сотрудник
Вологодский институт права и экономики Федеральной службы исполнения наказаний (доцент)
сотрудник
Вологда, Вологодская область, Россия
сотрудник с 01.01.2018 по настоящее время
Вологда, Вологодская область, Россия
Цель исследований – изучение препаратов микробного состава на продуктивность и питательную ценность горохо-овсяной травосмеси. В задачу работы входила оценка действия биопрепаратов (предпосевное внесение и обработка по вегетации) на урожайность травосмеси и качественные характеристики корма, полученного при силосовании зеленой массы гороха и овса. В работе использовали препараты, произведенные на основе живых штаммов микроорганизмов Bacillus subtilis («Натурост»), Lactobacillus buchneri («Натурост-Актив») и Bacillus megaterium («Натурост-М»). Мелкоделяночные полевые исследования проводили в ФГБУН ВолНЦ РАН (Вологодская область) в 2019–2020 гг., опыт по силосованию ставили в лабораторных условиях. Показано, что под влиянием биопрепаратов продуктивность травосмеси по сухой биомассе возрастает на 4,1–7,9 %. Оценка питательной ценности полученного силоса показала, что обработка биопрепаратами способствовала повышению содержания кормовых единиц в сухом веществе на 4,6–20,0 %, обменной энергии – на 4,1–10,4 %, в результате валовый выход кормовых единиц возрастает на 12,7–28,8 %. Силос, полученный из травосмеси опытных вариантов, отличается более низким рН и содержанием масляной кислоты, а содержание молочной кислоты, напротив, возрастает. Большая продуктивность биомассы получена в опытах с использованием препарата «Натурост», по физико-химическим показателям и питательной ценности отмечается улучшение качества силоса, полученного из смеси гороха и овса в варианте с обработкой препаратом «Натурост-М».
биопрепараты, горохо-овсяная травосмесь, продуктивность, силос, питательная ценность.
Введение. Достижение высокой продуктивности кормовых трав, а также получение качественных кормов являются важнейшей задачей сельскохозяйственного производства. Особую ценность для кормопроизводства представляют бобово-злаковые травосмеси, возделывание которых считается наиболее рентабельным за счет того, что бобовый компонент содержит довольно высокое содержание протеина, а выращивание совместно со злаковыми культурами позволяет получить из травосмеси качественный силос. Корма, получаемые из бобово-злаковых смесей, отличаются хорошей переваримостью и сбалансированы по белку, углеводам, аминокислотам, витаминам и минеральным элементам [1]. Высокая продуктивность бобово-злаковых смесей достигается и за счет различного расположения корневых систем злаковых и бобовых растений, что позволяет им наиболее полно использовать имеющиеся в почве питательные компоненты [2].
Научно обоснованное использование минеральных удобрений и химических средств защиты растений в свое время привело к существенному увеличению продуктивности сельскохозяйственных растений, однако в настоящее время все отчетливее проявляется тенденция к экологизации различных сфер жизни и производства, в том числе и сельского хозяйства [3]. Использование микробных препаратов способно привести как к снижению активности фитопатогенных бактерий и грибов, так и к активации ростовых процессов растений, что в свою очередь сказывается на повышении продуктивности культур. Эффективность действия бактерий подтверждалась в исследованиях многих российских и зарубежных ученых. Например, результаты Л.Ф. Миннебаева и др. (2019) показывают стимулирующее действие штаммов Paenibacillus ehimensis IB 739, Pseudomonas koreensis ИБ-4, Pseudomonas chlororaphis ИБ-51 на формирование и функционирование бобово-ризобиальных сообществ, при этом исследователи отмечают, что обработка растений исследуемыми микроорганизмами способствовала улучшению всхожести, роста и развития растений [4]. Е.Ю. Шмыга и др. (2020) в своей работе обсуждают высокий биотехнологический потенциал штамма Bacillus megaterium БИМ В-1269, отмечая, что данные бактерии способны к синтезу ряда ферментов, индолилуксусной кислоты, сидерофоров, а также к растворению неорганических фосфатов [5]. И.Н. Гагарина приходит к выводу, что метаболиты, продуцируемые Bacillus subtilis, способствуют повышению всхожести семян гороха посевного на 11 %, энергии прорастания – на 14 % относительно контроля, при этом автор отмечает ускорение роста и корнеобразования у опытных растений [6]. В наших исследованиях показано положительное влияние микробиологических препаратов на продуктивность и питательную ценность райграса однолетнего и клеверо-тимофеечной смеси [7].
