CC BY
49
5. Коновалов Ю.Б. Частная селекция полевых культур / Ю.Б. Коновалов, Л.И. Долгодворова, Л.В. Степанова и др.; под ред. Ю.Б. Коновалова. М.: Аг-ропромиздат, 1990. 543 с.
6. Международный классификатор СЭВ рода Hordeum L. (подрод
Hordeum). Л., 1983. 52 с.
7. Моисейченко В.Ф. Основы научных исследований в агрономии / В.Ф. Мои-сейченко, М.В. Трифонова, А.Х. Заверюха и др. М.: Колос, 1996. 336 с.
8. Плохинский Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников / Н.А. Плохинский. М.: Колос, 1969. 256 с.
+ + +
УДК 633.15:579:631.8 Л.И. Шалагинова,
В.В. Хвоина
ВЛИЯНИЕ ЗИМОГЕННОЙ МИКРОФЛОРЫ И ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ КУКУРУЗЫ ПРИ ВНЕСЕНИИ УДОБРЕНИЙ НА ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ
Кукуруза дает сырье для промышленности и высокие урожаи зерна, из которого вырабатывают муку, крупу, крахмал, патоку, масло, хлопья и т.д.
Кукуруза — ценная кормовая культура. Ее используют на корм в виде сухого зерна, зеленой массы и силоса. На силос эту культуру убирают в молочновосковой спелости зерна. Так как зерно кукурузы в большинстве районов страны не созревает, то ее широко возделывают на силос. При таком использовании ее можно успешно выращивать во многих районах Российской Федерации, в частности в Алтайском крае.
Влияние действия и последствия удобрений на микробиологические процессы, пищевой режим и урожайность кукурузы в севообороте изучали в совхозе «Тальменский» Тальменского района, где были заложены опыты № 1 и 2 по изучению эффективности торфа, фосфоритной муки и полного минерального удобрения на урожайность зеленой массы кукурузы на темно-серых лесных почвах.
В опыте № 1 использовали низинный торф Инюшовского болота Тальменского района, фосфоритную муку Белкин-ского месторождения Новосибирской области, аммиачную селитру, хлористый
калий. Удобрения вносили весной под перепашку пара. Площадь опытной делянки — 120 м2, повторность 3-кратная.
В опыте № 2 использованы низинный торф Рогулькинского месторождения Тальменского района, полуперепревший навоз КРС, фосфоритная мука Белкин-ского месторождения, аммиачная селитра и хлористый калий. Площадь опытной делянки — 240 м2, повторность 3-кратная, площадь опытного поля — 1,6 га. Минеральные удобрения вносили весной под вспашку. Норма внесения минеральных удобрений рассчитывалась с учетом степени растворимости фосфоритной муки, выноса питательных веществ урожаем зеленой массы кукурузы в 300 ц/га и выравнивания комплекса питательных веществ в торфе и навозе за счет минеральных туков. Учет урожая проводили методом пробных площадок: было убрано с каждой делянки в 10 местах по 5 м2 кукурузы. Агротехника возделывания культуры общепринятая для данной зоны. Урожай учитывали в период массового формирования вегетативной массы.
Отбор почвенных образцов для микробиологических исследований осуществляли стерильным ножом в стерильные мешочки в 3-кратной повторности. При
учете численности зимогенных микроорганизмов пользовались методами, принятыми отделом почвенных микроорганизмов института микробиологии АН СССР. Учитывали общее число бактерий и спорообразующих форм в непастеризованном посеве на мясопептонном агаре (МПА), число актиномицетов и бактерий, использующих минеральные источники азота на крахмало-аммиач-ном агаре (КАА), число грибов на подкисленном агаре Чапека, целлюлозоразрушающие микроорганизмы на агаре Гетчинсона. На питательные среды МПА и КАА посев производили поверхностно из третьего разведения (10-3), на среду Чапека и Гетчинсона — из второго разведения (10-2) [3]. Нитраты определяли дисульфофеноловым методом, подвижные фосфаты — методом Чири-кова, калий — по Масловой, влажность — весовым методом [1].
