CC BY
10УДК 631.811.1:633.37 (470.21)
БИОЛОГИЧЕСКИЙ АЗОТ В ПОСЕВАХ КОЗЛЯТНИКА ВОСТОЧНОГО НА СЕВЕРНОМ ПРЕДЕЛЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ (НА ПРИМЕРЕ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ)
П.В. Ласкин, к.с.-х.н., Чувашская ГСХА, А.Х. Хаитбаев, к.с.-х.н., Комитет по сельскому хозяйству и продовольствию Мурманской области
Впервые в условиях Крайнего Севера показано значение симбиотической и ассоциативной азотфиксации в многолетних агрофитоценозах. При обработке семян козлятника восточного бактериальными препаратами объемы биологической фиксации азота воздуха достигают 88-118 кг/га. Ключевые слова: козлятник восточный, биологический азот, симбиотическая и ассоциативная азотфиксация, продуктивность.
Почвы Крайнего Севра характеризуются низким содержанием элементов минерального питания растений, высокой кислотностью и неудовлетворительными водно-физическими свойствами. В Заполярье также проявляется отрицательное воздействие холодного вегетационного периода на поступление питательных веществ из почвенного раствора в корневую систему растений и на северном пределе земледелия минеральное питание растений улучшают главным образом за счет внесения повышенных доз минеральных удобрений, в первую очередь азотных [7].
Поиск путей, альтернативных современной системе земледелия за полярным кругом, является весьма актуальным. Альтернативой применения минеральных азотных удобрений могут стать бактериальные препараты, способствующие усилению биологической фиксации азота воздуха [1,5,6,8]. Следует отметить, что на Кольском полуострове клубеньковые бактерии в почвах сельскохозяйственного назначения отсутствуют, а эффективность ассоциативной азотфиксации очень слаба [3,4,7].
Интродукцию козлятника восточного в земледелие Мурманской области мы рассматривали как эффективный прием биологизации и экологизации производства кормов из многолетних трав в условиях Крайнего Севера.
Целью наших исследований явилось изучение эффективности применения биологических препаратов, содержащих активные штаммы азотфиксирующих бактерий при интродукции козлятника восточного в земледелие Мурманской области.
Методика. Полевые опыты по изучению влияния биологических препаратов на продуктивность козлятника восточного (Galega orientalis Lam.) проводили в 2001-2003 гг. на окультуренных подзолистых иллювиально-железистых почвах Кольского района Мурманской области. Содержание гумуса 3,5%, подвижного фосфора и обменного калия, соответственно, 30,0 и 15,0 мг/100 г почвы, рНводн. - 5,9.
Семена козлятника восточного перед посевом были иноку-лированы согласно схеме опыта или ризоторфином, содержащим активные штаммы Rhizobium galegae, и/или ризоагрином с Agrobacterium radiobacter. Торфяные препараты азотфикси-рующих бактерий приготовлены во ВНИИСХМ. Норма посева семян козлятника восточного составила 8 кг/га. Во все варианты вносили суперфосфат двойной по 60 кг д.в./га и калийную соль по 90 кг калия. Повторность опытов - 4-х кратная, размещение вариантов - систематическое. Площадь опытной делянки - 10 м2. Основные учеты и наблюдения проводили по общепринятым методикам. Количество азота воздуха, фиксированного микроорганизмами, определяли методом сравнения с неиноку-лированной культурой [2, 9, 10]. Сумму эффективных температур рассчитывали по среднедекадным температурам, превышающим +5°С - умножением разности температур на 10, а в III декадах мая, июля и августа на 11 [11].
Тепловой режим вегетационного периода 2002 г. был неблагоприятным для роста и развития многолетних трав -сумма эффективных температур составила 605,8°С. Вегетационные периоды 2001 и 2003 гг. характеризовались более
благоприятными температурными условиями (среднемного-летние показатели, соответственно, 679,8 и 672,3). Средне-многолетняя сумма осадков за 5 месяцев (май-июнь) составляет 224 мм (метеостанция Мурманск), что в условиях невысоких температур вегетационного периода на Кольском полуострове достаточно для нормального роста и развития многолетних трав. В годы проведения исследований обеспеченность влагой соответствовала потребности козлятника восточного. Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа.
Результаты и их обсуждение. Козлятник восточный в условиях Мурманской области обеспечивал довольно высокую урожайность - в среднем за три года до 11,3 т сухой массы с 1 га (табл.1).
1.Урожайность козлятника восточного, т/га сухой массы, по _вариантам опыта и годам исследований_
Вариант 2001 2002 2003 Средняя за три года
1.Без обработки 4,4 8,4 10,0 7,6
2.Ризоторфин 5,2 10,0 16,9 10,7
3.Ризоагрин 4,9 9,6 14,8 9,8
4.Ризоторфин 6,0 10,7 17,3 11,3
+ризоагрин
НСР05 0,5 1,1 1,2
Во все годы исследований бактериальные препараты на основе азотфиксирующих бактерий (симбиотических и ассоциативных) обеспечивали достоверную (на 5% уровне значимости) прибавку урожайности.
Максимальная продуктивность козлятника восточного получена при обработке посевного материала смесью бактериальных препаратов. Причем, во все годы исследований на 5%-ном уровне значимости доказано превосходство совместного применения бактериальных препаратов над чистой культурой A. radiobacter (ризоагрин), а обработка Rh. galegae (ризотор-фин) по урожайности статистически достоверно уступала этому варианту только в 2001 г. Более высокая эффективность симбиотической фиксации азота по сравнению с ассоциативной статистически доказана в 2003 г.
