CC BY
140
УДК 631.86:631.53.011:631.41
ВЛИЯНИЕ БИОУДОБРЕНИЯ АЗОФОБАКТЕРИН-АФ НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА СЕМЯН КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И АГРОХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВЫ
В.И. ТИТОВА, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой агрохимии и агроэкологии
Л.Д. ВАРЛАМОВА, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
О.В. ГУСЕВА, аспирант Нижегородская ГСХА E-mail: [email protected]
Резюме. Изучение биоудобрения Азофобактерин-АФ, полученного на основе ЭМ технологии (эффективные микроорганизмы), в условиях Нечерноземной зоны РФ проводили с целью оценки его действия на посевные качества ряда сельскохозяйственных культур (яровая пшеница, ячмень, кукуруза, горох, соя, свекла столовая, редис) и влияния на питательный режим наиболее распространенных в этой зоне типов почвы (дерново-подзолистая, светло-серая лесная, чернозем оподзоленный). Исследования проведены в условиях лабораторных модельных опытов. Замачивание семян в растворе биопрепарата Азофобактерин-АФ (разведение в воде в соотношениях 1:50 и 1:75) повышало их энергию прорастания и лабораторную всхожесть на 2...12 %, причем эффект возрастал по мере снижения концентрации. Использование более высокой концентрации (1:25) привело к уменьшению величин этих показателей у всех опытных культур. Наиболее существенное влияние удобрение оказало на посевные качества семян сои, столовой свеклы и редиса, достоверного действия на ячмень и горох не установлено. Внесение Азобактерина-АФ в почву привело к увеличению содержания в ней аммонийного и нитратного азота. Наиболее значимые изменения наблюдали в серой лесной почве, где повышение запаса минеральных форм этого элемента по отношению к контролю при дозе 3 кг/га составило 23 %, 30 кг/га - 48 %, 60 кг/га - 69 %. Изменение обеспеченности почв подвижными формами фосфора и калия в условиях модельного опыта было, в основном, несущественным.
Для предпосевной обработки семян целесообразно применение растворов Азофобактерина-АФ при разведении препарата в воде в соотношении 1:75, для внесения в почву
- до 30 кг/га.
Ключевые слова: биоудобрение, модельный опыт, семена, энергия прорастания, лабораторная всхожесть, почва, содержание основных элементов питания.
Использование на протяжении многих лет в сельском хозяйстве химических средств защиты растений и минеральных удобрений в больших количествах отрицательно повлияло на микрофлору и повлекло за собой изменение структуры почв, их реакции, накопление вредных веществ и микроорганизмов, нарушение плодородия и почвенного биоценоза в целом. Все это приводит к снижению качества урожая и его потерям, а также к необходимости рекультивировать техногенно и антропогенно нарушенные земли. Способствовать решению указанных проблем призваны биологические препараты, созданные на основе микроорганизмов [1, 2]. Положительный эффект от их использования связан с биологическим оздоровлением почвы, улучшением минерального и водного обмена растений благодаря усилению поглотительной активности корней и продуцированию фитогормонов, повышающих устойчивость к грибным болезням и др. Использование бактериальных препаратов дает прибавку урожая от 5 до 15 % в 40...92 % опытов [3]. Однако, учитывая разнообразие биологических препаратов, различающихся по составу микрофлоры, и субстратов, на основе которых их готовят, каждое новое удобрение необходимо всесторонне изучать.
Одно из биоудобрений, созданных на основе ЭМ технологий (эффективные микроорганизмы), которое содержит в своем составе комплекс почвенных микроорганизмов, - Азофобактерин-АФ (ТУ 9291-00162718759-2010). Для его изготовления используют обработанный низинный торф или растительный грунт. Согласно технической характеристике, удобрение предназначено для внесения при посадке и подкормке растений, предпосевной обработки семян и рекультивации почв. В соответствии с рекомендациями производителя и результатами испытаний, проведенными в отдельных регионах России, доза его применения при основном внесении составляет 3.4 кг/га. В зависимости от конкретных культур и технических возможностей ее можно вносить дробно.