При оценке достоверности результатов исследований, установлении степени связи между явлениями использовали следующие математические методы: дисперсионный анализ, корреляция и регрессия [2]. Основным методом для построения моделей послужили информационно-логический анализ и программное обеспечение на персональном компьютере IBM РС АТ [6, 7].
Результаты наших исследований показали, что удобрения существенно уве-
личивают численность основных групп микроорганизмов в темно-серых лесных почвах в год внесения. На вариантах с внесением торфа и навоза численность микроорганизмов возрастает в 2-9 раз, а на вариантах с внесением одних минеральных удобрений (например, внесение фосфоритной муки в дозе 200 кг на га
д.в. или
Р200)
численность микроорга-
низмов возрастает в 1,5-2 раза. На вариантах совместного внесения органических и минеральных удобрений численность микроорганизмов увеличивается от 2-3 до 8 раз (табл. 1, 2).
Некоторые исследователи считают, что усиливающая деятельность микроорганизмов в удобренных почвах одновременно приводит к биологическому закреплению части внесенных минеральных элементов. Некоторая часть минеральных азотсодержащих веществ может закрепиться в почве в силу химических процессов. В условиях вегетационного опыта в почве связывается 1030% минеральных веществ, а в поливных условиях — до 30-40%. После отмирания микроорганизмов азот их плазмы частично минерализуется, а частично переходит в форму перегнойных соединений. До 10% закрепленного в почве азота может быть использовано растениями и микроорганизмами в следующем году [4, 5].
Таблица 1
Влияние органических и минеральных удобрений на численность микроорганизмов в темно-серой лесной почве под кукурузой,
0-20 см, в среднем за сезон (опыт 1)
Варианты Микроорганизмы Урожайность, ц/га
млн шт/1 г почвы тыс. шт/1 г почвы
растущие на МПА растущие на КАА грибы целлюлозо- разрушающие
Контроль 7,6 18,93 6,3 106 302
Р 200 9,6 62,7 28,3 77 358
Торфю0 32,3 48,3 45,9 47 408
Торф100 + Р 200 13,1 40,8 15,7 22 416
Торфю0 + N110 25,6 48,4 29,1 52 439
Торф100 + 1^10 + Р200 12,1 40,4 17,7 23 445
Торф100 + 1^10 + Р200 + К200 15,1 72,2 13,7 344 478
Таблица 2
Влияние органических и минеральных удобрений на численность микроорганизмов в темно-серой лесной почве под кукурузой в слое 0-20 см, за сезон (опыт 2)
Варианты Микроорганизмы Урожайность, ц/га
млн шт/1 г почвы тыс. шт/1 г почвы
растущие на МПА растущие на КАА грибы целлюлозо- разрушающие
Контроль 4,4 19,7 10,8 117 198
Р200 8,1 22,8 15,1 159 229
Р200 + ^1° 12,5 23,1 14,0 290 309
Торф50 5,9 21,6 12,0 195 221
Торф50 + Р200 7,1 14,6 11,7 290 231
Торф20 + Р200 + ^10 16,8 14,3 18,2 265 249
Торфю0 6,7 13,1 16,3 310 192
Торф100 + Р 200 8,9 10,7 15,0 246 258
Торф100 + Р200 + ^10 24,3 29,6 16,5 366 308
Навоз25 8,13 25,6 12,5 265 210
Навоз25 + Р200 15,9 16,2 14,8 240 213
Навоз25 + Р200 + 1^10 16,3 24,5 17,7 210 243
1 1авоз50 13,8 6,5 12,6 200 201
Навоз50 + Р 200 18,2 11,8 16,0 400 234
Навоз50 + Р200 + N110 28,5 27,2 22,0 240' 208
Навоз100 + Торф25 18,7 21,8 23,5 160 112
НавозШ0 + Торф25 + Р200 32,5 44,3 26,0 80 183
НавозШ0 + Торф25 + Р200 + N110 47,0 27,0 30,0 118 181
Для установления зависимости содержания подвижных элементов питания от численности микроорганизмов в темно-серой лесной почве под кукурузой полученные данные в полевых и лабораторных опытах были разбиты на логические ранги и проанализированы с помощью информационно-логического анализа на персональном компьютере. С его помощью установили форму связи и количественную тесноту между численностью микроорганизмов и содержанием в почве азота, фосфора и калия. Шаг общей численности микроорганизмов и микроорганизмов, растущих на МПА и КАА, равен 10 млн/1 г, шаг численности целлюлозоразрушающих микроорганизмов — 50 тыс/1 г, грибов — 5 тыс/1 г. Шаг содержания нитратного азота равен 0,5 мг/100 г, содержания Р205 — 10 мг/100 г, а калия — 5 мг/100 г почвы. Установлено, что численность микроорганизмов существенно
влияет на содержание нитратного азота в темно-серой лесной почве под кукурузой и наблюдается более тесная зависимость от целлюлозоразрушающих микроорганизмов — доля участия этого фактора составляет 18% при Т = 0,3505 и К = 0,1874.
