CC BY
83
УДК 635.655+633.34+633.853.52]:581.43
А.Г. Васильчиков, кандидат биологических наук ГНУ Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур РАСХН
ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗОЛЯТОВ РИЗОБИЙ СОИ РАЗЛИЧНОГО ГЕОГРАФИЧЕСКОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ
В статье представлены результаты исследования по изучению влияния инокуляции штаммами различного географического происхождения на симбиотическлю активность и семенную продуктивность сои. При интродлкции бобовых культур и в частности сои в новые районы возделывания, как правило отсутствуют условия для эффективной симбиотической азотфиксации ввиду отсутствия в почвах клубеньковых бактерий соответствующего вида. Вследствие этого искусственная инокуляция является обязательным приемом возделывания. Показано, что эффективность азотфиксации, определяемая штаммом ризобий, используемых для инокуляции, может зависеть от их географического происхождения и приспособленности к определенным почвенноклиматическим условиям. Инокуляция штаммами, не приспособленными к конкретным климатическим условиям, приводит к формированию менее ффективного симбиоза, что выражается в снижении количества и массы клубеньков, формируемых на корнях сои и к меньшей активности нитрогеназного комплекса, что вызывает снижение уровня продуктивности сои.
Ключевые слова: соя, интродукция, инокуляция, штаммы клубеньковых бактерий, ффективность, конкурентоспособность, географическое происхождение,
нитрогеназная активность, клубеньки, продуктивность.
В мировом земледелии среди зернобобовых культур сое отводится особое место. В зерне сои содержится до 45-55% белка, 18-20% углеводов, до 25% масла.
В связи с высокими пищевыми и кормовыми достоинствами посевные площади сои непрерывно расширяются. Мировая площадь посевов в настоящее время колеблется около 100 млн. гектар. В России планируется довести площадь посевов до 2.7 млн. гектар. Создание сортов сои северного экотипа с продолжительностью вегетационного периода около 100 суток позволило интродуцировать сою в новые регионы возделывания, в том числе в Центральный округ (Белгород, Курск, Орел), где планируется выращивать до 500 тысяч гектар сои [1].
Помимо пищевых достоинств ценность сои определяется тем, что при благоприятных условиях во$делывания она может покрывать до 70% своих потребностей в а$оте $а счет усвоения его и$ атмосферы, благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями [2]. Основным приемом повышения эффективности а$отфиксации является инокуляция семян активными штаммами ри$обий. При интродукции в новые районы во$делывания, в почвах которых отсутствуют спонтанные популяции ри$обий, этот прием становится обя$ательным. Однако очень часто бобовые растения плохо
The article presents results of research on studying of influence of inoculation by Rhizobium of various geographical origins on symbiotic activity and seed production of soybean. At introduction of bean crops and in particular of soy into new areas of cultivation, as a rule, there are no conditions for effective symbiotic nitrogen fixation because of absence of nodule bacteria of the conforming species in soils. Therefore the artificial inoculation is an obligatory method of cultivation. It was shown that the efficiency of nitrogen fixation, defined by strain of Rhizobium, used for inoculation, can depend on their geographical origin and adaptableness to the certain soil-environmental conditions. Inoculation with strains which have been not adapted for particular climatic conditions leads to formation of less effective symbiosis that is expressed in decrease of amount and weight of nodules formed on roots of soy and to smaller activity of nitrogenase complex that cause decrease of productivity of soybean.
Key words: soybean, inoculation, Rhizobium strains, efficiency, competitiveness, geographical origin, nitrogenous activity, nodules, productivity.
отзываются на нитрагинизацию на фоне хорошей естественной инокуляции в стародавних зонах возделывания в связи с широким распространением там соответствующих клубеньковых бактерий [3]. Многолетние совместные исследования ВНИИСХМ и ВНИИ сои показали, что в большинстве опытов нитрагин не повышал урожая сои на почвах Амурской области в свя$и с тем, что местная популяция клубеньковых бактерий сои обладает достаточно высокой а$отфиксирующей активностью и
конкурентной способностью [4].
Всё это указывает на необходимость поиска и получения более эффективных штаммов ризобий. При этом долгое время существует два подхода к рассмотрению эффективности выделенных штаммов. Одна точка зрения базируется на утверждении, что штаммы клубеньковых бактерий более эффективны в тех почвенно-климатических условиях, из которых они выделены.
Другой подход основан на том, что главным критерием эффективности штамма является его высокая а$отфиксирующая активность и
конкурентоспособность, а не географическое происхождение.