Цель исследования. Изучить влияние биопрепаратов микробного происхождения на продуктивность и питательную ценность горохо-овсяной травосмеси.
Задачи исследования: оценить влияние биопрепаратов на урожайность сухой биомассы травосмеси; провести оценку качественных характеристик корма, полученного при силосовании горохо-овсяной смеси в лабораторных условиях.
Объекты и методы исследования. Эксперимент по изучению влияния биопрепаратов на горохо-овсяную смесь выполнялся на опытном поле ФГБУН «Вологодский научный центр Российской академии наук» (ВолНЦ РАН) в 2019–2020 гг. Почва на экспериментальных делянках осушенная дерново-подзолистая, среднесуглинистая.
В работе использовались биопрепараты производства ООО «Биотроф» (г. Санкт-Петербург). Препарат «Натурост» создан на основе культуры клеток Bacillus subtilis, «Натурост-Актив» – Lactobacillus buchneri, а «Натурост-М» – Bacillus megaterium. Объектом исследования выбрана смесь гороха полевого (сорт Вологодский усатый) и овса посевного (сорт Яков).
Постановка мелкоделяночного полевого эксперимента включала следующие варианты: обработка водой (контроль) и три варианта с внесением биопрепаратов «Натурост», «Натурост-Актив» и «Натурост-М». Повторность опыта
4-кратная, площадь учетной делянки 6 м2. Посев смеси горох + овес (40 : 60) происходил в соответствии с принятыми нормами высева – 0,5:3,6 млн семян/га. Перед посевом семена опытных групп замачивались в рабочих растворах препаратов в концентрации 1 мл препарата на 1 литр воды в течение 2 часов, семена контрольной группы – в воде. Кроме того, в фазу начала кущения овса проводилось опрыскивание растений рабочими растворами, согласно рекомендациям производителя, в концентрации 1 л препарата на га.
Уход за культурами происходил в соответствии с общепринятыми агротехническими приемами, минеральные удобрения не вносились. В течение эксперимента был проведен учет биомассы, травосмесь скашивалась в фазу начала выметывания овса. Силос из травосмеси готовился в полуторалитровых лабораторных сосудах (в 4-кратной повторности) в соответствии с методическими рекомендациями по консервированию и хранению объемистых кормов (Бондарев В.А. и др., 2008), емкости хранились при температуре 16–18 оС в течение 80 суток, затем пробы вскрывались и проводились анализы. Качество силосной массы и содержание питательных веществ в корме оценивались в лаборатории химического анализа СЗНИИМЛПХ в соответствии с ГОСТ Р 55986-2014.
Статистическая обработка данных осуществлялась по стандартным методикам с использованием пакета анализа данных программы MS Excel’2010. Представлены средние значения показателей (M) и величины их стандартных отклонений (±SD). Оценку достоверности различия выборочных средних проводили при значении доверительной вероятности 0,95.
Результаты исследования и их обсуждение. На нижепредставленном рисунке видно, что внесение микробиологических препаратов способствовало увеличению биомассы укосов горохо-овсяной травосмеси с опытных делянок. Так, под влиянием препаратов сухая биомасса увеличивается на 4,1–10,4 %. С учетом выхода кормовых единиц в силосуемой массе разница между опытными вариантами и контролем достигает 12,7–24,8 %.
|
* |
|
* |
|
* |
|
* |
|
* |
Урожайность горохо-овсяной травосмеси
(* – разница по сравнению с контролем статистически достоверна при Р < 0,05)
Качество силоса обусловлено наличием и соотношением органических кислот: чем выше доля молочной кислоты, тем более благоприятно микробиологические процессы идут в силосе. Кроме того, правильно приготовленный силос должен содержать не более 25 % уксусной кислоты от общего содержания органических кислот [8]. Данные по физико-химическим показателям качества полученного корма приведены в таблице 1.
