CC BY
18
УДК 633.491 В.С. Курсакова, Ю.А. Золотухина
V.S. Kursakova, Yu.S. Zolotukhina
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРЕПАРАТОВ КОРНЕВЫХ ДИАЗОТРОФОВ И МИКОРИЗЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
STUDYING THE EFFECT OF ROOT DIAZOTROPH PREPARATIONS AND MYCORRHIZA ON POTATO YIELD AND QUALITY IN THE STEPPE ZONE OF THE ALTAI REGION
Ключевые слова: корневые диазотрофы, бактериальные препараты, картофель, инокуляция, азотфиксация, мобилин, микориза.
В 2017-2018 гг. изучали влияние препаратов ризо-сферных азотфиксирующих бактерий - Ризоагрин, Мобилин и 2П-5, а в 2018 г. - и грибного препарата «Микориза» в чистом виде и в бинарных сочетаниях с препаратами азотфиксирующих бактерий на урожайность сортов картофеля Гала и Розара германской селекции. Исследования проведены на черноземе выщелоченном. Инокуляция семян картофеля биопрепаратами корневых диазотрофов и микоризы способствовала увеличению урожайности сортов в оба года исследований на 15,33-108,4%. Максимальная прибавка получена от инокуляции Мобилином. На фоне Микоризы эффективность инокуляции повышалась по сравнению с чистым и монопрепаратами ассоциативных бактерий. Максимальная урожайность 35,49 т/га получена у сорта Гала на бинарной смеси препарата 2П-5 и Микоризы, а у сорта Розара -34,78 т/га на смеси Микоризы с Мобилином. Инокуляция способствовала также улучшению качества клубней картофеля. У обоих сортов содержание сухого вещества, крахмала и витамина С увеличивалось по сравнению с контролем.
Keywords: root diazotroph, bacterial preparations, potato, inoculation, nitrogen fixation, Mobilin, mycorrhiza.
In 2017 and 2018 we studied the effect of the preparations of rhizosphere nitrogen-fixing bacteria - Rizoagrin, Mobilin and 2P-5; and in 2018, also the effect of the fungal preparation Mycorrhiza in pure form and in binary combinations with the preparations of nitrogen-fixing bacteria on the yield of potato varieties Gala and Rosara of German selection. The studies were conducted on leached chernozem. The inoculation of potato seeds with root diazo-trophs and mycorrhizal bio-preparations increased the yield of the varieties on both years of research by 15.33108.4%. The maximum increase was obtained by the inoculation with Mobilin. Against the background of Mycor-rhiza, the efficiency of inoculation increased as compared to pure mono-preparations of associative bacteria. The maximum yield of 35.49 t ha was obtained from the Gala variety with the use of a binary mixture of 2P-5 and Mycorrhiza, and from the Rosara variety (34.78 t ha) with the mixture of Mycorrhiza with Mobilin. Inoculation also improved the quality of potato tubers. In both varieties, the content of dry matter, starch and vitamin C increased as compared to that of the control.
Курсакова Валентина Сергеевна, д.с.-х.н., проф. каф. ботаники, физиологии растений и кормопроизводства, Алтайский государственный аграрный университет. Тел.: (3852) 20-30-92. E-mail: [email protected].
Золотухина Юлия Алексеевна, магистрант, Алтайский государственный аграрный университет. Тел.: (3852) 20-30-92. E-mail: [email protected].
Kursakova Valentina Sergeyevna, Dr. Agr. Sci., Prof., Chair of Botany, Plant Physiology and Forage Production, Altai State Agricultural University. Ph.: (3852) 20-30-92. E-mail: [email protected].
Zolotukhina Yuliya Alekseyevna, master's degree student, Altai State Agricultural University. Ph.: (3852) 20-30-92. E-mail: [email protected].
В современных условиях ведения сельского хозяйства произошло некоторое снижение техногенной нагрузки и интенсивность воздействия на агробиоценозы, вследствие резкого сокращения внесения органических и минеральных удобрений. Однако долгий период химизации земледе-
лия способствовал существенному снижению почвенного плодородия, широкому распространению вредителей и возбудителей болезней сельскохозяйственных растений. Поэтому возникла необходимость восстановления природных экосистем, сохранения их биологического разнообра-
зия, а также защиты агроэкосистем от деградации.