В связи с вышеизложенным нами в условиях полевого опыта была проведена оценка и$олятов ри$обий сои, как собственной селекции, так и ряда
изолятов, выделенных из почв Крымского полуострова и показавших высокую эффективность инокуляции сои, выращиваемой в Крыму.
Материал и методика исследований
Опыты проводили на темно-серой лесной среднеокультуренной почве, pH- 5,2, содержание гумуса 4.9%, Р205 -9.8-15.0, К20 -8.6-12.6 мг/100 г почвы. Повторность опытов четырехкратная. Площадь опытных делянок - 10м2. Посев - широкорядный, ширина междурядий - 45см. Норма высева - 600 тысяч всхожих семян на 1 га. Посев - сеялкой СКС-6-10. Инокуляция семян - в день посева. Формирование симбиотического аппарата оценивали по активности фермента нитрогена$ы методом редукции ацетилена и по количеству и массе клубеньков на корнях растений. Также определяли показатели фотосинтетической деятельности растений. Урожай семян учитывали
поделяночно путем сплошного обмолота комбайном "Сампо-130". В опыте оценивали эффективность четырёх изолятов(16, 28, 29, 30), выделенных из темносерой почвы Орловской области и четырёх изолятов (Х9, Д2, 7/Т, 30/2), выделенных из почв полуострова Крым Толкачевым Н.З.
Результаты и их обсуждение
Определение размеров и активности симбиотического аппарата пока$ывает, что в почве опытного участка происходит формирование спонтанной популяции ри$обий, о чем свидетельствует увеличение количества клубеньков, формируемых на контроле бе$ инокуляции (табл.). Оценивая влияние на формирование клубеньков, условно говоря, группы «орловских» и «крымских» и$олятов, необходимо отметить, что и$оляты, выделенные из почв Крыма, уступали, как по количеству сформированных клубеньков, так и по активности нитрогеназы. Наибольшее количество клубеньков в среднем $а 3 года было сформировано на варианте, инокулированном коммерческим и$олятом 634б, служившим в качестве контроля, -26.2 клубенька на растение. Для орловских изолятов этот показатель составлял 25.7, для крымских -16.0 штук/растение. Определение активности нитрогеназы пока$ало, что наиболее высокие пока$атели были у группы орловских и$олятов - 124.2 микрограмма а$ота/ растение/час, несколько уступал им штамм 634 и наименьшее - у крымских и$олятов.
По влиянию на формирование урожая семян все инокулированные варианты оказали положительное действие в сравнении с контролем бе$ инокуляции. Средние прибавки за 3 года от инокуляции штаммом 634б и группой орловских изолятов были практически одинаковыми: 1.8-1.9 центнера на гектар или 10.511.0%. Прибавка от инокуляции группой крымских и$олятов была $начительно ниже: 0,2-0,9 ц/га.
Таблица - Влияние инокуляции на формирование симбиотического аппарата и урожай (ср. за 3 года)
Варианты Количество клубеньков, шт/раст. Активность нитрогеназы, мкгК/раст/час Урожай семян ц/га
Контроль 5,6 45,6 17.2
Штамм 634 26,2 90,0 19,0
Изолят 16 20,1 101,5 19,2
28 27,7 133,2 18,7
29 26,1 132,9 19,1
30 28,9 129,1 19,2
Среднее: 16-30 25,7 124,2 19,1
Х9 16,4 78,0 17,4
Д2 17,8 72,1 17,4
7/Т 12,1 59,5 18,1
30/2 17,7 77,2 17,8
Сред.: Х9-30/2 16,0 71,7 17,7
Рассматривая низкую эффективность выделенных нами и$олятов в сравнении с прои$водственным штаммом, необходимо учитывать, что в тех случаях, когда бобовые культуры интродуцируются в новые районы во$делывания, в почве как правило, отсутствуют клубеньковые бактерии
соответствующего вида. Искусственная инокуляция в таких случаях приводит к существенному увеличению урожая [5].Однако после нескольких лет возделывания бобовой культуры, независимо от того проводилась инокуляция или нет, в почве формируются многочисленные популяции клубеньковых бактерий. При этом ри$обии могут попадать в почву с семенами, по воздуху или в составе штаммов-инокулянтов. После формирования такой популяции искусственная инокуляция обеспечивает лишь небольшое увеличение количества клубеньков, и прибавка урожая наблюдается далеко не всегда [6]. Соответственно, в почвах Орловской области формирование ри$обиальных популяций в местах во$делывания сои происходило в первую очередь $а счет применения коммерческих инокулянтов. А так как основная часть применяемого нитрагина изготавливается на основе штамма 634б, то соответственно, он и являлся основой формирующихся почвенных популяций. Выделенные нами из местных почв и$оляты ри$обий скорее всего бли$ки по своим характеристикам к этому штамму, чем и
можно объяснить их невысокую эффективность при сравнении с инокулированным контролем. Не исключено, что низкая эффективность крымских штаммов обусловлена их географическим происхождением. Довольно часто адаптированные к условиям обитания местные штаммы ока$ываются эффективнее штаммов, выделенных и$ других почвенно-климатических зон. Так, ризобии гороха и фасоли, выделенные и$ ра$личных типов почв, проявляют приспособительную реакцию: бактерии из северных почв развиваются при низкой температуре лучше, чем бактерии из почв южной зоны [7,8]. При инокуляции люпина, выращиваемого в северных районах, более эффективными были штаммы, выделенные и$ северных почв. Такой же эффект был продемонстрирован для эспарцета кормового, выращиваемого при ни$ких температурах, где штаммы, выделенные и$ арктических почв имели более высокую эффективность а$отфиксации, чем штаммы, выделенные из умеренных регионов [9].