Далее по степени влияния, соответственно, идут общая численность микроорганизмов, численность микроорганизмов на МПА, грибы и численность микроорганизмов на КАА (табл. 3).
На содержание Р2О5 в темно-серой лесной почве под кукурузой более всех влияет численность на КАА, затем общая численность, целлюлозоразрушающие, грибы и микроорганизмы на МПА. На содержание К20 влияют, но в меньшей степени, чем на NO3 и Р2О5, соответственно, в порядке уменьшения: целлюлозоразрушающие, общая численность микроорганизмов, численность на КАА, грибы, МПА.
Установлена прямолинейная зависимость между количеством микроорганизмов на МПА и содержанием нитратного азота: с увеличением численности микроорганизмов возрастает содержание азота при Т = 0,2623, К = 0,1674. Влияние других групп микроорганизмов на азот нитратов носит различный криволинейный характер (табл. 3).
Подобная картина наблюдалась по содержанию Р2О5. Прямолинейная зависимость отмечена между количеством микроорганизмов на МПА и численностью целлюлозоразрушающих микроорганизмов. Обратная прямая зависимость наблюдалась от общей численности микроорганизмов: чем больше общая численность микроорганизмов, тем меньше фосфора в почве, при этом самая высокая связь Т = 0,4666,
К = 0,3056. Другие группы микроорганизмов влияли по-разному, связи эти носят различный криволинейный характер (табл. 3).
Зависимость урожайности кукурузы от численности микроорганизмов опре-
деляли по величинам информативности (Т, бит) и коэффициента эффективности передачи информации (К) участия фактора в определении функции. В данном случае урожайности кукурузы вычисляли как долю общей информативности от неопределенности (Н (А), бит), выраженную в процентах. При этом суммарное действие фактора, близкое к 100%, позволяет включать их в модели урожайности (табл. 4).
Суммарное действие таких статистических факторов, как микроорганизмы, растущие на МПА, КАА, целлюлозоразрушающие и грибы дают в сумме 99% их участия в формировании урожайности (табл. 4). Доля участия подвижных питательных веществ (азота, нитратов, фосфора по Чирикову и К2О по Масловой) дают в сумме 93,47% их участия в формировании урожайности кукурузы (табл. 5). Высокая доля влияния численности различных групп микроорганизмов говорит о высокой зависимости: связи эти носят различный криволинейный характер.