В связи с вышеизложенным актуальным является внедрение биологических систем земледелия с использованием новейших биотехнологий, основанных преимущественно на использовании микробных препаратов, способных содействовать получению высококачественной экологически безопасной продукции растениеводства, а также защиты растений от болезней, улучшению их питания и повышению урожайности. Микроорганизмы в составе препаратов оказывают комплексное положительное действие на растения, включающее фиксацию атмосферного азота, подавление развития фитопатогенных микроорганизмов, стимуляцию роста и развития, улучшение их минерального питания и влагообмена, повышение устойчивости к стрессам [1, 2].
Биопрепараты повышают биологическую активность почвы, улучшают ее агротехнические и экологические свойства, ускоряют накопление гумуса, разложение накопленных ранее пестицидов, тяжелых металлов и других ядохимикатов [3].
Механизм защитного действия биопрепаратов комплексного действия на растения обусловлен рядом факторов: синтезом и выделением антибиотиков для подавления фитопатогенов, стимуляцией развития взаимополезных микроорганизмов, выделением веществ-иммунизаторов растений и стимуляцией их роста и развития фитогор-монами, что повышает иммунитет и болезнеустойчивость последних. Высокая экологичность биопрепаратов, малая энергоемкость производства делают их конкурентоспособными по сравнению с дорогостоящими токсическими средствами химизации в сельском хозяйстве. Это особенно важно при выращивании продуктов детского и диетического питания [4].
Многолетние испытания микробных препаратов показывают их высокую эффективность на различных культурах в различных почвенно-климатических зонах. Урожайность сельскохозяйственных растений на инокулированном препаратами фоне сравнима или зачастую даже превосходит урожайность на полном минеральном
удобрении NPK с дозой действующих веществ 60 кг/га. Урожайность при этом повышается в среднем на 20-40% [3].
В последние годы, в связи с ростом цен на энергоносители, хозяйствам стало экономически невыгодно внесение органических удобрений. Использование минеральных удобрений в полном объеме сохранилось в основном только под картофель. Это отрицательно сказывается на качестве картофеля и экологии агросистем. В то же время картофель является одной из основных культур, которую можно возделывать по биологи-зированным технологиям. Ему отводят важнейшую роль в решении глобальных проблем земледелия, а именно, в повышении почвенного плодородия, увеличении производства кормов, крахмала и другой продукции [5, 6].
Применение бактериальных удобрений позволяет не только повысить урожайность большинства культур, но и резко снизить нормы внесения минеральных удобрений. Поэтому продукция, выращенная с использованием биопрепаратов, обогащена витаминами, микроэлементами, содержит больше белка, нитратов 2-2,5 раза меньше, чем на удобренных фонах, экологически чистая [6].
Цель исследований - изучить влияние препаратов корневых диазотрофов и грибного препарата «Микориза» на урожайность и качество сортов картофеля в степной зоне Алтайского края.
Методы исследования
Изучение влияния биопрепаратов на урожайность картофеля проведено в 2017-2018 гг. на опытном поле Алтайского ГАУ. Вегетационные периоды различались по погодным условиям. 2017 г. отличался высокой увлажненностью и теплообеспеченностью, а 2018 г. - недостаточным увлажнением при высоких летних температурах. Исследования проводили на черноземе выщелоченном среднегумусном в мелкоделяноч-ном опыте на площади 200 м2 в трех повторно-стях. В оба года изучали влияние на урожайность раннеспелых сортов картофеля Гала и Розара германской селекции препаратов ризосферных азотфиксирующих бактерий - Ризоагрин, Моби-
лин и 2П-5, а в 2018 г. - и грибного препарата «Микориза» в чистом виде и в бинарных сочетаниях с препаратами азотфиксирующих бактерий.
Семена инокулировали препаратами перед посадкой из расчета 2500 г на гектарную норму семян. Картофель высевали по схеме 70х30 см на глубину 10 см. Препарат «Ризоагрин» содержит чистую культуру бактерий Agrobacteriumradiobac-ter, штамм 204; препарат 2П-5 - Pseudomonassp.; Мобилин - Klebsiellamobilis; Микориза - гриб рода Glomus, штамм 8. Все препараты получены нами из ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, г. Пушкин. Данные по урожайности обрабатывали методом однофакторного дисперсионного анализа [7]. Химический состав клубней картофеля определяли по следующим методикам: содержание сухого вещества (ГОСТ 27548-97), крахмала (ГОСТ 7194-81), определение аскорбиновой кислоты (витамина С) - по методу И.К. Мурри титрованием с реактивом Тильманса - 2,6-дихлор-фенолиндофенолят натрия (ГОСТ 24556-89) [8].