Таким обра$ом, помимо таких характеристик исходных популяций клубеньковых бактерий как а$отфиксирующая активность и конкурентная способность, на эффективность применяемых штаммов может ока$ывать влияние и экологогеографическое происхождение выделенных и$олятов.
Литература
1. Медведев, А.М. Доклад председателя совета селекционеров в области растениеводства /
A.М. Медведев // Информационный бюллетень №910. - 2006. - С. 24-36.
2. Синеговская, В.Т. А-т дис. доктора с.-х. наук. /
B.Т. Синеговская - Москва, 2002. - 43 с.
3. Черемисов, Б.М. Принципы, методы и первые ре$ультаты отбора местных штаммов клубеньковых бактерий гороха / Б.М. Черемисов, Н.М. Мер$лякова, Е.В. Цыбулько // Бюллетень ВНИИ с/х микробиологии - № 34. - 1981. - С. 10-13.
4. Новикова, А.Т. О симбиозе сои с клубеньковыми бактериями / А.Т. Новикова // Бюллетень ВНИИ с/х микробиологии - № 34. - 1981. - С. 18-22.
5. Новикова, А.Т. Распространение клубеньковых бактерий сои в ра$личных почвах страны и эффективность нитрагини$ации сои / А.Т. Новикова,
B.А. Тильба, С.А. Бегун, З.А. Лупашку, О.В. Енкина,
К.Х. Вардания // НТБ. Соя и нитрагин. -
Новосибирск,1976. - Вып. 1. - С. 3-18.
6. Мишустин, Е.Н. Отношение экологических рас клубеньковых бактерий к температуре среды. / Е.Н. Мишустин и [др.] // В сб.: Микробиологические основы повышения плодородия почв. - Л.,1970. -
C. 21-26.
7. Скакун, Т.О. Эколого-географическая
изменчивость Rhizobium phaseoli Dangeard: Гвтореф. канд. дис. / Т.О. Скакун - М.,1977. - 24 с.
8. H. El-Mayas, 1996. Selection of an effective strains of Rhizobium lupine on Lupinus nootkatensis Donn., used in reclamation of low temperature areas in Iceland Proceedings of the 8thInternational Lupin Conference. Asilomar, California, 11-16 May 1996, 16-21.
9. Bordeleau L.M. @ Prevost D. 1994. Nodulation and nitrogen fixation in extreme environments. Plant and Soil 161, 115-125.
Вестник ОрелГ Ay
август
№4(37)
2012
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение выгсшего профессионального образования «Орловский государственным аграрныш Университет»_______________________________________________________
Редакционный совет:
Парахин Н.В. (председатель) Амелии А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурии А.Г.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Плыгун С.А. (ответств. секретарь) Золотухина О.А. (редактор)
Адрес редакции:
302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.
Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: nichоgau@yandex.m Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Свидетельство о регистрации ПИ 8ФС77-21514 от 11.07.2005 г.
Специалист регионального методического центра по УДК: Служеникина А.М. Технический редактор: Мосина А.И.
Сдано в набор 15.07.2012 г. Подписано в печать 30.08.2012 г. Формат 60х84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Объём 16 усл. печ. л.
Тираж 300 эк$. И$дательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР №021325 от 23.02.1999 г.