Принимая во внимание, что названное удобрение малоизучено, необходимо установить факторы возможного его влияния на повышение продуктивности сельскохозяйственных растений, что и составляло основную цель наших исследований. Для ее достижения изучали воздействие Азофобактерина-АФ на посевные качества семян культур, имеющих широкое распространение или перспективных для Нижегородской области; а также влияние препарата на основные агрохимические показатели почвы, определяющие условия питания сельскохозяйственных культур.
Условия, материалы и методы. Испытания по оценке эффективности применения удобрения в сельскохозяйственном производстве проведены в условиях модельных лабораторных опытов.
Опыт по определению влияния биоудобрения на посевные качества семян заложен в чашках Петри в трехкратной повторности с семенами 7 культур, относящихся к разным ботаническим группам (яровая пшеница, ячмень, кукуруза, горох, соя, свекла столовая, редис), по единой схеме. На фоне рекомендуемой для обработки семян дозы (разведение удобрения водой в соотношении 1:50) использовали растворы с более высокой (1:25) и более низкой (1:75) концентрациями удобрений. В качестве контроля служили семена замоченные в дистиллированной воде. Наряду с дозами удобрения, в опыте изучали влияние времени замачивания. Одну партию семян выдерживали в соответствующих растворах удобрения в течение часа, вторую - в течение суток. Проращивание проводили согласно требованиям методики [4, 5].
Опыт по определению влияния бактериального удобрения на основные агрохимические характеристики почвы проведен на трех типах почв, распространенных в Нижегородской области: подзолистом (дерновоподзолистая); сером лесном (светло-серая лесная); черноземном (чернозем оподзоленный). Содержание гумуса в почвах соответственно составило 1,2, 1,8 и 5,9 %, а рНКС| - 5,1, 5,6 и 6,4 ед.
Компостирование почвы с удобрением, продолжавшееся 45 суток, осуществляли в сосудах, вмещающих 0,7 кг почвы, в 3-кратной повторности. Для поддержания оптимальной для микроорганизмов влажности проводили еженедельный полив, для улучшения аэрации почву периодически рыхлили. Дозы составили 1, 10 и
Таблица 1. Изменение энергии прорастания и лабораторий всхожести семян при использовании био-дуобрения «Азофобактерии-АФ» для их обработки
Вариант Пшеница яровая Ячмень Кукуруза Горох Соя Свекла столовая Редис
1* 2 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 2
замачивание 1 час
Контроль 92 94 94 96 88 88 88 90 86 88 88 90 86 88
1 : 25 - 6 - 8 - 8 - 10 отклонение от контроля - 12 - 8 - 8 - 6 - 2 -6 - 4 - 4 - 6 - 6
1 : 50 + 2 + 2 + 2 0 0 + 4 - 2 - 2 + 10 + 6 + 4 + 4 + 4 + 4
1 : 75 + 6 + 6 + 4 + 2 + 8 + 8 + 8 + 8 + 12 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10
НСР05 3,4 2,4 8,8 2,2 2,8 2,6 8,8 10,4 4,4 4,2 4,8 4,2 5,8 4,4
замачивание 24 часа
Контроль 94 94 96 96 88 92 94 94 88 88 90 92 88 90
1 : 25 - 8 - 8 - 12 - 14 отклонение от контроля - 8 - 8 - 10 - 8 -4 - 4 - 6 - 6 - 6 - 6
1 : 50 + 2 + 2 0 + 2 + 4 + 4 - 2 + 2 + 8 + 8 + 2 + 2 + 4 + 4
1 : 75 + 2 + 4 + 2 + 2 + 8 + 8 + 4 + 4 + 12 + 10 + 8 + 6 + 10 + 10
нср05 2,8 4,6 4,2 2,6 2,4 2,6 2,4 4,2 3,0 2,6 3,0 2,6 3,2 2,8
*1 - энергия прорастания; 2 - лабораторная всхожесть.
20 мг/кг почвы (примерный эквивалент 3, 30 и 60 кг/га). Анализ образцов проводили с учетом принятых в современной агрохимической практике рекомендаций [6].
