CC BY
94
АГРОНОМИЯ И АГРОЭКОЛОГИЯ
УДК 635.655:631.53
ВЛИЯНИЕ АКТИВИЗАЦИИ СИМБИОТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР
Дозоров Александр Владимирович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Гаранин Михаил Николаевич, аспирант
ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П. А. Столыпина»
432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1
Ключевые слова: зерновые бобовые культуры, биологический азот, симбиотическая деятельность, инокуляция, микроэлементы, показатели симбиоза, урожайность.
Проведены исследования по изучению симбиотической деятельности различных зерновых бобовых культур. Установлено, что инокуляция семян, совместно с микроэлементами, положительно влияет на величину и продолжительность активного симбиоза, а также достоверно увеличивает урожайность культур. Выявлена тесная корреляционная связь между показателями симбиотической деятельности и урожайностью. Наибольшую урожайность сформировали кормовые бобы (3,96 т/га).
Одним из важнейших факторов современной системы земледелия является применение научно обоснованной системы удобрений. Основополагающее место в этой системе занимают минеральные удобрения и, в частности, азотные, производство и применение которых сопровождается рядом проблем. Наиболее острые из них: экономические - большие затраты на производство, транспортировку и внесение этих удобрений, и экологические - загрязнение водоемов, атмосферы и нарушение естественной биоты почвы [7,11].
В связи с этим актуальным остается вопрос увеличения доли использования растениями биологически фиксированного азота, который в настоящее время - единственная альтернатива промышленному [1,3]. Кроме того, фиксация биологического азота из воздуха осуществляется за счет солнечной энергии, что значительно сокращает энерго-
затраты земледелия в целом [4]. Известно, что симбиотическая азотфиксация зерновыми бобовыми культурами возможна лишь при соблюдении целого ряда условий, важнейшим из которых является наличие в почве азотфиксирующих бактерий. В случае их отсутствия, эффективность симбиотической азотфиксации можно повысить предпосевной обработкой семян бобовых растений активными штаммами ризобий [5,2,12,14].
Наряду с традиционными для Ульяновской области культурами, горохом и викой, нами были изучены различные по биологическим особенностям зернобобовые культуры: кормовые бобы, люпин, соя и фасоль. Для активизации процессов симбиотической деятельности семена перед посевом обрабатывались специфичным для каждой культуры штаммом клубеньковых бактерий и микроэлементами, обработка семян молибденовокислым аммонием и сульфа-
Таблица 1
Динамика сырой массы клубеньков (числитель - всего, знаменатель - активных) на
зерновых бобовых растениях кг/га), 2010...2012 гг.
культура вариант фаза развития растений
стеблевание, третий наст. лист бутонизации- цветения начало налива полный налив
2010 год
горох контроль 11.4 11.4 3,4 1,6 - -
250а +Мо+Мп 17.3 17.3 4,1 1,8 - -
люпин контроль 18,0 4,0 68,0 68,0 15.0 6.0 -
363а +Мо+Мп 28,0 20,0 85.0 85.0 21,0 9,0 -
вика контроль 31,3 28,1 9.6 2.7 - -
1-32 +Мо+Мп 38,9 34,2 13,5 5,2 - -
кормовые бобы контроль 24.2 24.2 33.2 33.2 1,9 0,5 -
96 +Мо+Мп 21,6 21,6 36.6 36.6 2,1 0,9 -
соя контроль 5.0 5.0 7.8 7.8 3,2 1,7 -
634б +Мо+Мп 5.3 5.3 8,8 8,8 4,4 2,0 -
2011 год
горох контроль 49,0 45,7 92.5 65.6 66,6 31,4 -
250а +Мо+Мп 48,4 46,0 135,8 111,6 80.9 67.9 -
люпин контроль 2.4 1.4 738.3 586.4 959,1 793,5 811 115