Результаты исследований
Учёт урожая проводили со всей площади делянки в трёхкратной повторности в конце августа. Данные по урожайности и качеству клубней картофеля представлены в таблицах 1, 2.
Таблица 1
Урожайность и качество клубней картофеля (2017 г.)
Вариант Средняя урожайность, т/га Прибавка к контролю Сухое вещество, % Крахмал, % Витамин С, мг,%
т/га %
Гала
Контроль 31,13 - - 19,6 11,3 8,71
2П-5 49,38 18,25 58,62 20,8 11,5 10,89
Мобилин 64,95 33,82 108,64 21,0 12,1 10,90
Ризоагрин 45,78 14,65 47,06 21,5 12,4 13,07
НСР05 7,88
Розара
Контроль 32,43 - - 19,8 11,8 8,71
2П-5 39,57 7,14 22,02 20,1 12,7 12,74
Мобилин 47,66 15,23 46,97 21,7 11,6 10,89
Ризоагрин 37,40 4,97 15,33 19,8 12,2 13,07
НСР05 7,10
В 2017 г. урожайность обоих сортов картофеля была достаточно высокой и составила на контроле 31,13 и 32,43 т/га, что обусловлено хорошей влагообеспеченностью в период вегетации. Препараты азотфиксирующих бактерий способствовали увеличению урожайности клубней у обоих сортов на 4,97-33,82 т/га, или на 15,33-108,64%. Более высокие прибавки получены у сорта Гала, что свидетельствует о более эффективном симбиозе сорта с ассоциативными азотфиксаторами. Прибавки составили 14,64-33,82 т/га, или 47,06108,64%. Максимальную прибавку у обоих сортов обеспечил препарат «Мобилин» - 46,97-108,64%.
Содержание сухого вещества и крахмала в клубнях картофеля под действием препаратов изменялось незначительно, а изменение содержания витамина С было более существенным от всех препаратов, но оставалось не очень высоким и находилось в пределах нормы, за исключением контрольных вариантов. Однако при невысоком содержании аскорбиновой кислоты в картофеле при сравнительно большом потреблении его для питания на протяжении всего года он нередко является основным источником витамина С для жителей в условиях Алтайского края.
Таблица 2
Урожайность и качество клубней картофеля (2018 г.)
Вариант Средняя урожайность, т/га Прибавка к контролю Сухое вещество, % Крахмал, % Витамин С, мг,%
т/га %
"ала
Контроль 21,50 - - 21,4 12,2 17,8
2П-5 34,18 12,68 59,0 22,1 14,4 20,7
Мобилин 35,25 13,75 64,0 22,6 14,2 25,3
Ризоагрин 32,43 10,93 50,8 23,8 16,1 25,1
Микориза 30,08 8,58 39,9 21,6 15,4 26,1
Микориза + 2П-5 35,49 13,99 65,1 22,3 13,0 24,6
Микориза + Мобилин 34,20 12,70 59,1 22,1 15,2 22,4
Микориза + Ризоагрин 33,02 11,52 53,6 23,8 13,7 26,4
НС Р05 2.7
Розара
Контроль 20,21 - - 20,5 14,1 18,2
2П-5 31,02 10,81 53,5 21,3 14,5 19,4
Мобилин 32,43 12,22 60,5 23,4 15,6 21,4
Ризоагрин 28,20 7,99 39,5 21,7 15,5 19,9
Микориза 29,61 9,40 46,5 22,2 15,0 23,0
Микориза + 2П-5 32.00 11,79 58,3 22,9 15,9 24,2
Микориза + Мобилин 34,78 14,57 72,1 24,1 16,2 23,1
Микориза + Ризоагрин 32,90 12,69 62,8 21,6 15,6 24,4
НС Р05 3,4
В 2018 г. в условиях засушливого вегетационного периода урожайность картофеля была существенно ниже по сравнению с предыдущим годом (табл. 2). На контрольных вариантах она составила 20,21-21,50 т/га. Применение микробных препаратов обеспечило более высокую урожайность обоих сортов, что связано не только с улучшением минерального питания, но и с увеличением устойчивости картофеля к недостатку влаги под влиянием препаратов. Инокуляция препаратами в чистом виде обеспечила достоверные прибавки урожая сортов Гала и Розара на 39,9-64,0 и 39,560,5% соответственно. Максимальные прибавки у обоих сортов получены от инокуляции Мобили-
ном, как и в прошлом году, и составили 64,060,5%.
