CC BY
47
УДК 635.657: S76.8
Влияние микробиологических препаратов на урожайность и симбиотическую деятельность нута
М.В. ДОНСКАЯ, м.м. донской, кандидаты
сельскохозяйственных наук Т.С. НАУМКИНА, доктор сельскохозяйственных наук
A.В. ГЛАЗКОВ
Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур E-mail: office@vniizbk. orel. ru
B.В. НАУМКИН, кандидат сельскохозяйственных наук Орловский государственный аграрный университет
Изучено влияние предпосевной инокуляции семян нута ризоторфином и грибами арбускулярной микоризы на симбиотическую деятельность и урожайность. Применение микробиологических препаратов повышало урожайность сор-тообразцов по сравнению с контролем на 0,1-0,7 т/га.
Ключевые слова: симбиоз, нут, сор-тообразец, ризобии, грибы арбускуляр-ной микоризы, инокуляция, нитрогеназ-ная активность, клубеньки, урожайность.
Проблема недостатка растительного белка решается с помощью увеличения посевных площадей под зернобобовыми культурами, одна из которых - нут (Cicer arietinum L.) -обладает высокой питательной цен-
ностью, засухоустойчивостью и жаростойкостью. В симбиозе с клубеньковыми бактериями растения нута способны усвоить за вегетацию до 120-150 кг/га азота воздуха и сформировать без применения минеральных азотных удобрений 1,5-2,5 т/га семян [1]. Главным условием активного симбиоза является наличие в почве специфичных вирулентных штаммов Mesorhizobium ciceri. Кроме того, нут отличается высокой степенью микоризации [2, 3]. Среди грибов арбускулярной микоризы рода Glomus нут наиболее эффективно колонизируют грибы G. fasciculatum [4]. Путем предпосевной обработки семян биопрепаратами можно существенно повысить симбиотическую активность и урожайность культуры [5, 6].
Влияние микробиологических препаратов на рост и развитие растений 13 сортообразцов нута изучали в 2010-2012 гг. в полевых условиях. Почва опытного участка - темно-серая лесная, средней окультурен-ности. Содержание гумуса (по Тюрину) в годы исследований составило 4,28-4,73 %, легкогидролизуемого азота (по Кононовой) - 12,5-13,4 мг, подвижного фосфора (по Кирсанову) - 14,4-19,2 мг, обменного калия
- 7,45-10,6 мг на100 г почвы, рНсол 5,1-5,2, гидролитическая кислотность
- 4,4-4,6 мг-экв/100 г почвы. Метеорологические условия 2011 и 2012 гг. были близки к среднемноголет-ним, а 2010 г. был аномально жарким.
Опыт закладывали в четырехкратной повторности на делянках площадью 10 м2 по схеме: 1 - контроль (без обработки); 2 - инокуляция семян ризоторфином на основе азотфик-сирующих бактерий Mesorhizobium ciceri (штамм 527); 3 - внесение в почву перед посевом почвенно-кор-невой смеси из-под микоризованной суданской травы, содержащей штаммы грибов арбускулярной микоризы AM (Glomus intraradices - шт. 8, Glomus fasciculatum - шт. 7); 4 - ризоторфин + AM.
Полевые и лабораторные исследования проводили с использованием методик [7-9].
Результаты исследований показали, что в условиях Орловской области в контрольном варианте клубеньки на корнях нута отсутствовали. Обработка микробиологическими препаратами способствовала образованию клубеньков у всех сортообраз-цов. Наибольшее число клубеньков (79 шт.) отмечено на корнях растений сорта Краснокутский 123 в варианте 2 (табл. 1). Максимальная масса клубеньков (3,28 г) была у сорта Кишиневский штамбовый в варианте 4. Следует отметить, что в данном варианте у большинства сортообразцов клубеньки были крупнее, чем в варианте с ризоторфином. Возможно, это связано с продуцированием микроорганизмами ростстимулирующих бактериальных фитогормонов [10].
1. Влияние микробиологических препаратов на клубенькообразующую способность и нитрогеназную активность (НА) нута (2010-2012 гг.)