363а +Мо+Мп 11,0 8,3 1643.6 1203.7 1453,1 1211,6 1202 278
вика контроль 25,7 22,0 47,3 25,6 37,6 0 -
1-32 +Мо+Мп 44,3 41,5 57,4 47,2 42,9 0 -
кормовые бобы контроль 43.5 43.5 375.6 375.6 200,4 159,0 116 40
96 +Мо+Мп 50.2 50.2 477.9 477.9 556,6 434,9 256 174
соя контроль 22.3 22.3 335.6 335.6 469,5 279,3 255 125
634б +Мо+Мп 44.0 44.0 462.3 462.3 513,8 424,7 351 262
2012 год
горох контроль 30,6 24,9 19.2 19.2 10,5 6,7 -
250а +Мо+Мп 39,8 33,4 38.0 38.0 27.1 17.2 -
люпин контроль 32,7 25,1 207.4 207.4 150.6 150.6 137,5 41,2
363а +Мо+Мп 115.4 105.4 601.5 601.5 1078.9 1078.9 956,8 387
вика контроль 84,8 68,3 6,2 0 - -
1-32 +Мо+Мп 111,9 94,0 13,2 0 - -
кормовые контроль 67.2 49.3 289.6 289.6 259,3 210,8 127,2 51,8
бобы 96 +Мо+Мп 81,2 59,8 442.2 442.2 409,4 318,7 321,3 172,1
соя контроль 97,9 82,5 278.3 278.3 273.3 223.4 266,5 117,8
634б +Мо+Мп 124,4 100,8 335.6 335.6 412,3 325,6 311,7 209,1
том марганца (0,5% раствор из расчёта 2 л на центнер семян) проводилась с учетом их недостатка, по физиологическим параметрам в почве. В опытах использовался сорт гороха Самариус, для инокуляции применяли штамм 250а, сорт люпина Снежеть -штамм 363а, сорт вики Льговская 22 - штамм 1-32, сорт кормовых бобов Пензенские 16 -штамм 96, сорт сои УСХИ 6 - штамм 634 б, сорт фасоли Гелиада - штамм 653а.
Исследования проводились в 2010... 2012 гг. на опытном поле Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. Полевой опыт закладывали в четырехкратном повторении, в соответствии с методикой и техникой постановки полевых опытов на стационарных участках, размещение делянок систематическое со смещением. Учетная площадь делянки 15 кв. м. Посев проводили селекционной сеялкой ССФК-6-10. Нормы и способы посева устанавливались ввиду биологических особенностей культур.
Схема опыта
1. горох;
2. люпин;
3. вика;
4. кормовые бобы;
5. соя;
6. фасоль.
Все культуры испытывались в двух вариантах: контроль и ризоторфин+Мо+Мп
Результаты исследований
п
Известно, что симбиоз бобовых культур с клубеньковыми бактериями позволяет фиксировать и вовлекать в биологический круговорот азот воздуха [6]. Возможно, в современных условиях этот процесс может стать основным направлением в решении проблемы повышения урожайности и качества продукции. Однако на продуктивность симбиоза оказывают влияние множество факторов: климатические и почвенные условия, биологические и сортовые особенности культуры, а также наличие в почве специфичных штаммов клубеньковых бактерий. Изучаемые нами в опыте зернобобовые культуры, ввиду их биологических особенностей и влияния погодных условий, сформировали разный по величине симбиотический аппарат (таблица 1). Необходимо отметить, что изучаемый нами сорт фасоли обыкновенной Гелиада за годы исследований не вступил в симбиоз ни с имеющимися в почве спонтанными расами бактерий, ни с искусственно инфицированными, специфичными для данной культуры штаммами. Объясняется это, по нашему мнению, во-первых, сортовыми особенностями культуры, выражающимися в способности вступать в симбиоз с клубеньковыми бактериями при определенных условиях, во-вторых, отсутствием вирулентности у используемых нами специфичных для фасоли штаммов.
К моменту реализации, в наибольшей степени, симбиотического потенциала (фаза бутонизации - цветение - начало налива семян), величина симбиотического аппарата
Таблица 2
Активный симбиотический потенциал зернобобовых культур (кг*дн/га), 2010.2012 гг.
