CC BY
79
4. Metodika polevogo opyta v ovoshhevodstve i bahchevodstve / pod red. V.F. Belika, G.A. Bondarenko. - M., 1979. - 210 s.
5. Metodika gosudarstvennogo sortoispytanija sel'skohozjajstvennyh kul'tur. - M., 1976. - 182 s.
6. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta. - M., 1985. - 351 s.
7. Selekcija bahchevyh kul'tur: metod. ukazanija / T.B. Fursa, L.M. Juldasheva, K.P. Sincha [i dr.]. -L., 1988. - 78 s.
8. Metodika fiziologicheskih issledovanij v ovoshhevodstve i bahchevodstve. - M., 1970. - 212 s.
УДК 633.34:631.559:631.811.98(571.15)
Л.А. Ступина, А.С. Мосина
ВЛИЯНИЕ КАРБОКСИМЕТИЛИРОВАННЫХ ПРЕПАРАТОВ И РИЗОТОРФИНА НА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРИОБСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ И СИМБИОТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ СОИ
L.A. Stupina, A.S. Mosina
CARBOXYMETYL INFLUENCE ON DRUGS AND RIZOTORFINA BLACK SOIL MICROBIAL ACTIVITY OF PRIOBSKY FOREST AND SYMBIOTIC ACTIVITY OF SOYA
Л.А. Ступина - канд. с.-х. наук, доц. каф. ботаники, физиологии растений и кормопроизводства Алтайского государственного аграрного университета, г. Барнаул. E-mail: [email protected]
А.С. Мосина - магистрант агрономического факультета Алтайского государственного аграрного университета, г. Барнаул. E-mail: [email protected]
Изучено влияние инокуляции семян сои препаратом «Ризоторфин», содержащим штамм симбиотических бактерий Risobium japonicum, и препаратами, содержащими карбоксимети-лированную синтетическую и органическую целлюлозу, на численность бактериальной и грибной микрофлоры черноземов выщелоченных и симбиотическую активность сои сорта Надежда. Исследования проводили в полевом мелкоделяночном опыте в условиях умеренно засушливой и колочной степи Алтайского края. Препараты использовали как отдельно, так и в сочетании с ризоторфином. Установлено достоверное увеличение микробиологической активности черноземов при обработке семян сои ризоторфином как отдельно, так и совместно с карбоксиметилированными препаратами. Численность бактерий, использующих органические формы азота, увеличивалась в 1,6-2,2 раза, количество микрофлоры, растущей на КАА и использующей минеральные формы азота, - в 1,1-2,3 раза, числен-
L.A. Stupina - Cand. Agr. Sci. Assoc. Prof., Chair of Botany, Plant Physiology and Feed Production, Altai State Agrarian University, Barnaul. E-mail: [email protected]
A.S. Mosina - Master's Degree Student, Agronomy Department, Altai State Agrarian University, Barnaul. E-mail: [email protected]
ность грибов снижалась в 1,2-1,9 раза, нитро-геназная активность сои возрастала в 1,9 раза. Наибольшее увеличение отмечено при использовании карбоксиметилированного препарата из половы овса совместно с ризоторфином.
Ключевые слова: соя, ризоторфин, карбок-симетилированные препараты, микробиологическая активность, симбиотическая активность, микроорганизмы, нитрогеназная активность.
The effect of the inoculation of soybean seed preparation "rizotorfin"containing a strain of symbiotic bacteria Risobium japonicum, and preparations containing carboxymethyl cellulose, synthetic and organic in the number of bacterial and fungal microflora leached chernozyom and symbiotic activity of soybean varieties of"Hope" was studied. Investigations were carried out in an experimental field on a small plot of moderately arid and forested steppe of the Altairegion. The drugs used both separately and in combination with rizotorfin. A sig-
ВестникКрасГАУ. 2016. №3
nificant increase in the black soil microbial activity in the processing of soybean seeds with rizotorfin both separately and together carboxymethylated drugs. The number of bacteria using organic forms of nitrogen increased to 1.6-2.2 times, the number of flora growing on KAA and using mineral forms of nitrogen in the 1.1-2.3 times, the number of fungi was reduced to 1.2-1.9 times, nitrogenase activity of soybean increased by 1.9 times. The greatest increase observed when using carboxymethyl preparation of oat chaff together with rizotorfin.