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций
Содержание номера
Общее земледелие
Соколов М.С., Соколов Д.М. К оценке биобезопасности экологических ресурсов и
производства трансгенных растений..................................................... 2
Степанова Л.П., Тихойкина И.М., Шамараева В.С., Рыбин П.И., Степанова Е.И. Влияние нетрадиционных удобрительных форм на биогенность и биологическую активность
почвы................................................................................. 7
Лысенко Н.Н., Макеева Т.Ф., Прудникова Е.Г., Хилкова Н.Л. Влияние удобрений и фунгицидов на фитосанитарное, фи$иологическое состояние и продуктивность $ерновых
культур............................................................................... 14
Мельник А.Ф. Повышение эффективности адаптивных технологий выращивания озимой
пшеницы............................................................................... 21
Абакумов Н.И., Бобкова Ю.А. Влияние основной обработки и гербицида «Тризлак» на фитосанитарное состояние посевов, урожайность и качество $ерна о$имой
пшеницы............................................................................... 26
Черный E.C., Степанова Л.П., Цыганок Е.Н., Коренькова Е.А., Степанова Е.И. Экологоагрономическая оценка влияния жидких органических удобрений и отходов производства на
плодородие серых лесных почв.......................................................... 30
Кемов К.Н., Стифеев А.И. Состояние почвенного покрова в зоне влияния хвостохранилища Михайловского ГОКа и использование мелиорантов для повышения продуктивности овса и
люцерны............................................................................... 36
Кирсанова Е.В., Борзенкова Г.А., Тиняков Л.А., Мусалатова Н.Н., Суханов С.С. Эффективность $ащитностимулирующих компо$иций для обработки семян $ерновых,
зернобобовых и крупяных культур в условиях Орловской области.......................... 39
Лопачёв Н.А., Стебаков В. А., Наумкин В.Н. Гречиха в биологизированном севообороте
Орловщины............................................................................. 46
Пожарский С.М., Лысенко Н.Н. Насекомые-фитофаги, болезни кормовых бобов и
мероприятия по их контролю в Орловской области........................................ 50
Титова Е.М., Внукова М.А. Влияние биопрепаратов на продуктивность
ячменя................................................................................ 58
Васильчиков А.Г. Изучение эффективности изолятов ризобий сои различного
географического происхождения......................................................... 61
Басов Ю.В., Козявина К.Н. И$учение фитотоксичности ионов свинца на модельных
системах.............................................................................. 64
Павловская Н.Е., Костромич$ва Е.В, Кул$шова Е., Горькова И.В., Гагарина И.Н.
Ячмень - источник антибиотиков........................................................ 70
Гурин А.Г., Сыч$ва И.И. Оптими$ация минерального питания при доращивании саженцев
садово-декоративных культур........................................................... 73
Животноводство
Балакир$в Н.А., Нигматуллин Р.М., Тина$ва Е.А. Интерьерные особенности кроликов
основных пород, разводимых в Российской Федерации..................................... 76
Масалов В.Н., Д$дкова А.И., С$рг$$ва Н.Н. Современное состояние свиноводства в
Орловской области..................................................................... 80
Учасов Д.С., Ярован Н.И., Сеин О.Б. Влияние пробиотика «Проваген» и его комбинаций с хотынецкими природными цеолитами и фумаровой кислотой на морфо-биохимический состав
крови и продуктивность свиноматок..................................................... 84
Климова С.П., Ш$ндаков А.И., Ш$ндакова Т.А. Влияние степеней инбридинга на
молочную продуктивность чёрно-пёстрого голштинизированного скота...................... 86
Самусенко Л.Д., Химичева С.Н. Продуктивность и состав молока коров, основных пород в
Орловской области..................................................................... 90
Сидоренко О.В. Зернофуражное производство как фактор развития животноводческой
отрасли............................................................................... 92
Кис$л$в Л.Ю., Л$в$н$ц И.А., Пли$ва Т.Х. Определение оптимальной до$ы препарата
«Костомикс Форте» при выращивании цыплят.............................................. 99
Дедков В.Н., Гнеушева И.А., Павловская Н.Е. Биоконверсия соломы злаковых культур
грибами рода trichoderma в кормовые продукты для животноводства....................... 102
Габа$в М.С., Гук$ж$в В.М. Эффективность исполь$ования естественных горных пастбищ
карачаевскими овцами.................................................................. 105
Канич$ва И.В. Микробиоцено$ содержимого толстого отдела кишечника ягнят раннего
возраста.............................................................................. 107
Собол$в А.И., Гуньчак Е.В. Эффективность исполь$ования селена в составе комбикормов
для гусят, выращиваемых на мясо....................................................... 110
Экономика АПК
Полянин А.В. Трудовой и экономический потенциалы субъектов ЦФО РФ и расчет
конкурентных преимуществ.............................................................. 113
Звягинцева Ю.А., Титаренко В.В. Механизм и особенности воспроизводства основных фондов на сельскохозяйственных предприятиях.......................................... 121
© ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, 2012