фаза развития растений
культура вариант стеблевание, третий наст. лист бутонизации- цветения начало налива полный налив за вегетацию
2010 год
горох контроль 125 16 - - 141
250а +Мо+Мп 190 18 - - 208
люпин контроль 36 748 48 - 832
363а +Мо+Мп 180 935 72 - 1187
вика контроль 141 49 - - 190
1-32 +Мо+Мп 171 94 - - 265
кормовые контроль 290 365 8 - 663
бобы 96 +Мо+Мп 259 403 15 - 677
соя контроль 75 101 27 - 203
634б +Мо+Мп 82 114 32 - 228
2011 год
контроль 360 1518 186 - 2064
горох 250а +Мо+Мп 414 2800 544 - 3758
люпин контроль 2 14064 11910 1035 27011
363а +Мо+Мп 40 28896 18180 2780 49896
вика контроль 132 409 - - 541
1-32 +Мо+Мп 249 897 - - 1146
кормовые контроль 352 9400 2385 320 12457
бобы 96 +Мо+Мп 450 11950 6525 1740 20665
соя контроль 352 5376 5580 1000 12308
634б +Мо+Мп 792 7392 8500 2620 19304
2012 год
горох контроль 100 499 47 - 646
250а +Мо+Мп 167 988 138 - 1293
люпин контроль 25 5185 1506 288 7004
363а +Мо+Мп 316 15038 10789 3483 29626
вика контроль 478 0 - - 478
1-32 +Мо+Мп 658 0 - - 658
кормовые контроль 493 7240 2740 207 10680
бобы 96 +Мо+Мп 718 11055 4143 1033 16949
соя контроль 743 2783 2904 1767 8197
634б +Мо+Мп 1109 3356 4233 3555 12253
изучаемых культур была различной. Наибольших размеров симбиотический аппарат растений был сформирован в 2011 году. Максимального значения масса активных клубеньков достигла у люпина в фазу на-
чала налива семян - 793,5.1211,6 кг/га соответственно по вариантам, у кормовых бобов и сои в фазу бутонизации - цветения по вариантам этот показатель составил -375,6.477,9 и 335,6.462,3 кг/га соответ-
ственно. Горох и вика сформировали значительно меньший симбиотический аппарат, масса активных клубеньков в фазу бутонизации - цветение составила 65,6.111,6 и 25,6.47,2 кг/га по вариантам соответственно. Применение инокуляции и микроэлементов способствовало увеличению массы активных клубеньков в 1,5 - 2 раза на всех изучаемых культурах, за счет создания оптимальных условий для реализации симбиотического потенциала.
Эффективность деятельности бобово-ризобиального симбиоза отражает не только масса клубеньков с леггемоглобином, но и продолжительность их функционирования. Производное этих показателей называется симбиотическим потенциалом (СП). Общий симбиотический потенциал (ОСП) учитывает всю массу клубеньков, активный (АСП) - массу клубеньков с леггемоглоби-ном. С научной точки зрения наибольший интерес представляет активный симбиоз, который всегда будет иметь меньшую величину, чем общий.
Из результатов расчета АСП посевов зерновых бобовых культур, приведенных в таблице 2, хорошо просматривается зависимость этого показателя от погодных условий. В благоприятном по погодным условиям 2011году симбиотический потенциал изучаемых культур достиг максимальных значений. Наибольший АСП был сформирован у люпина узколистного, на инокулированном фоне 49896 кг*дн/га, у кормовых бобов и сои значения АСП достигли примерно одного уровня в пределах 20665 и 19304 кг*дн/га соответственно, а также на варианте с применением инокуляции и микроэлементов. Величина АСП гороха и вики достигла максимума в том же 2011 году и составила соответственно 3758 и 1146 кг*дн/га. В острозасушливом 2010 году показатели АСП гороха, люпина, кормовых бобов и сои составили в среднем 2 - 6 % от показателей 2011 года, у вики этот показатель был ниже в 5 раз. Об отрицательном воздействии водного дефицита на развитие клубеньковых бактерий указывают многие ученые [8,9,10].
Необходимо отметить, что эффективность применения инокуляции и микро-
удобрений на показатели АСП повышалась с созданием оптимальных для симбиоза условий, в благоприятные по осадкам годы.
В процессе изучения взаимосвязи между АСП и урожаем зерновых бобовых культур методом корреляционно-регрессионного анализа выявлено, что существует тесная связь между этими признаками ^= 0,89.0,97).
Нашими исследованиями установлено, что урожайность сильно варьировала по годам, и связано это в первую очередь с разной биологией изучаемых культур - отношение к влаге, теплу, особенности питания, развития растений и т. д. (табл. 3). Максимальных значений урожай семян достиг в 2011 году. В среднем за годы исследований наиболее урожайной культурой оказались кормовые бобы - 3,96 т/га, растения гороха, люпина, вики и сои сформировали урожай семян примерно на одном уровне 2,90. 3,14 т/га. При отсутствии инокуляции в вариантах с фасолью, тенденция к повышению урожайности наблюдалась лишь в 2011 году. Несмотря на значительные колебания урожайности семян по годам, просматривается четкая закономерность достоверного увеличения этого показателя на фоне с применением инокуляции и микроэлементов.