В условиях Мурманской области беспокровные посевы козлятника восточного в первый год жизни обеспечивали только 1 укос. В 2003 г. (3-й год жизни) эта культура по продуктивности значительно превосходила все показатели 2002 г. Бактериальные препараты на основе ассоциативных (Agro-bacterium radiobacter) и симбиотических (Rhizobium galegae) бактерий обеспечивали достоверные прибавки урожая козлятника восточного. Так, в варианте без обработки бактериальными препаратами урожайность сухой массы в 2003 г. составила 10,0 т/га, в опытных вариантах - 14,8-17,3 т/га.
В среднем за три года без биологической фиксации азота воздуха было получено всего 7,6 т/га сухой массы козлятника восточного, а при активизации симбиотической и ассоциативной азотфиксациии, соответственно, по 10,7 и 9,8 т/га.
Более эффективная биологическая фиксация азота происходила при совместном применении биопрепаратов. В наиболее благоприятный по климатическим условиям (более теплый) 2003 г. активность диазотрофов резко повысилась - объемы биологической фиксации азота воздуха превысили средние показатели почти в два раза.
В одновидовых посевах козлятника восточного биологическая фиксация азота воздуха в среднем за три года достигала
уровня 118 кг/га. Объемы биологически фиксированного азота воздуха в 2003 г. (с благоприятным по тепловому режиму вегетационным периодом) резко возросли и достигали уровня 176-215 кг/га (табл.2).
2. Потребление общего и симбиотически фиксированного азота
надземной массой козлятника восточного, кг/га, _по годам исследований_
№ 2001г. 2002г. 2003г. Среднее за
вар. 3 года
Н,бщ. Nchm6. Н,бщ. N симб. Н,бщ. N симб. Н,бщ. N симб.
1 123 - 218 - 259 - 200 -
2 157 34 294 73 467 208 306 105
3 154 31 278 57 435 176 289 88
4 184 61 298 77 474 215 319 118
Таким образом, в одновидовых посевах козлятника восточного (в среднем за три года) биологическая фиксация азота воздуха достигает уровня 88-118 кг/га. Для обеспечения фиксации такого количества азота за счет внесения минеральных удобрений с учетом коэффициента использования растениями азота удобрений потребовалось бы внесение 500600 кг аммиачной селитры на 1 га.
Выводы В условиях Мурманской области полевыми опытами, проведенными в 2001-2003 гг., показана возможность успешного расширения ассортимента возделываемых на Крайнем Севере кормовых культур за счет козлятника восточного (Galega orientalis Lam.). Внедрение козлятника восточного в кормопроизводство Крайнего Севера позволит не только повысить продуктивность кормовых угодий и качество кормов, но и существенно уменьшить объемы внесения минеральных азотных удобрений. Это, в свою очередь, резко
снизит экологическую напряженность в агроэкосистеме за счет сокращения объемов поступления нитратов и нитритов в окружающую среду и повысит экономическую эффективность сельскохозяйственного производства.
Литература
1. Васюк, Л.Ф., Смирнова, Т.В., Кожемяков, А.П. Эффективность совместного применения препаратов клубеньковых бактерий и ассоциативных азотфиксирующих бактерий на бобовых культурах // Бюлл. ВИУА, Вып. 110, 1997. - С. 6-7.
2. Воробейков, Г.А. Микроорганизмы, урожай и биологизация земледелия.- СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 1998. - 120 с.
3. Евдокимова, Г.А., Мозгова, Н.П. Микроорганизмы тундровых и лесных подзолов Кольского Севера. - Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2001.- 184 с.
4. Егоров, В.И. Биологический азот в экосистемах Кольского Севера. - Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1994.-188 с.
5. Кожемяков А.П., Хотянович, А.В. Перспективы применения биопрепаратов ассоциативных азотфиксирующих микроорганизмов в сельском хозяйстве// Бюл. ВИУА, 1997.- С. 4-5.
6. Кожемяков, А.П., Тихонович, И. А. Использование инокулянтов бобовых и биопрепаратов комплексного действия в сельском хозяйстве / Доклады РАСХН. - №6, 1998.- С. 7-10.
7. Ласкин, П.В. Пути совершенствования использования биоресурсов Мурманской области в растениеводстве.- Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2006. - 92 с.
8. Манаков, К.Н., Тертица, Н.В. Биологический круговорот в агрофи-тоценозах Мурманской области. Л.: Наука, 1978. - 142 с.
9. Оценка эффективности микробных препаратов в земледелии / под общ. ред. А.А. Завалина. - М.: РАСХН, 2000. - 82 с.
10. Посыпанов, Г.С. Методы изучения биологической фиксации азота воздуха. - М.: Агропромиздат, 1991. - 300 с.
11. Уланова, Е.С. Методы агрометеорологических прогнозов.- Л.: Гидрометеоиздат, 1959. - 280 с.
BIOLOGICAL NITROGEN IN PLANTS OF GALEGA ORIENTALIS AT THE NORTHERN LIMITS OF AGRICULTURE
(IN MURMANSK OBLAST) P.V. Laskin, A.Kh. Khaitbaev* Chuvash State Agricultural Academy, ul K. Marksa 29, Cheboksary, 428003 Russia *Committee on Agriculture and Food of Murmansk oblast
For the first time, the significance of symbiotic and associative N-fixing bacteria for the perennial agrophytocenoses of the Arctic was shown. The inoculation of Galega orientalis seeds with N-fixing bacteria increased the accumulation of nitrogen to 88-118 kg/ha. Key words: Galega orientalis, biological nitrogen, symbiotic and associative nitrogen fixation, productivity.
