Статьи по растениеводческим темам
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

Влияние предпосевной инокуляции семян селекционными штаммами ризобий на общую и семенную продуктивность кормовых трав

Проблема биологического азота в сельскохозяйственной практике становится все острее год от года и требует незамедлительного решения. Нарушения биогеохимических круговоротов основных биогенных элементов в природных и агроэкологических системах приобретают глобальный характер. Нерациональное применение агрохимикатов, низкий коэффициент их использования растениями приводит к сбросу подвижных форм азота в почву и грунтовые воды, вызывает эвтрофирование водоемов и нарушает экологическое равновесие природных систем. С другой стороны усиленная химизация приводит к снижению содержания гумуса в почве, нарушению их структуры, ухудшает гидротермические параметры. Обстановка в земледелии осложняется энергетическим кризисом. В связи с этим возрастает значение проблемы биологического земледелия, которое основывается на мобилизации природных ресурсов агрофитоценозов. В этом процессе огромную роль роль играют растительно – микробные взаимоотношения. За счет этих взаимодействий растения могут существенно улучшать свое минеральное питание, повышать устойчивость к патогенам.

При выращивании сельскохозяйственных культур около 50% затраченной энергии приходится на азотные удобрения, поэтому использование в севооборотах бобовых культур и биопрепаратов диазотрофов под злаковые культуры становится существенным компонентом энергосберегающих технологий.

Диазотрофия или способность микроорганизмов усваивать атмосферный азот широко распространена в природе. Она присуща как свободноживущим микроорганизмам, так и симбиотическим. Симбиотическая бобово – ризобиальная система издавна используется в практике сельского хозяйства для улучшения азотного баланса почв. Фитомелиорирующие свойства бобовых использовали еще агрономы античных цивилизаций. Их роль, как предшественников в севообороте, очень велика. Симбиотическая диазотрофия обеспечивает экологические преимущества растениям -– макросимбионтам в условиях дефицита азота. Использование этого свойства в сельскохозяйственной практике позволяет значительно уменьшить или полностью исключить применение азотных минеральных удобрений без снижения урожайности бобовых культур и сохранить при этом плодородие почвы.

При изучении тонких механизмов взаимодействия микро - и макросимбионтов бобово-ризобиальных систем выяснилось, что растения данного вида способны селектировать из почвы только определенные виды или даже штаммы клубеньковых бактерий. Однако, между штаммами ризобий существуют большие различия по их активности. Под активностью понимают их способность усваивать атмосферный азот в симбиозе с бобовыми. В основу селекции симбиотических диазотрофов положен отбор высокоэффективных штаммов. Кроме того, удалось установить, что у бобовых растений также высоко развита избирательность в отношении к микросимбионтам на внутривидовом уровне. В связи с этим особый интерес вызывает изучение эффективности существующих экспериментальных и производственных штаммов.

Основным практическим приемом повышения урожая бобовых и размеров азотофиксации является инокуляция бобовых растений высокоэффективными штаммами клубеньковых бактерий - нитрагинизация. В результате проведенных многолетних опытов установлено, что нитрагинизация повышает продуктивность бобовых в среднем на 10 –25%. Уровень прибавок урожая зависит от особенностей культуры, состояния почвы и погодных условий, однако прибавка урожая растений не является основным критерием продуктивности азотофиксации. Наиболее тесная корреляция существует между содержанием или накоплением белка в растениях и размерами фиксации азота [1,2,3,6].

Задачей нашего исследования было изучение влияния экспериментальных и производственных штаммов симбиотических диазотрофов (ризоторфина) на общую биологическую и семенную продуктивность кормовых трав: эспарцета и люцерны.

Методика определения общей продуктивности и структуры

симбиотического аппарата бобовых культур

 

Опыт заложен на 40 делянках площадью 2х4 м в пятикратной повторности. Посев произведен 16 апреля 1999г. Норма высева : эспарцет – 90 кг/га, люцерна – 16 кг/га. В шести вариантах опыта проводилась предпосевная инокуляция семян экспериментальными штаммами ризобий. Агротехническая часть работы проводилась под руководством и при участии кандидата сельскохозяйственных наук, доцента КГАУ Саплева А. В.

Определение биологической продуктивности и структуры симбиотического аппарата проводилось по общепринятым методикам [4,5].