На основании полученных результатов можно предположить, что в условиях Среднего Поволжья предпосевная обработка семян всех зерновых бобовых культур специфичным, вирулентным, активным штаммом ризобий положительно влияет на массу активных клубеньков, увеличивает показатели активности и продолжительности бобово-ризобиального симбиоза. Активизация этих показателей способствует увеличению урожайности изучаемых культур и, самое важное, происходит повышение плодородия почвы за счет большего накопления в ней биологически фиксированного азота.
Библиографический список
1. Буянкин, Н.И. Биологизация земледелия и растениеводства - перспективное направление / Н.И. Буянкин // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 2005. - № 2. - С. 40-42.
2. Гамзиков, Г.П. Азотфиксирующая способность традиционных и новых зернобобовых культур в Западной Сибири /Г.П. Гамзиков, П.Р. Шотт, А.П. Кожемяков // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук, 2008. - №2. - С. 23-25.
3. Моисеев, А.А. Симбиотический азот и продуктивность земледелия в условиях южной лесостепи. Монография / А.А. Моисеев. Изд-во Мордов. ун-та. - Саранск, 2008.
- 212 с.
4. Посыпанов, Г.С. Соя в Подмосковье / Г.С. Посыпанов. - М., 2007. - С. 56-59.
5. Дозоров, А.В. Оптимизация продукционного процесса гороха и сои в лесостепи Поволжья. Монография /А.В. Дозоров, О.В. Костин / Ульяновск. ГСХА, 2003. - 166 с.
6. Vanotti M.B., Bundy L.G. // Agron. J, 1995. - V.87.
7. Парахин, Н.В. Эффективность использования биологического азота бобовыми растениями в производственных условиях / Н.В. Парахин, А.В. Амелин, С.Н. Петрова // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 2007. - № 5. - С. 63- 66.
8. Головина, Е.В. Влияние инокуляции на продукционный процесс сортов сои при различной влагообеспеченности / Е.В. Головина, В.И. Зотикова // Земледелие, 2010.
- № 8. - С. 41- 43.
9. Космынина. О.Н. Влияние клубень-
ковых бактерий и грибных болезней на продуктивность гороха в лесостепи среднего Поволжья / О.Н. Космынина: Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. - Кинель, 2009. - 22 с.
10. Хамоков, Х.А. Влияние влагообе-спеченности почвы на показатели симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов гороха / Х.А. Хамоков // Зерновое хозяйство, 2002. - № 7. - С. 21-22.
11. Vance, C.P. Legume symbiotic nitrogen fixation: agronomic aspects. In: The Rhisobiaceae / Eds. H.P. Spaink, A. Kondorosi, P. J. J. / Hookaas Dordrecht, 1998.
12. Костин, В. Симбиотическая активность гороха в зависимости от предпосевной обработки семян различными препаратами / В. Костин, В. Исайчев, Н. Андреев // Международный сельскохозяйственный журнал. - 2004. - № 5. - С. 48 - 50.
13. Исайчев, В.А. Влияние регуляторов роста и хелатных микроудобрений на урожайность гороха и озимой пшеницы / В.А. Исайчев, Н.Н. Андреев, Ф.А. Мударисов // Вестник УГСХА, 2012. - № 1. - С. 12 - 16.
14. Дозоров, А.В. Биологический азот и его значение в экологизации сельскохозяйственного производства / А.В. Дозоров // Труды научного центра «Ноосферные знания и технологии». - Изд. РАЕН. - Ульяновск, 2002. - Том 5, выпуск 1. - С. 70-72
УДК 633.521:631.526.32 (470.51)
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОРТОВ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПРЕДУРАЛЬЯ
Корепанова Елена Витальевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, профессор кафедры растениеводства;
Гореева Вера Николаевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства;
Маслова Мария Павловна, аспирант кафедры растениеводства ФГБОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия»
426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11 Тел.: 8 (3412) 58-99-64 e-mail: [email protected]
Ключевые слова: сорт, лён-долгунец, урожайность, волокно, семена, структура урожайности, качество тресты.