Сорт/образец Ризоторфин (вариант 2) Ризоторфин + АМ (вариант 4)
число клубень масса НА, мкг число масса НА, мкг
ков, шт. клубеньков, г 1\12/раст..ч клубеньков, шт. клубеньков, г 1\12/раст..ч
К-526 (Колумбия) 20 0,30 62,92 17 1,28 58,42
К-Ю29 (Эфиопия) 36 0,12 10,49 29 0,15 22,48
Краснокутский 195 27 1,79 26,96 32 1,66 41,94
Скороспелка 40 1,25 10,49 31 1,00 11,98
Юбилейный 30 1,08 11,98 24 2,74 8,99
Костюжанский 27 26 1,73 110,85 43 1,60 35,95
К-1507 (Индия) 33 1,57 35,95 43 1,67 16,48
Зерноградский 36 35 0,96 7,49 25 1,07 166,28
Кишиневский штамбовый 26 1,34 88,38 48 3,28 46,44
Устойчивый 3/65 19 1,07 169,27 40 1,22 146,80
Краснокутский 123 79 1,48 56,99 54 0,87 256,16
Краснокутский 36 14 0,79 44,94 32 1,20 31,46
Заволжский 41 1,12 59,92 56 2,30 29,96
НСР„. для числа клубеньков : по образцам - 5,23, по биопрепаратам - 7,86 шт.
НСР05 для нитрогеназной активности: по образцам - 2,75, по биопрепаратам - 1,22 мкг 1\12/раст.-ч
U ф
2 л
<в
<в л
s
а
z
IO ^
2 О
IS
2. Влияние микробиологических препаратов на урожайность различных сортообразцов нута, т/га (2010-2012 гг.)
Сорт/образец Контроль Ризоторфин Грибы AM Ризоторфин + AM
К-526 (Колумбия) 1,5 1,4 1,2 1,5
К-1029 (Эфиопия) 1,0 1,0 0,8 0,9
Краснокутский 195 0,4 0,7 0,5 0,6
Скороспелка 0,5 0,5 0,4 0,7
Юбилейный 0,5 0,4 0,5 0,6
Костюжанский 27 0,9 1,0 1,1 0,7
К-1507 (Индия) 1,5 2,0 2,0 1,8
Зерноградский 36 0,6 0,7 0,5 1,3
Кишиневский 1,5 1,4 1,3 1,1
штамбовый
Устойчивый 3/65 1,0 1,1 1,2 1,3
Краснокутский 123 1,9 1,2 1,3 1,6
Краснокутский 36 1,2 1,3 1,4 1,1
Заволжский 1,5 1,6 1,6 1,1
НСР05 по образцам: 2010 г. - 0,24; 2011 г. - 0,10; НСР05 по биопрепаратам: 2010 г. - 0,22; 2011 г. - 2012 г. - 0,11 т/га 0,10; 2012 г. - 0,11 т/га
Учет количества клубеньков и нит-рогеназной активности в различные фазы вегетации нута показал, что у большинства сортообразцов наиболее мощный и активный симбиоти-ческий аппарат формируется к цветению - началу формирования бобов. Максимальные значения показателя нитрогеназной активности (146,80-256,16 мкг Ы2/раст..ч) были зафиксированы в варианте 4 у сортов Устойчивый 3/65, Зерноградский 36, Краснокутский 123.
Урожайность различных сортообразцов нута в контрольных вариантах варьировала от 0,4-0,6 т/га (Краснокутский 195, Скороспелка, Юбилейный, Зерноградский 36) до 1,51,9 т/га (к-526, к-1507, Кишиневский штамбовый, Заволжский, Краснокутский 123). В среднем за три года применение микробиологических препаратов увеличивало урожайность образца к-1507 и сортов Краснокутский 195 и Устойчивый 3/65 во всех вариантах опыта (табл. 2). У образцов к-526, к-1029 при использовании микробиологических препаратов урожайность была на уровне контроля, у сортов Кишиневский штамбовый и Краснокутский 123 - ниже контроля.
Таким образом, генотип растения оказывает влияние на формирование и функционирование симбиоза.
Особое влияние на эффективность симбиоза оказали погодные условия. Наибольший положительный эффект от применения ризотор-фина и АМ (вариант 4) был получен в аномально жарком 2010 г. Максимальную прибавку урожая к контролю в этом варианте показали растения сортообразцов к-1507 (Индия),
Зерноградский 36, Устойчивый 3/65 (0,6: 1,5 и 0,7 т/га соответственно). Это объясняется тем, что микоризные грибы при заселении увеличивали поглотительную поверхность корней и площадь питания растений нута, так как арбускулярная микориза, распространяясь в межклеточном пространстве внутри корня, формирует снаружи мицелий, по которому в растение через корни поступают дополнительная влага и растворенные в ней питательные вещества (преимущественно труднодоступные фосфор и азот) [11, 12].