Результаты и обсуждение. Лабораторная всхожесть семян опытных культур в контроле (замачивание в дистиллированной воде) варьировала от 88 до 96 %, что в большинстве случаев соответствовало требованиям стандарта (ГОСТ 12038-66). Отзывчивость испытуемых семян на изучаемое удобрение различалась. При этом замачивание их в растворе Азофобактерина-АФ с разбавлением 1: 25 во всех случаях приводило к снижению как энергии прорастания, так и всхожести (табл. 1).
В большей степени это проявилось на зерновых культурах (ячмень, кукуруза, яровая пшеница), где их уменьшение достигало 14 % по отношению к контролю. В меньшей степени угнетение процесса прорастания проявилось на сое, столовой свекле и редисе. Следует отметить, что для ячменя, гороха и свеклы прослеживалась четкая закономерность ухудшения посевных качеств при увеличении срока взаимодействия семян с раствором удобрения в указанной концентрации. Для остальных культур значимого влияния времени замачивания не установлено.
При использовании удобрения с разбавлением 1: 50 (рекомендуемое производителем) слабый отрицательный эффект (недоказуемый математически) сохранился лишь в варианте с горохом. При часовом замачивании достоверные положительные изменения выявлены для сои, повысилась лабораторная всхожесть семян кукурузы (при этом энергия прорастания, по сравнению с контролем не изменилась). Для остальных культур выявлена слабая положительная динамика, не выходящая за рамки ошибки опыта. При замачивании в течение суток увеличилась всхожесть семян кукурузы, сои и редиса, в остальных случаях изменения были несущественными.
Дальнейшее снижение концентрации удобрения обеспечило повышение анализируемых характеристик для семян всех культур. Наиболее значимые изменения наблюдали для сои, энергия прорастания семян которой повысилась, в сравнение с контролем, на 12 %, а всхожесть - на 10 %. При этом часовое и суточное замачивание обеспечило идентичные результаты, а достоверных различий между концентрациями 1: 50 и 1:75 не выявлено. Всхожесть семян кукурузы, столовой свеклы и редиса увеличилась на 6. 10 %, достигнув в большинстве случаев 100 %. Причем использование удобрения в разбавлении 1:75 имело достоверное преимущество перед более высокой концентрацией вне зависимости от продолжительности замачивания. Мак-
симальная всхожесть (100 %) редиса и кукурузы отмечена при суточном замачивании семян, свеклы - при часовом. Аналогичные результаты получены на яровой пшенице. При относительно небольшом повышении (6 %) лабораторная всхожесть достигла 100 %, концентрация удобрения 1:75 имела существенное преимущество перед более высокой при часовом замачивании. Изменение посевных качеств семян ячменя и гороха, несмотря на явную положительную динамику, было недостоверным.
Содержание минерального азота при закладке опыта было очень низким, возрастая от подзолистой к черноземной почве, обеспеченность подвижными соединениями фосфора у подзолистой почвы - низкая, серой лесной и черноземной - высокая; калием для подзолистой и серой лесной - средняя и для черноземной - очень высокая (табл. 2).
Создание благоприятных условий в период компостирования (температура, влажность, аэрация) во всех почвах способствовало увеличению интенсивности выделения диоксида углерода, а также повысило содержание нитратного и общих запасов минерального азота при снижении количества аммонийной формы этого элемента. Изменения остальных показателей в той или иной степени различались в зависимости от типа почвы.
Удобрение оказало практически равноценное действие на изменение содержания аммонийного азота в дерново-подзолистой и светло-серой лесной почве. При минимальной дозе увеличение составило 22. 20 %, при средней - 47.43 %, при максимальной -66.64 %. В то же время абсолютное содержание Ы-ЫН4+ в серой лесной почве было в среднем на 20 % больше, чем в дерново-подзолистой, что может быть обусловлено относительно более высокими величинами емкости поглощения лесной почвы и содержания в ней гумуса.
Количество аммонийного азота в черноземной почве изменилось менее значимо (увеличение к контролю составило 13.45 %), хотя по абсолютному значению оно было практически такими же, как и в серой лесной почве (1,6.. .5,4 мг/кг почвы). Менее выраженные изменения концентрации Ы-ЫН4+ в этом варианте вероятно обусловлены групповым составом гумуса чернозема с преобладанием гуминовых кислот над фульвокислота-ми, который более устойчив к разложению, чем гумус подзолистых и серых лесных почв.