По каждому варианту опыта методом случайных проб отбирались 5 учетных площадок размером 0,5х0,2 м. Растения выкапывались вместе с почвой и помещались в пакеты с этикетками. В лабораторных условиях надземная часть изолировалась и взвешивалась на технических весах ВЛК-500 с точностью до 0,01гр. Корни отмывались на сите, осушались фильтровальной бумагой. Клубеньки отделялись пинцетом, подсчитывались и взвешивались на торсионных весах. При этом розовые ветвистые клубеньки учитывались отдельно, как активная фракция симбиотического аппарата.

Фитомасса посевов бобовых с предпосевной инокуляцией семян ризоторфином

 

Учет продуктивности фитомассы посева первого года вегетации показал, что между контрольными и опытными вариантами имеются существенные различия (табл. 1 ):

Так, в опытах с эспарцетом, наибольшая величина надземной фитомассы отмечалась в варианте с применением штаммов 313 и 826. Разница достоверна как по отношению к контролю, так и в отношении других вариантов опыта. Применение штамма 78 существенных изменений в общей продуктивности не вызвало. Во всех трех опытах с инокуляцией семян люцерны наблюдается некоторое увеличение продуктивности по сравнению с контролем, однако, достоверна разница только в отношении штамма 425А.

Отмечено также влияние предпосевной инокуляции семян ризоторфином на густоту растений в посевах: в опытных вариантах она методично увеличивалась, что можно напрямую связать со стимулирующим воздействием ризобий на прорастание семян и корнеобразование.

Таблица 1

Структура фитомассы посевов кормовых трав в первый год вегетации

(все показатели в г на 1 м2)

Варианты

Надземная фитомасса, г

Масса корней, г

Кол-во растений,

шт.

1.Эспарцет – контроль

2003

475

140

 

2.Эспарцет – штамм 313

2526

643

260

 

3.Эспарцет – штамм 826

2480

529

240

 

4.Эспарцет – штамм 78

1845

420

230

 

5.Люцерна – контроль

2161

600

110

 

6.Люцерна – штамм 425А

2665

631

340

 

7.Люцерна – штамм АН 52

2409

747

335

 

8.Люцерна – штамм 404Б

2304

576

285

 

НСР 0,05

256

154

97

 

 

Структура симбиотического аппарата кормовых трав

Опытные растения в первый год вегетации образовали довольно мощную корневую систему. Основная масса клубеньков образуется на глубине пахотного слоя, дисперсно на боковых корнях. Появление активных клубеньков приурочено к фазе бутонизации. Наибольшее количество клубеньков отмечено во втором, третьем и шестом вариантах опыта (табл. 2):

Таблица 2

Структура симбиотического аппарата посевов кормовых трав в первый год вегетации (1999 г.)

Варианты

Показатели симбиотического аппарата - К Л У Б Е Н Ь К О В

Всего шт/м2

Розовых

Ветвистых

Масса всех,

г/м2

шт/м2

%

шт/м2

%

1.Эспарцет – контроль

2260

130

5,7

435

19,2

6.32

2.Эспарцет – штамм 313

2885

835

28,9

505

19,5

8,73

3.Эспарцет – штамм 826

2565

755

29.4

535

19,4

8,33

4.Эспарцет – штамм 78

2645

805

30,3

435

16,5

7,81

5.Люцерна – контроль

1435

500

34,8

230

16,3

2,42

6.Люцерна – штамм 425А

2720

595

21.9

545

20.0

3.22

7.Люцерна – штамм АН 52

1630

650

39.9

435

26.6

2.83

8.Люцерна – штамм 404Б

1430

350

24.5

425

29.7

2.00

НСР 0,05

338

81

-

65

-

1.84

Доля активных клубеньков в этих вариантах составляет более 40%. Особенно четко прослеживается влияние предпосевной обработки семян ризоторфином на симбиотический аппарат люцерны: в ее посевах количество клубеньков достоверно (почти в 2 раза) увеличивается только в варианте с штаммом 425А, а вот доля активных клубеньков возрастает у всех вариантов. Общая масса клубеньков во втором варианте опыта также достоверно выше контрольной. Различия по массе клубеньков у люцерны несущественны, так как они значительно мельче по размеру.