Keywords: soya, rizotorfin, carboxymethylated products, microbiological activity, symbiotic activity of microorganisms, nitrogenase activity.
Введение. Соя (Glycine hispida) является ценнейшей белково-масляничной культурой. Ее семена содержат в среднем 37-42 % белка и до 19-22 % жира. Она обладает уникальными свойствами, позволяющими производить из нее широкий спектр разнообразных продуктов. Кроме того, соя имеет большое агротехническое значение. Она обогащает почву азотом, что характеризует ее как хорошего предшественника, а также дает возможность успешно бороться с сорняками [1, 2].
Как бобовая культура соя вступает в симбиоз с клубеньковыми бактериями, однако в большинстве сибирских почв отсутствуют природные (аборигенные) бактерии, специфичные для сои. Поэтому для повышения ее урожайности применяют инокуляцию семян симбиотическими бактериями [1-3, 12]. Микроорганизмы фиксируют азот из атмосферы, продуцируют физиологически активные вещества, воздействуя на рост и развитие растения, вырабатывают антибиотики, подавляющие развитие патогенной микрофлоры, что в конечном итоге снижает заболеваемость растений. А также они способны регулировать состав и численность микробного комплекса, что, в конечном счете, отражается на продуктивности и качестве растениеводческой продукции [3-5].
Для улучшения прилипания препаратов сим-биотических азотфиксаторов рекомендуют использовать различные вещества (молочная сыворотка, натрий-карбоксиметилцеллюлозу (Na-КМЦ)), которые оказывают эффект лучшего связывания препарата с семенами. На кафедре органической химии АлтГУ разработан и запатентован способ карбоксиметилирования лигно-углеводных материалов [6]. Получены препа-
раты, которые проявляют клеящие свойства, за счет содержащейся №-КМЦ, они могут найти применение в качестве прилипателей симбио-тических азотфиксаторов, а также обладают рострегулирующими свойствами [6, 7].
Цель исследований: изучение влияния обработки семян ризоторфином и карбоксимети-лированными препаратомами на микробиологическую активность черноземов и симбиоти-ческую активность сои в условиях умеренно засушливой и колочной степи Алтайского края.
Методика исследований. Исследования проводили на черноземе выщелоченном сред-немощном малогумусном легкосуглинистом в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края на опытном поле учхоза «Пригородное» в полевом мелкоделяночном опыте в 2013-2014 гг. Посев сои сорта Надежда - среднеспелого типа проводили в 3-й декаде мая, норма высева - 600 тыс. всхожих семян на 1 га, ширина междурядий - 45 см. Повторность опыта - 3-кратная, расположение делянок - рендо-мизированное, площадь делянки - 4 м2. Для инокуляции использовали ризоторфин - препарат симбиотических азотфиксирующих бактерий, содержащий чистую культуру RЫzoЫum japonicum из лаборатории экологии микроорганизмов ВНИИСХиМ. В качестве прилипателей использовали натрий-карбокси-метилцеллюлозу (обойный клей, №-КМЦ) и карбоксиметилиро-ванный препарат из растительного сырья половы овса («Эко-Стим», содержащий №-КМО), предоставленный кафедрой органической химии АлтГУ. Препараты №-КМЦ и №-КМО использовали в виде растворов с концентрацией 0,4 г/л. Доза ризоторфина - 300 г на гектарную норму семян. Обработку семян препаратами проводили в день посева. Все агротехнические работы проводили вручную, уборку урожая - в фазе полной спелости семян. Математическую обработку производили по Б.А. Доспехову [8]. В период вегетации отбирали почвенные образцы для учета численности зимогенной микрофлоры. Численность микроорганизмов определяли методом посева на плотные питательные среды. Их учет проводили по количеству колонеоб-разующих единиц (КОЕ). На среде МПА учитывали бактерии, использующие органические формы азота, на среде кАа - актиномицеты и бактерии, использующие минеральный азот. Грибы определяли на подкисленной среде Чапека, нитрогеназную активность - ацетиленовым методом [9].