В 2011 г. обильные осадки, наблюдавшиеся в летние месяцы и в сентябре, значительно удлинили вегетационный период нута, что задержало уборку и привело к развитию аскохитоза. Визуальная оценка состояния посевов в фазе созревания показала, что у всех изученных сорто-образцов при использовании микробиологических препаратов растения в целом выглядели более здоровыми, чем на контрольных делянках. Для большинства сортообразцов наиболее эффективной оказалась инокуляция ризоторфином, что подтверждает положительное влияние почвенных микроорганизмов на рост, развитие и устойчивость растений к биотическим и абиотическим стрессам [13].
В слабозасушливом 2012 г. наилучшие результаты получены в варианте 4. Наибольшая прибавка (0,5; 0,6 и 0,7 т/га) была у сортов Скороспелка, Зерноградский 36 и Краснокутский 36 соответственно.
Однако нами отмечено, что наибольшее число клубеньков и высокая нитрогеназная активность не все-
гда отмечаются у образцов, имеющих высокий уровень урожайности. Возможно, это связано с тем, что анализ нитрогеназной активности, проводимый в различные периоды вегетации нута, показывает активность фермента в определенный момент времени отбора пробы. При этом надо учитывать, что у разных сортообразцов фазы развития могут наступать с некоторыми различиями по времени, и активный процесс фиксации азота у них может не совпадать, в зависимости как от биологических особенностей растения, так и от условий среды.
Таким образом, инокуляция семян нута ризоторфином, внесение в почву перед посевом грибов арбуску-лярной микоризы (AM), а также совместное их применение оказывают положительное стимулирующее влияние на продукционный процесс в целом. Существенно влияют на количество клубеньков и нитрогеназ-ную активность обработка семян ри-зоторфином и совмещение этой обработки с использованием AM. Применение микробиологических препаратов повышало урожайность нута в отдельные годы до I ,S т/га, а в среднем за три года - на 0,1-0,7 т/га по сравнению с контролем.
Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ и Управления промышленности Орловской области в рамках проекта №12-04-97552.
Литература
1. Столяров О.В. Нут, соя и кормовые бобы в Центральном Черноземье: Вопросы теории и практики повышения азот-фиксации, величины и качества урожая семян: дисс. ... докт. с.-х. наук. - Воронеж, 2005. - 542 с.
2. Jalali B.L., Thareja M.L. Suppression of fusarium wilt of chickpea in vesicular arbuscular mycorrhiza-inoculated soils// International Chickpea newsletter, 1981. -№ 4. - P. 21-22.
3. Singh K., Verma A.K. Mycorrhizal fungi stimulate legume growth and root nodulation in dry and semi-arid soils. 1. Effect of dual inoculation of Rhizobium and VA mycorrhizal spores on a tropical legume Bengal gram (Cicer arietinum L.)//In My-corrhiza Round Table, 1987. - P. 356-371.
4. Archana Gautam, Irshad Mahmood. Comparative efficacy of different arbuscular mycorrhizal fungi species (AMF) on chickpea (Cicer arietinum)//Mycorrhiza News, 2002. - 14(2). - P. 9-11.
5. Solaiman A.R.M., Molla M.N., Hossain M.D. Response of chickpea to dual inoculation with Rhizobium and arbuscular my-
УДК 6ЗЗ.ЗSP:6З1.SP6.З2
Современные2 сорта2 вики посевной
corrhiza, nitrogen and phosphorus//Korean J. Crop Sci., 2006. - 51(6). - P. 527-533.
6. Erman M., Demir S., Ocak E., Tufen-kci S., Oguz F., Akkopru A. Effects of Rhi-zobium, arbuscular mycorrhiza and whey applications on some properties in chickpea (Cicer arietinum L.) under irrigated and rainfed conditions. 1. - Yield, yield components, nodulation and AMF colonization// Field crops research, 2011. - 122(1). - P. 14-24.
7. Методические указания: Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых BMP: пополнение, сохранение и изучение. - СПб.: Копи-P Групп, 2010. - 141 с.
8. Орлов В.П., Орлова И.Ф., Щербина E.A., Гурьев Г.П., Васильчиков А.Г. Методика оценки активности симбиоти-ческой азотфиксации селекционного материала зернобобовых культур ацетиленовым методом. - Орел, 1984. - 16 с.
9. Посыпанов Г.С. Методы изучения биологической фиксации азота воздуха. - М.: Агропромиздат, 1991. - 300 с.
10. Кравченко Л.В. Pоль корневых эк-зометаболитов в интеграции микроорганизмов с растениями: Автореф. дисс. ... докт. биол. наук. - М., 2000.