Содержание нитратов в почвах в целом было высоким, причем существенно увеличивалось в ряду «подзолистая ^сераялесная^черноземная почва». В контрольном варианте чернозема их концентрация была
Таблица 2. Влияние биоудобрения на содержание в почве минерального
азота, подвижных форм фосфора и калия, мг/кг
Вариант Почва
подзолистая серая лесная черноземная
в среднем ± к контролю в среднем ± к контролю ре ер ч с в ± к контролю
NH.+
Исходная* 8,0 10,2 14,9
Контроль 6,3 - 8,0 - 11,9 -
АФ, 3 кг/га 7,7 + 1,4 9,6 + 1,6 13,5 + 1,6
АФ, 30 кг/га 9,3 + 3,0 11,3 + 3,3 16,0 + 4,1
АФ, 60 кг/га 10,5 + 4,2 13,1 + 5,1 17,3 + 5,4
НСР05 0,1 1,1 0,6
NO3-
Исходная 19,9 30,5 42,0
Контроль 32,8 - 47,4 - 64,2 -
АФ, 3 кг/га 37,3 + 4,5 59,8 + 12,4 75,2 + 11,0
АФ, 30 кг/га 45,0 + 12,2 72,1 + 24,7 88,1 + 23,9
АФ, 60 кг/га 52,0 + 19,2 81,7 + 34,3 88,3 + 24,1
нср05 1,9 3,6 0,9
Z N
Исходная 10,7 14,8 21,0
Контроль 13,7 - 18,7 - 26,4 -
АФ, 3 кг/га 16,1 + 2,4 23,1 + 4,4 30,5 + 4,1
АФ, 30 кг/га 19,5 + 5,8 27,6 + 8,9 35,9 + 9,5
АФ, 60 кг/га 22,3 + 8,6 31,6 + 12,9 37,3 + 10,9
Р2О5
Исходная 32 1 62 1 60
Контроль 34 - 170 - 175 -
АФ, 3 кг/га 33 - 1 175 + 5 173 - 2
АФ, 30 кг/га 29 - 5 165 - 5 169 - 6
АФ, 60 кг/га 39 + 5 175 + 5 164 - 11
НСР05 7,9 6,8 5,4
К2О
Исходная 115 118 299
Контроль 115 - 1 20 - 308 -
АФ, 3 кг/га 108 - 7 135 + 15 309 + 1
АФ, 30 кг/га 106 - 9 120 0 314 + 6
АФ, 60 кг/га 126 + 11 130 + 10 292 - 16
НСР05 9,8 8,4 19,3
* - характеристика почвы на момент закладки опыта.
на 26 % больше, чем в серой лесной и на 49 % выше, по сравнению с подзолистой. Различия обусловлены общим количеством азота, которое в черноземе несопоставимо выше, чем в остальных изучаемых почвах, а также реакцией почвенного раствора (в черноземе она нейтральная, наиболее благоприятная для процесса нитрификации). Биоудобрение во всех случаях достоверно увеличило концентрацию нитратов в почве. В подзолистой и серой лесной она возрастала пропорционально дозе удобрения, в черноземе - от второй и третьей доз эффект был практически равноценным и существенно превосходил действие первой изучаемой дозы.
Следует отметить, что на подзолистой и черноземной почвах Азофобактерин-АФ оказал большее влияние на процесс аммонификации, а на серой лесной его действие было более выраженным в отношении нитрификации (окисленная форма азота накапливалась активнее восстановленной). Поскольку под воздействием препарата увеличивалось содержание как окисленной, так и восстановленной форм азота, отмечен рост и общего запаса минерального азота в почвах. На дерново-подзолистой почве он увеличился, по отношению к контролю, на 2,4.. .8,6 мг/кг (17.63 %), на светло-серой лесной - на 4,4.12,9 мг/кг (23.69 %), на
черноземной - на 4,1.10,9 мг/ кг (16.41 %).