Таблица 3
Влияние численности микроорганизмов на содержание элементов питания в темно-серой лесной почве под кукурузой (0-20 см)
Фактор Н (А) Т, бит К
м3
МПА 1,7490 0,2623 0,1670
КАА 1,9202 0,1103 0,0699
Целлюлозоразрушающие 1,8826 0,3505 0,1874
Общая численность 1,8496 0,2781 0,1У59
Грибы 1,8640 0,2784 0,1495
Р2О5 по Чирикову
МПА 1,9427 0,0517 0,0336
КАА 1,9427 0,6112 0,3881
Целлюлозоразрушающие 1,9427 0,3426 0,2319
Общая численность 1,8727 0,4666 0,3056
Грибы 1,9427 0,1200 0,0751
к2о
МПА 1,5766 0,0091 0,0058
КАА 1,6780 0,1710 0,1118
Целлюлозоразрушающие 1,5580 0,2990 0,2045
Общая численность 1,7827 0,1951 0,1302
Грибы 1,5850 0,0809 0,0581
Таблица 4
Влияние численности микроорганизмов на формирование урожайности зеленой массы кукурузы на темно-серой лесной почве
Фактор Н (А), бит Т, бит К Доля участия фактора, %
Целлюлозоразрушающие, тыс/1 г 1,9265 0,6099 0,2986 31,5
Грибы, тыс/ 1 г 1,9242 0,5813 0,4119 29,7
МПА, млн/1 г 1,8989 0,4046 0,2194 19,5
КАА, млн/ 1 г 1,9242 0,3641 0,1845 17,3
Таблица 5
Влияние питательных элементов на формирование урожайности зеленой массы кукурузы на темно-серых лесной почве
Фактор Н (А), бит Т, бит К Доля участия фактора, %
Р2О5 1,8139 0,7375 0,4874 41,76
NО3 1,8185 0,3806 0,2040 20,93
К2О 1,8979 0,3492 0,2635 18,40
W, % 1,8481 0,2291 0,1730 12,38
Оптимальные условия для развития кукурузы и получения максимального урожая создаются при содержании в темно-серой тесной почве микроорганизмов на КАА более 25 млн/1 г, на МПА — от 23-30 млн/1 г, грибов — более 30 тыс/ 1 г, целлюлозоразрушающих — до 100 тыс/ 1 г, Р2О5 — больше 20 мг/100 г, NО3 — от 1,0 до 1,5 мг/100 г и калия - от 10-20 мг/ 100 г.
Отбор наиболее информативных каналов связи позволяет предложить модель для оценки эффективного плодородия темно-серых лесных почв по отношению к кукурузе:
У кукурузы = Р2О5 И (ЦИ (ГИ NОз И
И (МПАИ К2ОИКАА), где УкУкУрузы — урожайность кукурузы в рангах;
Р2О5, Ц, Г, NО3, МПА, К2О, КАА — ранги урожайности, соответствующие содержанию фосфора по Чирикову,
численности целлюлозоразрушающих микроорганизмов, численности грибов, содержания нитратов, численности микроорганизмов на МПА, содержания калия, численности микроорганизмов на КАА;
И — знак функции нелинейного произведения.
Эта модель дает 37% безошибочного прогноза (ранг в ранг) при вероятности Р50 (Х2теор = 21,22 < Х2табл. = 29,34) и 77% с отклонением в 1 ранг.
Таким образом, численность микроорганизмов и содержание подвижных элементов питания определяют урожайность кукурузы. Предложена модель для оценки эффективного плодородия темно-серых лесных почв по отношению к зеленой массе кукурузы (безошибочный прогноз — 37%, с отклонением в один ранг — 77%).
Библиографический список
1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Ари-нушкина. М.: Изд-во МГУ, 1970. 487 с.
2. Доспехов В.А. Методика полевого опыта / В.А. Доспехов. М.: Колос, 1968. 395 с.
3. Звягинцев Д.Т. Методы почвенной микробиологии и биохимии / Д.Т. Звягинцев. М.: Изд-во МГУ, 1980. С. 75-81.
4. Мишустин Е.Н. Удобрения и поч-
венно-микробиологические процессы / Е.Н. Мишустин // Агрономическая микробиология. Л.: Колос, 1976.
С. 191-203.
5. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия / Е.Н. Мишустин. М.: Наука, 1985.
6. Пузаченко Ю.Т. Возможности применения информационно-логического анализа при изучении почвы на примере ее влажности / Ю.Т. Пузаченко, Л.О. Карчевский, Н.А. Взнуздаев // Закономерности пространственного варьирования свойств почвы и информационно-статистические методы их изучения. М.: Наука, 1970. С. 103-121.
7. Пузаченко Ю.Т. Информационнологический анализ в медико-географических исследованиях / Ю.Т. Пузаченко, А.В. Мошкин / / Итоги науки (Сер. Мед.-геогр.). М., 1969. Вып. 3. С. 5-71.
+ + +