Таблица 1
Физико-химические характеристики силоса горохо-овсяной травосмеси
|
Вариант опыта |
рН |
Содержание органических кислот, % в натуральном корме |
Доля молочной кислоты, % |
||
|
уксусная |
масляная |
молочная |
|||
|
Контроль |
5,08 |
0,365 |
0,642 |
1,434 |
59 |
|
Натурост |
4,95 |
0,518 |
0,280 |
2,074 |
72 |
|
Натурост-Актив |
4,96 |
0,437 |
0,383 |
1,839 |
69 |
|
Натурост-М |
4,23 |
0,736 |
0 |
2,918 |
80 |
Установлено, что силос, полученный из растений, обработанных биопрепаратом «Натурост-М», по всем показателям являлся первоклассным: подкисление до рН – 4,23, масляная кислота отсутствовала, а доля молочной кислоты составляла 80 % от суммы всех органических кислот. В контрольном варианте силос имел самое низкое качество: недостаточная степень подкисления (рН – 5,08), высокий уровень масляной кислоты, малое накопление молочной кислоты. Наличие масляной кислоты в трех вариантах объясняется трудной силосуемостью горохо-овсяной смеси и, возможно, на фоне дефицита растворимых сахаров процессы подкисления на начальных этапах силосования идут медленно.
Питательная ценность экспериментальных образцов корма представлена в таблице 2. Недостаточное кислотообразование и медленное повышение кислотности могут привести к чрезмерным потерям питательных веществ силоса, а также сказаться на его качестве при хранении [8], что, вероятно, и происходит в контрольном образце. В вариантах с использованием биопрепаратов по сравнению с контролем повышается содержание сухого вещества на 3,8–58,2 %. Однако только в образце корма, полученном с использованием биопрепарата «Натурост-М», этот показатель соответствует нормам для силоса первого класса (выше 250 г/кг). Силос, полученный из травосмеси опытных вариантов, превышает контрольный вариант по содержанию кормовых единиц и обменной энергии в сухом веществе на 4,6–20,0 и 4,0–14,0 % соответственно. Все образцы силоса содержат сырой протеин в количестве, характерном для кормов 1–3-го класса.
Таблица 2
Питательная ценность силоса горохо-овсяной травосмеси
|
Показатель |
Контроль |
Натурост |
Натурост-Актив |
Натурост-М |
|
Сухое вещество, г/кг корма при натуральной влажности |
170,05 |
176,44 |
220,35 |
268,99 |
|
В 1 кг сухого вещества |
||||
|
Кормовые единицы |
0,65 |
0,68 |
0,68 |
0,78 |
|
Обменная энергия, МДж |
8,77 |
9,29 |
9,12 |
10,00 |
|
Перевариваемый протеин, г |
79,3 |
92,7 |
72,2 |
86,1 |
|
Каротин, мг |
112 |
111 |
117 |
118 |
|
Содержание в сухом веществе, % |
||||
|
Сырой протеин |
12,24 |
13,62 |
11,52 |
12,94 |
|
Сырая клетчатка |
29,16 |
31,67 |
31,35 |
28,20 |
|
Жир |
3,46 |
3,57 |
3,43 |
3,59 |
|
Сахар |
1,01 |
2,61 |
0,14 |
7,94 |
|
Зола |
7,06 |
6,67 |
5,83 |
6,19 |
|
Кальций |
0,71 |
0,92 |
0,80 |
0,84 |
|
Фосфор |
0,38 |
0,41 |
0,35 |
0,42 |
|
Магний |
0,32 |
0,36 |
0,35 |
0,37 |
В кормах всех вариантов обнаружено довольно высокое содержание клетчатки, что свидетельствует о недостаточном разложении в процессе силосования труднопереваримых углеводов. В варианте с внесением препарата «Натурост-Актив» к моменту проведения анализов практически не осталось сахаров, можно предположить, что они все были израсходованы на процессы брожения. Обработка растений биопрепаратами не оказала существенного влияния на содержание минеральных элементов и каротина в полученном силосе.
