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»
miha.garanin@yandex.ru
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: nir210@mail.ru
Ключевые слова: сорт, лён-долгунец, урожайность, волокно, семена, структура урожайности, качество тресты.