В условиях модельного опыта Азофобактерин-АФ оказал слабое влияние на содержание в почве подвижных соединений фосфора, хотя на разных типах почвы действие его значительно различалось. Так, на черноземе положительного влияния удобрения не выявлено, а при внесении второй и третьей опытных доз отмечено снижение концентрации фосфора, по сравнению с контролем. В дерново-подзолистой и светло-серой лесной почве все наблюдаемые изменения были недостоверны.
Использование Азофо-бактерина-АФ в дозе 20 мг/кг (60 кг/га) увеличило обеспеченность подзолистой и серой лесной почвы калием, а на черноземе прослеживалась тенденция к его снижению. На серой лесной почве лучший результат (увеличение, по отношению к контролю, на 12,5 %) получен при внесении минимальной дозы (3 кг/га). Прямой зависимости изменения содержания подвижного калия в почвах от дозы удобрения не выявлено.
Выводы. Биоудобрение Азофобактерин-АФ, применяемое для предпосевной обработки семян опытных культур при разбавлении 1:75, повысило лабораторную всхожесть, по отношению к контролю, на 4.12 %, и в большинстве случаев было достоверно эффективнее использования более концентрированного раствора (1:50), рекомендуемого производителем.
Внесение удобрения в почву в условиях модельного опыта в дозах, эквивалентных 3.60 кг/га, существенно повысило запас минерального азота почвы, что в итоге может положительно отразиться на урожайности культур. На почвах бедных органическим веществом (гумусом), четко прослеживалась тенденция повышения накопления минерального азота с ростом дозы. На черноземе увеличение дозы с 3 до 30 кг/га сопровождалось ростом содержания этого элемента, а дальнейшее ее повышение (до 60 кг/га) было не эффективным. Наиболее значимые изменения от применения испытуемого препарата зафиксированы на светло-серой лесной почве.
В рамкахлабораторных испытаний влиянияудобрения на содержание в почве подвижных форм фосфора выявлено не было. Повышение концентрации калия отмечено в дерново-подзолистой и светло-серой лесной почвах.
Литература
1. Кандыба Е.В. Бактериальные удобрения и урожай. //Агрохимический вестник. - 2003. - №3. - С. 23-24.
2. Кузнецов Н.П., Габибов М.А., Жевнина Е.Я. Ассоциативные азотфиксирующие бактерии и продуктивность озимой пшеницы. //Агрохимический вестник. - 2000. - № 2. - С. 31-32.
3. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология: учебник для вузов. - М.: Дрофа, 2006. - 444 с.
4. Справочник по овощеводству / В.И. Алексашин [и др.] - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Колос. Ленинградское отд-ние, 1982. - 511 с.
5. Титова В.И., Дабахова Е.В., Дабахов М.В. Агро- и биохимические методы исследования состояния экосистем: учеб. пособие для вузов. - Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2011. - 170 с.
6. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. - 240 с.
ASSESSMENT OF BIOFERTILIZERS AZOFOBAKTERIN-AF FOR SOWING SEEDS QUALITY CROP
SOIL CONDITION AND AGROCHEMICAL V.I. Titov8, L.D. Varlamov8, O.V. Guseva
Summary. The emergence of new biological products must be accompanied by the study of the most effective methods of their use, definition of optimal doses of registration depending on the specific crops and soil-climatic conditions. Biological fertilizer Azofobakterin-AF, based on the EM technology (ef-fective microorganisms), in conditions of nonchernozem zone of the RF federation little studied, and anticipate that the direction of our research - evaluation of his actions in the seed quality of a number of agricultural kultour and influence on the nutrient regime of the most common in the area of soil types. The study was performed in the conditions of laboratory of model experiments. Appli-cation of solutions of the biological preparation Azofobakterin-AF (breeding of a substance in water in the ratio of 1:50 and 1:75) for soaking of seeds increased the energy of germination and laborato-ry germination of seeds of some agricultural crops by 2-12%, and the increase is in process of de-crease in concentration. The use of higher concentrations (1:25) led to reduced as the energy of germination, and germinating capacity of seeds of all experienced cultures. The most significant impact of fertilizer had on the sowing quality of seeds of a soya, of beet and radish, but did not have any valid action on the seeds of barley and peas. The federal of fertilizers in the soil (podzol, grey forest, chernozem) led to the increase of the content in it ammonium and nitrate nitrogen. The most significant change there-whether in gray forest soil, where the increase of its mineral forms in relation to the control of the dose of 3 kg/ha was 23%, 30 kg/ha - 48%, 60 kg/ha - 69%. Changing the supply of soils of mobile forms of phosphorus and potassium in the conditions of model experiment was mostly irrelevant. Thus, studies have shown that for pre-sowing treatment of seeds it is advisable to use solutions Azofobakterin-AF at cultivation of a substance in water in a ratio of 1:75, for inclusion in the ground - up to 30 kg/ha. Key words. Biofertilizers, modeling experience, seeds, germination energy and laboratory germination, soil content of major nutrients.