Результаты исследований. Многие авторы указывают на то, что погодные условия влияют на сроки и темпы прохождения фенологических фаз, а также на продолжительность вегетационного периода сои, ее урожайность и качество [10-12]. По метеорологическим показателям оба года исследований были с высоким увлажнением. В 2013 г. ГТК1 (май-июнь) составил 2,2, а ГТК2 (май-август) - 1,6; в 2014 г. ГТК (гидротермический коэффициент) - 1,0, а ГТК2- 1,27. Распределение тепла и влаги было более выгодно для сои в 2013 г., поэтому он являлся более благоприятным для ее роста и развития.
Инокуляция семян сои ризоторфином и кар-боксиметилированными препаратами способствовала увеличению численности ризосферной микрофлоры. Численность микроорганизмов, использующих органические формы азота, зависела как от условий года, так и от используемых препаратов. В условиях 2013 г. она была выше в 1,9-2,2 раза, чем в 2014 г. (табл. 1). В оба года количество неспоровых бактерий преобладало над численностью споровых. Среди споровых бактерий доминировали Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus. Неспоровые бактерии были представлены родами Flavobacterium, Pseudomonas и др. Использование ризоторфина и прилипателей достоверно повышало численность микробной флоры, но более значительное их увеличение было отмечено от совместного использования ризоторфина с органическим прилипателем из половы овса. Так, в 2013 г. оно увеличивалось с 7,5 млн на контроле до 27,5 млн КОЕ, а в 2014 г. - с 3,3 млн до 14,2 млн КОЕ.
Микроорганизмы, растущие на КАА, используют минеральные формы азота и представлены в основном бактериями и актиномице-тами, которые требовательны к плодородию почвы и азотистой пище. В опыте их численность также изменялась в зависимости от условий года и использования ризоторфина и при-липателей. В оба года исследований преобладало количество бактерий над количеством ак-тиномицетов. Общая численность микроорганизмов, использующих минеральные формы азота, достоверно увеличивалась от изучаемых средств (табл. 2). В условиях 2013 г. она была выше и на контроле составляла 23,7 млн КОЕ/г абс. сухой почвы. Более активное развитие отмечалось от обработки семян ризоторфином совместно с №-КМО, и инокуляция повышала их численность до 37,4 млн КОЕ. Это выше в 1,7-2,4 раза, чем в условиях 2014 г.
Использование ризоторфина и прилипателей оказало влияние и на численность грибов в ризосфере сои (табл. 3). В целом в условиях 2014 г. их численность была выше, что связано с низкой температурой. В среднем за два года количество грибов при использовании №-КМЦ увеличивалось с 102,1 до 159,1 тыс. КОЕ/г абс. сухой почвы, т. е. в 1,6 раза. Обработка семян ри-зоторфином несколько сглаживала развитие грибов до 114,1 тыс. КОЕ. Органический препарат из половы овса снижал численность грибов до 85,6 тыс. КОЕ, а совместно с ризоторфином -до 53,7 тыс. КОЕ, т. е. в 1,9 раза.
Таблица 1
Вариант Численность микроорганизмов, млн КОЕ/г абс. сухой почвы
2013 г. 2014 г.