11. Борисов А.Ю., Штарк О.Ю., Жуков
B.А., Неманкин Т.А., Наумкина Т.С. и др. Взаимодействие бобовых с полезными почвенными микроорганизмами: от генов растений к сортам//Сельскохо-зяйственная биология, 2011. - № 3. -
C. 41- 47.
12. Smith S.E., Read D.J. Mycorrhizal symbiosis. - London, UK, 2008.
13. Генетика симбиотической азот-фиксации с основами селекции. - СПб.: Наука, 1998. - 208 с.
Influence of microbial preparations on yield and symbiotic activity of chickpea
M.V. Donskaya, M.M. Donskoi, T.S. Naumkina, A.V. Glazkov, V.V. Naumkin
Influence of presowing inoculation of chickpea seeds by risotorphine and arbuscular mycorrhizal fungi on symbiotic activity and yield was studied. Application of microbiological preparations increased yield of samples at 0.1-0.7 t / ha compared with the control. Keywords: symbiosis, chickpea, sample, rhizobia, arbuscular mycorrhizal fungi, inoculation, nitrogenaze activity, nodules, yield.
3 Земледелие № 4
А.И. ЗАЙЦЕВА, B.H. ЗАЙЦЕВ, кандидаты
сельскохозяйственных наук
Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур E-mail: office@vnizbk. orel. ru
В статье рассмотрена практическая значимость вики посевной как бобовой культуры. Дается характеристика четырех современных сортов.
Ключевые2 слова: сорт, селекция, вика, сырой протеин, семена, вегетационный период, разновидность, зеленая масса, сухое вещество, скрещивания.
В мире используются 18 видов рода виковых (Vicia L.) в качестве культивируемых растений. В настоящее время в Российской Федерации производственное значение имеют два вида: вика посевная (V. sativa L.) и вика мохнатая (V. villosa Roth.). Два других вида - мышиный горошек (V. cracca L.) и горошек четкообраз-ный (V. ervilia [L.] willd) [1] - введены в культуру недавно и не имеют пока производственного значения.
Вика посевная - культура умеренного пояса. В силу своей сравнительно малой требовательности к условиям произрастания и почвам она помимо России широко возделыва-ется во многих странах - Украине, Беларуси, Молдове, Польше, Турции, Испании, Марокко, Эфиопии, Мексике, Австралии.
Вика имеет важное значение в кормопроизводстве, давая питательный, легкоусвояемый корм, охотно поедаемый всеми видами сельскохозяйственных животных в зеленом виде, а также в виде сена и сенажа. В зависимости от сортовых особенностей и условий выращивания в ее зеленой массе в пересчете на абсолютно сухое вещество содержится ШЗ^ % сырого протеина, в семенах - P9,1-З8,S %. Кроме того, в зеленой массе вики много каротина и витамина С [P, З].
Как бобовое растение, вика может накапливать в почве от SO до 1OO кг/га симбиотического азота. Она служит прекрасным предшественником зерновых культур, сахарной свеклы, картофеля, а возделы-
вание ее на зеленую массу в занятом пару дает возможность своевременно подготовить почву под посев озимых культур. Вику можно использовать в качестве сидерата и как страховую культуру для пересева погибших многолетних трав (клевер, люцерна). Она используется также в смешанных посевах со злаковыми травами в качестве бобового компонента, повышая содержание растительного белка в кормовой массе.
Продолжительность вегетационного периода сорта - фактор, определяющий его пригодность для возделывания в конкретном районе. Создание сортов с коротким вегетационным периодом - одна из основных задач селекции этой культуры. Скороспелость должна сочетаться с такими хозяйственно важными признаками, как урожайность и качество продукции.
Во ВНИИ зернобобовых и крупяных культур созданы сорта вики посевной, обладающие значительным потенциалом продуктивности зеленой массы,сена и семян.
Никольская. Оригинатор - ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. Сорт создан методом трансгрессивной селекции на основе аллельных различий в контроле признаков от скрещивания скороспелого сорта Краснодарская 7 и позднеспелого Льговский 31-292 с последующим индивидуальным отбором.
Включен в Госреестр по Северному (1), Северо-Западному (2), Центральному (3), Волго-Вятскому (4), Центрально-Черноземному (S), Сред-неволжскому (7) регионам и по Республике Беларусь.
Разновидность immaculata. Высота растений 120-130 см. Лист зеленый, листочки средней ширины с вогнутой вершинкой. Верхнее междоузлие стебля не опушено, антоциановая окраска на пазухах листьев средняя. ы Время начала цветения среднее - | позднее. Парус цветка фиолетовый. ¡g Семена коричневые, округлые, сред- g ние - крупные, масса 1000 семян - | 60 г. Семядоли оранжевые. Сорт 2 среднеспелый, вегетационный пери- R од от всходов до созревания семян м - 87-98 сут. Средняя урожайность о
R