УДК 579.26+632.937
ВЛИЯНИЕ ШТАММОВ БАКТЕРИЙ РОДА BACILLUS НА АДАПТАЦИЮ, РОСТ И ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ САДОВОЙ ЗЕМЛЯНИКИ
A.А. БЕЛЯЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой
Т.В. ШПАТОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
М.В. ШТЕРНШИС, доктор биологических наук, профессор
Новосибирский ГАУ
B.И. ЛУТОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, директор
СХА «Сады Сибири»
А.А. ЛЕЛЯК, кандидат биологических наук, зав. лабораторией
A.И. ЛЕЛЯК, директор
B.В. ЮДУШКИН, руководитель проекта
ООО «Научно-производственная фирма «Исследовательский центр»
E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили с целью изучение влияния 7 новых штаммов бактерий-антагонистов рода Bacillus на приживаемость, рост и вегетативное размножение растений садовой земляники. Полевые опыты проведены в 2010-2011 гг. в условиях производственного маточника сельскохозяйственной артели «Сады Сибири» Новосибирской области. Объекты исследования - земляника сорта Юния Смайдс; бактериальные штаммы из коллекции культур ООО «НПФ «Исследовательский центр»: B. subtilis ВПКМ В-10641, штаммы B. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642, ВКПМ В-10643, штаммы B. licheniformis ВКПМ
В-10561, ВКПМ В-10562, ВКПМ В-10563, ВКПМ В-10564. Растения обрабатывали непосредственно перед посадкой путем замачивания корневой системы рассады в рабочей жидкости, содержащей биоагент в разведении 105 КОЕ/мл.
В условиях засухи2010-2011 гг. повышение приживаемости растений в 1,3 раза относительно контроля проявилось в вариантах со штаммами В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642, В. виЫНв ВПКМ В-10641, В. licheniformis ВКПМ В-10562 и В. licheniformis ВКПМ В-10563. Под влиянием большинства штаммов количество новых листьев, формировавшихся после высадки саженцев на постоянное место, возрастало в 1,2-1,3 раза (в контрольном варианте
- 2,5 новых листа). Кроме того, число столонов, формировавшихся на 1 растении, увеличивалось в 1,3-1,4 раза (в контроле -1,9 столонов), а их длина - в 1,3-1,6 раза (в контроле - 40,3 см). Вегетативное размножение земляники в вариантах со штаммами В. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642, В. subtШs ВПКМ В-10641, В. licheniformis ВКПМ В-10563, В. licheniformis ВКПМ В-10562, В. licheniformis ВКПМ В-10561 усиливалось в 1,4-1,7 раза (в контроле - 2,9 розеток) и было сопоставимо с влиянием гуминового препарата Феникс (0,05 %).
Испытанные бактериальные штаммы обладают антистрессовым и ростостимулирующим действием и перспективны для расширения арсенала экологически безопасных средств комплексного управления ростом и развитием земляники при производстве посадочного материала.
Ключевые слова: бактериальные штаммы, антистрессовое действие, ростостимулирующее влияние, земляника, вегетативное размножение.
Земляника - самая распространенная в мире ягодная культура, одна из наиболее выгодных в экономиче-