Микориза в чистом виде увеличивала урожай клубней в меньшей степени - на 39,9-46,5%. Однако в бинарных сочетаниях с препаратами азот-фиксирующих бактерий эффективность инокуляции была более высокой - 53,6-72,1%. Максимальные прибавки получены на смеси Микоризы с Мобилином у сорта Розара - 72,1% и на смеси Микоризы с препаратом 2П-5 у сорта Гала -65,1%.
Качественные показатели клубней картофеля обоих сортов с применением микробных препаратов также были выше контрольного варианта.
Наблюдалось закономерное увеличение содержания сухого вещества, крахмала и витамина С как от инокуляции чистыми препаратами, так и на бинарных смесях. Максимальное увеличение химических показателей качества наблюдалось на бинарных смесях препаратов с Микоризой.
Таким образом, инокуляция семян картофеля биопрепаратами способствовала увеличению урожайности сортов Гала и Розара на 15,33108,4% в зависимости от сорта и условий вегетационного периода. Максимальная прибавка у обоих сортов в оба года исследований получена от инокуляции Мобилином - 64,0-60,5%. На фоне Микоризы эффективность инокуляции повышалась по сравнению с монопрепаратами ассоциативных бактерий. Максимальная урожайность получена у сорта Гала от бинарной смеси Микоризы с препаратом 2П-5 - 35,49 т/га, у сорта Розара -от бинарной смеси Микоризы с Мобилином -34,78 т/га. Инокуляция также способствовала улучшению качества клубней картофеля. У обоих сортов содержание сухого вещества, крахмала и витамина С увеличивалось по сравнению с контролем.
Библиографический список
1. Тихонович И.А., Завалин А.А. Перспективы использования азотфиксирующих и фитостиму-лирующих микроорганизмов для повышения эффективности агропромышленного комплекса и улучшения агроэкологической ситуации в РФ // Плодородие. - 2016. - № 5. - С. 28-32.
2. Биопрепараты в сельском хозяйстве. Методология и практика использования микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве / под ред. И.А. Тихоновича, Ю.В. Круглова. - М.: Россельхозакадемия, 2005. - 154 с.
3. Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай. - М.: Изд-во ВНИИА, 2005. - 302 с.
4. Кожемяков А.П., Тимофеева С.В., Попова Т.А. Разработка и перспективы использования биопрепаратов комплексного действия // Защита и карантин растений. - 2008. - №2. - С. 42-43.
5. Савельев В.А. Растениеводство: учеб. пособие. - СПб.: Лань, 2016. -316 с.
6. Тихонович И.А., Завалин А.А., Благовещенская Г.Г., Кожемяков А.П. Использование биопрепаратов - дополнительный источник элементов питания растений // Плодородие. - 2011. - № 3 (60). - С. 9-13.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. -М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
8. Антонова О.И. Практикум по агрохимии: учебное пособие. - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2012. -85 с.
References
1. Tikhonovich I.A., Zavalin A.A. Perspektivy ispolzovaniya azotfiksiruyushchikh i fitostimuliruyush-chikh mikroorganizmov dlya povysheniya effektivnosti agropromyshlennogo kompleksa i uluchsheniya agroekologicheskoy situatsii v RF // Plodorodie. -2016. - No. 5. - S. 28-32.
2. Biopreparaty v selskom khozyaystve. Metod-ologiya i praktika ispolzovaniya mikroorganizmov v rastenievodstve i kormoproizvodstve / pod red. I.A. Tikhonovicha, Yu.V. Kruglova. - M.: Ros-selkhozakademiya, 2005. - 154 s.
3. Zavalin A.A. Biopreparaty, udobreniya i urozhay. - M.: Izd-vo VNIIA, 2005. - 302 s.
4. Kozhemyakov A.P., Timofeeva S.V., Popova T.A. Razrabotka i perspektivy ispolzovaniya biopre-paratov kompleksnogo deystviya // Zashchita i karan-tin rasteniy. - 2008. - No. 2. - S. 42-43.
5. Savelev V.A. Rastenievodstvo: ucheb. posobie. - SPb.: Lan, 2016. - 316 s.
6. Tikhonovich I.A., Zavalin A.A., Blagovesh-chenskaya G.G., Kozhemyakov A.P. Ispolzovanie biopreparatov - dopolnitelnyy istochnik elementov pitaniya rasteniy // Plodorodie. - 2011. - No. 3 (60). -S. 9-13.
7. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. -M.: Agropromizdat, 1985. - 351 s.
8. Antonova O.I. Praktikum po agrokhimii: uchebnoe posobie. - Barnaul: Izd-vo AGAU, 2012. -85 s.
+ + +