Условия вегетации 2000 года были значительно более жесткими, чем в предыдущем году. Сильная засуха вызвала угнетение роста и особенно явно сказалась на симбиотрофных свойствах ризобий (табл. 3):

Таблица 3 Структура фитомассы и симбиотического аппарата посевов кормовых трав во второй год вегетации (2000 г.) (все показатели на 1 м2)

Варианты

Надземная фитомасса, г

Масса корней, г

Кол-во (шт)/масса клубеньков (г)

1.Эспарцет – контроль

1646

774

__*

2.Эспарцет – штамм 313

1801

1163

920/1,2

3.Эспарцет – штамм 826

1860

1288

1630/1,5

4.Эспарцет – штамм 78

1569

890

720/0,8

5.Люцерна – контроль

1687

1072

__**

6.Люцерна – штамм 425А

2474

1219

__**

7.Люцерна – штамм АН 52

1945

1195

__**

8.Люцерна – штамм 404Б

1665

1144

__**

НСР 0,05

233

   

Примечания: __*- показатель не определялся; __**- клубеньки отсутствовали.

Как видно из таблицы 3 продуктивность надземной части посевов эспарцета и люцерны на второй год вегетации снизилась из-за сильной засухи летом 2000 года. Масса корней по сравнению с предыдущим годом увеличилась примерно в три раза за счет вторичного роста старых корней. Особенно угнетение роста засухой сказалось на развитии симбиотического аппарата. На корнях люцерны клубеньки в этот год практически не сформировались, а на корнях эспарцета масса клубеньков была в 5-8 раз меньше и на момент укоса почти 100% клубеньков были неактивны. Данные по этому году позволяют сделать предварительный вывод о том, что наибольшую ксерофитность показали а штаммы ризобий 313 и 826 на эспарцете, в посевах люцерны – штамм 425А.

Определение влияния нитрагинизации на семенную продуктивность посевов кормовых трав эспарцета и люцерны на третий год вегетации подтвердило эти предварительные выводы (табл.4):

Таблица 4
 Семенная продуктивность посевов кормовых трав после нитрагинизации селекционными штаммами ризобий (все показатели на 1 м2)

Варианты

Масса

семян,

Г/м2

1.Эспарцет – контроль

18,44

2.Эспарцет – штамм 313

18,16

3.Эспарцет – штамм 826

27,16

4.Эспарцет – штамм 78

18,46

5.Люцерна – контроль

1,96

6.Люцерна – штамм 425А

7,39

7.Люцерна – штамм АН 52

6,60

8.Люцерна – штамм 404Б

3,89

НСР 0,05

4,25

Анализ таблицы 4 показывает, что в посевах эспарцета повышение семенной продуктивности по сравнению с контролем произошло только в варианте с инокуляцией штаммом 826. Во всех вариантах опыта с люцерной наблюдалось превышение семенной продуктивности инокулированных посевов над контрольным, хотя достоверной была разница лишь в двух случаях: после нитрагинизации штаммами 425А и АН 52.

Учет семенной продуктивности кормовых трав в опытах с предпосевной нитрагинизацией активными штаммами клубеньковых бактерий семян эспарцета и люцерны показал, что в некоторых вариантах наблюдалось значительное повышение общей биологической и семенной продуктивности по сравнению с контролем. Кроме того значительно улучшается структура симбиотического аппарата растений.

Из вышеизложенного можно сделать вывод о том, что в условиях зоны Крымских предгорий без применения орошения целесообразно использовать активные штаммы ризобий для повышения общей и семенной продуктивности посевов кормовых трав. В наших опытах наибольшую активность показали штамм 826 на эспарцете и штамм 425А - на люцерне.

Список использованной литературы

1. Антипчук А. Ф.,Канцелярук Г. М.,Рангелова В. Н. и др. Связь между симбиотической азотфиксацией и урожаем бобовых растений // Микробиология.-1989.-№4-с.649-652.

2.  Бутвина О. Ю., Толкачев Н. З., Князев А. В. Высококультурные штаммы клубеньковых бактерий – основа эффективности биопрепаратов.//Микробиол. журн. – 1997.-№4-с.123-131.

3.  Доценко В. К., Марьюшкин В. Д., Курочкина Л. Л. Азотфиксирующая активность и эффективность некоторых симбиотических комплексов сои./Материалы 1 всеукраинской конференции по сое. - Одесса,1993.-С.44-45.

4.  Методические рекомендации по получению новых штаммов клубеньковых бактерий и оценки их эффективности.-М.:Агропромиздат, 1979.-35с.

5.  Пасыпанов Г. С. Биологический азот в решении проблемы растительного белка. //Биологический азот. Тезисы докл. Первой Всес. Конф. СОИСАФ.-Калуга,1990.-С.3-4.

6.  Патыка В. Ф. и др. Микроорганизмы и альтернативное земледелие.-К.:Урожай, 1993.-176с.

УДК 631.461.5:633.31/.37

Баглаева Л. Ю. , Толкачев Н. З. 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство