Украины ме­­тода­­­­ми координированной селекции с современными сор­та­ми бобовых растений получены высокоэффективные штаммы клубеньковых бактерий нута. Многолетние исследования показали, что нитрагинизация ну­та высокоэффективными штаммами M. ciceri на сортах Ро­занна, Александрит, Смачний, Память, Луганец, Триумф в Кры­му и Одесской области по­вы­шала урожай зерна на 1,8-4,0 ц/ га, а в благо­прият­ные по влагообеспечению годы – до 8,3 ц/га. При этом одновременно увеличивалось содержание белка в зерне на 2,2-4,5 абсолютных процента.

Следует отметить, что наб­лю­дается определённая комплементарность взаимодействия генотипов фи­то- и ризобиосимбионтов. На основе проведенного скрининга штаммов в полевых опытах были определены наиболее комплементарные штаммы M. cіcerі к генотипам сортов нута Луганець, Смачний, Розанна, Александрит, Память и Триумф (табл. 1). Эти штаммы могут служить основой биопрепарата РИЗОБОФИТ для нута.

Таблиця 1.

Высокоэффективные комбинации C. аrietinum – M. сicerі

Сорта нута	Высокоэффективные штаммы ризобий нута
Луганец	Н-12, Н-28
Смачний	Н-22, Н-27
Розанна	Н-12, Н-18
Александрит	Н-18, Н-22, Н-27, 065, 068
Память	Н-17, Н-18, Н-27
Триумф	Н-12, ПН-12, НС-6

В полевых испытаниях на лугово-черноземной почве на фоне интродуцированной популяции ризобий нута плотностью 10³ клубенькообразующих единиц (КОЕД)/г почвы применение РИЗОБОФИТа на основе нового высокоэффективного и технологичного штамма 065 существенно не повысило количества клубеньков, их биомассы, азотфиксирующей активности, однако обеспечило увеличение урожайности зерна пяти сортов нута на 2,8-3,7 ц/га (11,5-18,7%) в сравнении с почвенной популяцией M. cіcerі. Для сорта Александрит более эффективный симбиоз выявлено с представителями почвенной популяции ризобий нута (табл. 2).

Таблиця 2.

Эффективность применения ризобофита (штамм 065) на современных сортах нута на фоне интродуцированной популяции M. cіcerі (полевой опыт на

лугово-черноземной почве, 2006 г.)

Вариант опыта	Количество клубеньков ед./растение	Биомасса, мг/ растение	Н.А., нМоль этилена на растение в час	Урожайность зерна, ц/га
Сорт Память
Без инокуляции Ризобофит	25 23	706 709	5506 4967	19,3 22,6
Сорт Розанна
Без инокуляции Ризобофит	25 27	537 662	4312 3540	19,8 23,5
Сорт Александрит
Без инокуляции Ризобофит	31 29	740 711	3103 3729	20,0 18,3
Сорт Антей
Без инокуляции Ризобофит	28 29	657 662	2797 4370	21,1 23,8
Сорт Буджак
Без инокуляции Ризобофит	26 24	612 627	2942 2302	19,4 22,2
Сорт Триумф
Без инокуляции Ризобофит	31 29	752 780	2447 2141	24,3 27,1
НСР05	5	265	1700	2,3

Примечания: Н.А. – нитрогеназная активность.

В первые недели после всходов нут медленно растёт и сильно угнетается сор­няками. Для снижения засорённости посевов целе­со­об­разно из­ба­виться от многолетних сорняков с осени агротехническими мето­дами или приме­не­нием гербицида сплошного действия на основе глифосата (раундап, буран, ураган), который бы­ст­ро разлагается поч­венной микрофлорой до природных нетоксичных сое­­дине­­­ний (нитраты, фос­фа­ты, углекислота, вода) и не оказывает отрицательного пос­ледействия на бобово-ризобиальный симбиоз. Ранние яровые сорняки доста­точ­но эффективно уни­что­жа­­ются предпосевной культивацией, до- и послевсходо­вы­­­­ми боронованиями.

Бобово-ризобиальный симбиоз очень чуствителен к пестицидам, при­ме­не­ние которых при выращивании нута нежелательно. Все протравители в той или иной степени ингибируют образование клубеньков и снижают их азот­фик­­сирую­щую активность. К менее токсичным относятся фундазол, вита­вакс и бавистин. Вместо химических фунгицидов для подавления кор­не­­­вых гнилей и других забо­ле­­ваний нута целесообразно использо­вать препа­­ра­ты микроорганиз­мов – антаго­ни­стов фитопатогенов: биополицид, хетомик, фи­­­то­­спорин, баци­фор, триходермин, которые не уступают им по эффективности и не оказывают отри­­­ца­­­­тельного влияния на симбиоз нута с клубеньковыми бактериями. Мик­ро­бы-ан­та­гонисты, раз­­­мно­­­­­­­­­жаясь в ризосфере и на корнях рас­тений, создают за­щит­­­ный барьер от фи­­­то­­­­патогенов на протяжении всей вегета­ции.

Рас­те­ния нута, благодаря выделению железистыми волос­ками муравьиной кислоты, имеют естественную защиту от насекомых и устой­чивы к вредителям, в частности горохо­вой и фасолевой зерновкам. Однако в последние годы с экстремально высокими температурами в степной зоне Украины наблюдается выедание зелёных бобов нута различными совками, при этом потери урожая дости­гают 18-40%. Для борьбы с такими вредителями эффективны одно- или двухразовые обработки посевов в фазу начало цветения растений – начало бобообразования инсектицидами: Фьюри (10% в.э., 0,07 -0,10 л/га), Шерпа (25% к.э., 0,2-0,3 л/га), Децис (25% к.э., 0,3 л/га) или микробными энтомоцидными препаратами на основе штаммов Bacillus thurin­gien­sis: битоксибациллин, лепидоцид,­­ пастооб­раз­ные формы которых разработаны в ЮОС ИСХМ УААН. Они безопасны для пчёл и диких насекомых-опылителей.

Процесс симбиотической азотфиксации осуществляется за счёт энер­гии фо­то­синтеза и функционально с ним взаимосвязан. Для интенсификации фото­­син­те­за с целью по­­­­­вышения продуктивности растений в современном земле­­де­лии широ­ко ис­поль­зуют регуляторы роста растений, однако не все они совме­стимы с ни­тра­ги­низа­­­цией. К регуляторам роста растений, усиливающим клу­­бень­­­ко­об­­­­ра­­­­­зо­вание и сим­­­биотическую азотфиксацию нута, относятся пше­нич­­­­ный экст­ракт, гумисол, лен­технин, эмистим С, агростимулин, синтетические фи­­­­то­гор­­­­­­­моны три­­ман, ДГ-67, ДГ-82 и бактериальные препараты комплексного дейст­вия аг­ро­фил, флаво­­бакте­рин, фосфоэнтерин, биополицид. В рекомендуемых для обра­бот­­­­­­­­­­­­­­­­­ки семян дозах дан­ные препа­ра­ты применяют одновременно с нитраги­­ни­за­ци­­ей, что повышает её эффектив­ность на 14-37%.

Нут потребляет больше фосфора, чем зерновые культуры, и недостаток это­го элемента может лимитировать симбиотическую азотфиксацию, снижая продук­тивность растений. Под основную обработку почвы вносят 30-60 кг/га фосфорных удобрений в расчёте на Р₂О_5. Для лучшего усвоения растениями труднораст­вори­мых органических и минеральных фосфатов почвы и удобрений сотрудниками ЮОС соз­дан препарат на основе фосфатмобилизующих бактерий фосфоэнерин.

Биопрепараты и дополнительную информацию о технологии их приме­не­ния можно получить в Южной опытной станции ИСХМ УААН по адресу: 97513, АР Крым, Симферопольский район, пгт. Гвардейское, ул. К.Маркса, 107. Телефон (80652) 32-34-76, факс 32-30-50, е-mail: icxm@mail.ru

ТОЛКАЧЁВ Н.З., ДИДОВИЧ С.В. – Южная опытная станция Института сельскохозяйственной микробиологии УААН