Схожие закономерности получены и другими исследователями при изучении эффективности действия бактериальных препаратов на показатели качества и продуктивности горохо-овсяной травосмеси. Так, О.В. Галкина и А.Л. Тарасов (2017) в своей работе отмечают, что предпосевная обработка семян препаратом, созданным на основе Bacillus subtilis, способствовала повышению урожайности зеленой массы горохо-овсяной травосмеси на 5,2–22,4 %, при этом действие биопрепарата привело к увеличению содержания белка в травосмеси на 7,4–25,5 % в зависимости от уровня минерального питания растений [9].
Заключение. Проведенные мелкоделяночные полевые испытания биопрепаратов, созданных на основе штаммов живых микроорганизмов, показали, что они способствуют повышению урожайности горохо-овсяной травосмеси на 4,1–10,3 %. Наибольшую эффективность оказал препарат «Натурост», созданный на основе бактерий Bacillus subtilis.
Лабораторные испытания свидетельствуют, что внесение биопрепаратов также оказало влияние на биохимические показатели и питательную ценность корма, полученного из травосмеси. Качество силоса опытных вариантов было выше по сравнению с контролем практически по всем изученным показателям. Силос из травосмеси, полученной при использовании препарата «Натурост-М» (созданного на основе Bacillus megaterium), по питательной ценности, рН, содержанию масляной и молочной кислот соответствует первому классу согласно ГОСТ Р 55986-2-14. Также в этом варианте достигается максимальный выход кормовых единиц с площади посева (превышение относительно контроля на 28,8 %).
1. Павлова А.В. Влияние макро- и микроудобрений на содержание переваримого протеина в горохо-овсяной смеси и ее компонентах // Вестник АГАУ. 2011. № 6. С. 68.
2. Безгодова И.Л., Коновал Н.Ю., Прядильщикова Е.Н. Влияние минеральных удобрений на продуктивность гороха полевого усатого морфотипа в чистых и смешанных посевах // Достижения науки и техники АПК. 2013. № 6. С. 21–22.
3. Рассохина И.И., Коткова Д.Н., Платонов А.В. Анализ мировой публикационной активности по направлению «Биоэкономика» // Проблемы развития территории. 2019. № 3 (101). С. 152–165. DOI:https://doi.org/10.15838/ptd.2019.3. 101.10.
4. Миннебаев Л.Ф., Кузина Е.В., Рафикова Г.Ф. и др. Продуктивность бобово-ризобиального комплекса под влиянием ростстимулирующих штаммов микроорганизмов // Сельскохозяйственная биология. 2019. № 54 (3). С. 481–493.
5. Шмыга Е.Ю., Гирилович Н.И., Мандрик-Литвинкович М.Н. и др. Функции бактерий Bacillus megaterium БИМ В-1269 в составе микробного препарата комплексного действия // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты. 2020. Т. 12. С. 281–290.
6. Гагарина И.Н. Влияние биологически активных веществ синтезируемых микроорганизмами рода Bacillus на рост и развитие гороха посевного // Рациональное использование сырья и создание новых продуктов биотехнологического назначения: мат-лы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием по актуальным проблемам в области биотехнологии. Орел: Орловский ГАУ, 2019. С. 61–68.
7. Платонов А.В., Рассохина И.И., Сухарева Л.В. и др. Продуктивность кормовых трав при использовании микробиологических препаратов в условиях Вологодской области // Кормопроизводство. 2021. № 1. С. 21–25. DOI:https://doi.org/10.25685/KRM.2021.1.2021.001.
8. Сизова Ю.В., Борисова Е.Е., Шуварин М.В. и др. Влияние биопрепарата «Биовет-1» на качество силосования бобово-злаковых смесей // Вестник КрасГАУ. 2016. № 9. С. 156–163.
9. Галкина О.В., Тарасов А.Л. Влияние биопрепаратов на урожайность и питательную ценность зеленой массы в смешанных посевах овса с горохом // Современные наукоемкие технологии: региональное приложение. 2017. № 2 (50). С. 122–125.