Споровые Неспоровые Общее Споровые Неспоровые Общее
Контроль 2,5 5,0 7,5 1,1 2,3 3,4
Na-КМЦ 2,8 9,6 12,4 2,2 4,6 6,8
Na-KMO 2,4 11,1 13,5 2,5 5,5 8,0
Ризоторфин 3,0 10,8 13,8 2,5 6,2 8,7
Ризоторфин + Na-КМЦ 4,9 13,5 18,4 2,3 7,9 10,2
Ризоторфин + Na-KMO 6,1 21,4 27,5 3,9 10,3 14,2
НСР05 - - 1,70 - - 1,38
Численность микроорганизмов в ризосфере сои при использовании ризоторфина и прилипателей (фаза цветения)(среда МПА)
Таблица 2
Численность микроорганизмов в ризосфере сои при использовании ризоторфина и прилипателей (фаза цветения)(среда КАА)
Вариант Численность микроорганизмов, млн КОЕ/г абс. сухой почвы
2013 г. 2014 г.
Бактерии Актиномицеты Общее Бактерии Актиномицеты Общее
Контроль 21,0 2,7 23,7 8,4 1,2 9,6
№-КМЦ 23,0 5,6 28,6 9,9 2,4 12,3
№-КМО 20,4 6,3 26,7 11,4 2,7 14,1
Ризоторфин 23,5 5,8 29,3 11,9 4,6 16,5
Ризоторфин + №-КМЦ 26,3 6,5 32,8 12,3 5,9 18,2
Ризоторфин + №-КМО 30,0 7,4 37,4 14,8 7,3 22,1
НСР05 - - 2,95 - - 0,94
Таблица 3
Численность грибов, тыс. КОЕ/г абс. сух. почвы в ризосфере сои при использовании ризоторфина и прилипателей
Год Контроль №-КМЦ №-КМО Ризоторфин Ризоторфин+ №-КМЦ Ризоторфин + №-КМО НСР05
2013 98,8 176,0 72,0 70,2 117,8 41,0 14,49
2014 105,3 142,1 99,3 80,5 110,2 66,3 15,16
Среднее 102,1 159,1 85,6 75,4 114,1 53,7 14,70
Использование ризоторфина и прилипателей отразилось и на симбиотической активности сои (табл. 4). Клубеньки в оба года формировались только на вариантах с использованием ризоторфина. В условиях 2013 г. их число было больше в 1,3-1,8 раза. Клубеньки были более крупные и красные, т. е. эффективные, поэтому нитрогеназная активность также была выше в 3,6-4,2 раза. От использования прилипателей
достоверное увеличение симбиотической активности сои наблюдалось при обработке семян №-КМО. В среднем за два года использование органического прилипателя из половы овса (№-КМО) увеличивало количество клубеньков на 6,1 шт., их массу - на 0,59 г, а нитрогеназную активность - на 0,21 мкг №/растение-ч.
Таблица 4
Симбиотическая активность сои при использовании ризоторфина и прилипателей
(фаза цветения)
Вариант Кол-во клубеньков, шт. на растение Масса клубеньков, г на растение Ни а мкг трогеназная ктивность, №/растение-ч
2013 2014 Среднее 2013 2014 Среднее 2013 2014 Среднее
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ризоторфин 12,0 9,3 10,7 0,99 0,15 0,57 0,80 0,17 0,45
Ризоторфин + №-КМЦ 12,4 9,8 11,1 1,02 0,19 0,61 0,88 0,21 0,54
Окончание табл. 4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ризоторфин + Na-KMO 22,0 12,3 17,2 2,15 0,24 1,20 1,27 0,52 0,89
НСР05 5,01 3,19 4,10 0,32 0,11 0,22 0,42 0,18 0,30
Выводы
1. Микробиологическая активность черноземов выщелоченных и симбиотическая активность сои зависит от распределения тепла и влаги в период вегетации. В условиях достаточного увлажнения численность зимогенной микрофлоры увеличивается в 1,7-2,4 раза, количество эффективных клубеньков возрастает в 1,3-1,8, а их нитрогеназная активность - в 3,64,2 раза.
2. Использование ризоторфина и прилипа-телей при инокуляции семян сои, как отдельно, так и совместно, повышает численность сапрофитной микрофлоры в 1,6-2,2 раза, количество бактерий и актиномицетов, использующих минеральные формы азота, - в 1,1-2,3 раза, снижает численность грибов в 1,2-1,9 раза и повышает формирование симбиотического аппарата сои. Наиболее высокие показатели микробиологической и симбиотической активности отмечены при обработке карбоксиметилирован-ным препаратом из половы овса совместно с ризоторфином. Поэтому полученные результаты позволяют рекомендовать использование данных препаратов для возделывания сои в условиях умеренно засушливой колочной степи.
Литература
1. Возделывание сои в Алтайском крае: рекомендации / под ред. В.В. Яковлева, В.И. Усенко; РАСХН, Сиб. отд-ние, АНИИЗиС. - Барнаул, 2000. - 30 с.
2. Соя в Западной Сибири / Н.И. Кашеваров, В.А. Солошенко, Н.И. Васякин [и др.] / РАСХН, Сиб. отд-ние СибНИИ кормов. -Новосибирск: Юпитер, 2004. - 256 с.
3. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология: учеб. для вузов. - 5-е изд., перераб. и доп. -М.: Колос, 2005. - 445 с.
4. Subba Rao R.B., Dart P.J. Nitrogen fixation associated with sorghum and millet // Associative N2-fixation. BocaRaton: CRCPress, 1981. -V. 1. - P. 169-177.
5. Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай. - М.: Изд-во ВНИИА, 2005. - 302 с.
6. Маркин В.И. Карбоксиметилирование растительного сырья: теория и практика. - Барнаул: Изд-во АГУ, 2010. - 167 с.
7. Исследование влияния карбоксиметилиро-ванного растительного сырья на активность прорастания яровой мягкой пшеницы / Е.В. Калюта, М.И. Мальцев, В.И. Маркин [и др.] // Химия растительного сырья. - 2013. -№ 3. - С. 249-253.
8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. -М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
9. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии: учеб. пособие для вузов / под ред. В.К. Шильниковой. - М.: Дрофа, 2004. - 256 с.
10. Демиденко Г.А. Влияние экологических факторов на формирование посевных качеств сои в Красноярской лесостепи // Вестн. Крас-ГАУ. - 2015. - № 3. - С. 64-68.
11. Ведров Н.Г., Дмитриев В.Е., Халипский А.Н. Сибирское растениеводство. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2002. - 216 с.
12. Чураков А.А., Халипский А.Н., Ведров Н.Г. Влияние микробиологических удобрений на урожайность и качество сои в Красноярской лесостепи // Успехи современной науки. -2015. - № 2. - С. 71-74.
Literatura
1. Vozdelyvanie soi v Altajskom krae: rek-omendacii / pod red. V.V. Jakovleva, V.I. Usenko; RASHN, Sib. otd-nie, ANIIZiS. - Barnaul, 2000. - 30 s.
2. Soja v Zapadnoj Sibiri / N.I. Kashevarov, V.A. Soloshenko, N.I. Vasjakin [i dr.] / RASHN, Sib. otd-nie SibNIl kormov. - Novosibirsk: Júpiter, 2004. - 256 s.
3. Emcev V.T., Mishustin E.N. Mikrobiologija: uchebn. dlja vuzov. - 5-e izd., pererab. i dop. -M.: Kolos, 2005. - 445 s.
4. Subba Rao R.B., Dart P.J. Nitrogen fixation associated with sorghum and millet // Associative N2-fixation. Boca Raton: CRC Press, 1981. -V. 1. - P. 169-177.
5. Zavalin A.A. Biopreparaty, udobrenija i urozhaj. -M.: Izd-vo VNIIA, 2005. - 302 s.
6. Markin V.I. Karboksimetilirovanie rastitel'nogo syr'ja: teorija i praktika. - Barnaul: Izd-vo AGU, 2010. - 167 s.
7. Issledovanie vlijanie karboksimetilirovannogo rastitel'nogo syr'ja na aktivnost' prorastanija ja-rovoj mjagkoj pshenicy / E.V. Kaljuta, M.I. Mal'cev, V.I. Markin [i dr.] // Himija rastitel'nogo syr'ja. - 2013. - № 3. - S. 249253.
8. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta. - M.: Agropromizdat, 1985. - 351 s.
УДК 633.853.494. «321 »:631.559:631.847.21 (571.15)
9. Tepper E.Z., Shil'nikova V.K.., Pereverzeva G./.Praktikum po mikrobiologii: ucheb. posobie dlja vuzov / pod red. V.K. Shil'nikovoj. - M.: Drofa, 2004. - 256 s.
10. Demidenko G.A. Vlijanie jekologicheskih faktorov na formirovanie posevnyh kachestv soi v Krasnojarskoj lesostepi // Vestn. KrasGAU. -2015. - № 3. - S. 64-68.
11. Vedrov N.G., Dmitriev V.E., Halipskij A.N. Sibir-skoe rastenievodstvo. - Krasnojarsk: Izd-vo KrasGAU, 2002. - 216 s.
12. Churakov A.A., Halipskij A.N., Vedrov N.G. Vlijanie mikrobiologicheskih udobrenij na urozhajnost' i kachestvo soi v Krasnojarskoj lesostepi // Uspehi sovremennoj nauki. - 2015. - № 2. - S. 71-74.
В.С. Курсакова, О.В. Афанасьева
ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТОВ РИЗОСФЕРНЫХ БАКТЕРИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОГО РАПСА В СТЕПНОЙ ЗОНЕ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
V.S. Kursakova, O.V. Afanasyeva
THE INFLUENCE OF PREPARATIONS RIZOSFERE BACTERIAON PRODUCTIVITY OF SUMMER COLZA IN THE STEPPE ZONE OFALTAI REGION
В.С. Курсакова - д-р с.-х. наук, доц., зав. каф. ботаники, физиологии растений и кормопроизводства Алтайского государственного аграрного университета, г. Барнаул. E-mail: [email protected]
О.В. Афанасьева - асп. каф. ботаники, физиологии растений и кормопроизводства Алтайского государственного аграрного университета, г. Барнаул. E-mail: [email protected]
В опыте изучали влияние препаратов азотфиксирующих бактерий на урожайность семян ярового рапса сорта АНИИЗиС 2 на разных фонах минеральных удобрений. Использовали биопрепараты: Ризоагрин, Мизорин, БиоВайс. Исследования проводили на черноземе выщелоченном в зоне умереннозасушливой колочной степи Алтайского края. Изучение влияния биопрепаратов на формирование урожайности семян ярового рапса на различных фонах минерального питания в условиях уме-реннозасушливой колочной степи Алтайского
V.S. Kursakova - Dr. Agr. Sci., Prof., Head, Chair of Botany, Plant Physiology and Feed Production, Altai State Agrarian University, Barnaul. E-mail: [email protected]
O.V. Afanasyeva - Post-Graduate Student, Chair of Botany, Plant Physiology and Feed Production, Altai State Agrarian University, Barnaul. E-mail: [email protected]
края показало значительную эффективность их применения. Препараты увеличивали показатели элементов структуры урожая, фотосинтетическую деятельность посевов и урожайность. Урожайность семян на контроле составила 1,67-1,85 т/га. Применение препаратов как в чистом виде, так и на фонах минеральных удобрений увеличивало урожайность семян на 15-36 % от абсолютного контроля. Более высокая урожайность сформировалась при норме высева 2млн шт/га по всем вариантам и фонам. Прибавки от препа-
