Некоторые аспекты биологизации земледелия в условиях Нижнего Поволжья

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ БИОЛОГИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

SOME FARMING BIOLOGIZATION ASPECTS IN THE CONDITIONS OF NIZHNEE POVOLZHJE

C.B. Адров, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А.Е. Нургалиева, соискатель

ФГОУВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

S.V. Adrov, A.E. Nurgalieva

Volgograd state agricultural academy

Изучена отзывчивость трех сортов люцерны на инокуляцию различными штаммами нитрагина. Показано влияние симбиотической азотфиксации на повышение плодородия почвы и ценность люцерны как предшественника.

Lucerne three kinds reaction on different nitragin cultures inoculation was studied in the article. Nitrogen-fixation symbiotic influence on soil fertility increase and Lucerne value as a predecessor was showed here.

Ключевые слова: нитрагинизация, штаммы, инокуляция, биологическая

активность, «биологический» азот.

Key words: nitraginization, cultures, inoculation, biological activity, crop capacity.

Одним из важнейших путей биологизации земледелия является всемерное и рациональное использование «биологического» азота, накапливаемого клубеньковыми бактериями в симбиозе с бобовыми растениями в процессе биологической фиксации атмосферного азота.

Нитрагинизация - важнейший прием повышения эффективности симбиотической азотфиксации, но она требует научного обоснования в каждой почвенно-климатической зоне, требует учета всех экологических, почвенно-климатических и агротехнических условий, а также качества примененных штаммов клубеньковых бактерий (сортовой специфичности).

Многолетние исследования установили связь эффективности нитрагина с экологией спонтанных клубеньковых бактерий, что в свою очередь зависит от предшественника и покровной культуры [1, 2, 5].

Установлено, что предшественник, селекционируя определенную микрофлору в своей ризосфере, влияет на распространение спонтанных клубеньковых бактерий и их свойства.

Было показано негативное влияние повышенных доз минерального азота на процесс азотфиксации и установлена стартовая норма оптимального сочетания минерального и биологического азота [3].

Было установлено положительное влияние на процесс азотфиксации фосфорных, органических удобрений и микроэлементов [4, 6].

Помимо создания оптимальных условий для получения активного симбиоза, необходим подбор специфичных активных штаммов клубеньковых бактерий и комплементарных к ним сортов бобового растения, отзывчивых на инокуляцию определенным штаммом. Правильный подбор пары компонентов бобово-ризобиального симбиоза имеет важное значение для процесса эффективной азотфиксации, ведущей к повышению содержания азота в растениях за счет «биологического».

Исходя из этих позиций, мы исследовали на светло-каштановых почвах 3 сорта люцерны и 4 штамма нитрагина.

Экспериментальные исследования проводились в учебно-опытном хозяйстве Волгоградской ГСХА «Горная Поляна» в период с 1988 г. по 1992 гг.

Полевые опыты были разделены на две части.

Первый опыт: подбор специфических штаммов клубеньковых бактерий и сорта люцерны, отзывчивого на инокуляцию. В опыте высевалась люцерна: Ленинская местная, Надежда, ВНИИОЗ-16. Испытывались следующие штаммы нитрагина: 425 а -

стандартный, новые штаммы 43 а и 409 б из Всероссийского НИИ сельскохозяйственной микробиологии и местный штамм 5 л, выделенный из спонтанных клубеньков люцерны в исследуемой зоне. Опыты проводились на фоне фосфорно-калийных удобрений Р120К60, которые вносились под основную обработку. Повторность в опыте - четырехкратная, размещение делянок - систематическое, площадь опытных делянок 200 м .

Бактеризация семян проводилась в день посева из расчета 200 г препарата на гектарную норму. Норма высева люцерны - 9 млн всхожих семян, способ посева -обычный, беспокровный. Повторность во времени - трехкратная, предшественник -суданская трава. Поливы проводились дождевальными агрегатами ДДА-100М. Поддерживался режим влажности не ниже 75 % НВ.

Второй опыт: для изучения последствия бактеризации различными штаммами сортов люцерны была высеяна кукуруза по пласту одно-, двух- и трехлетней люцерны в

вариантах первого опыта. Повторность четырехкратная, учетная площадь делянок - 200

2

м .

Данные таблицы 1 показывают, что там, где имеет место активный симбиоз и развит симбиотический аппарат, урожай зеленой массы выше по сравнению с контролем и с другими штаммами.

Не все сорта люцерны оказались одинаково отзывчивы на инокуляцию разными штаммами: по образованию симбиотического аппарата наибольшую восприимчивость сорт Ленинская местная проявил к штамму 425а, сорт Надежда - к штамму 43а.

Сорт ВНИИОЗ-16 мало отзывчив на инокуляцию всеми штаммами, что говорит об отсутствии у данного сорта генетического свойства отзывчивости на инокуляцию с изучаемыми штаммами.

Наивысшая прибавка в сумме за три года от бактеризации люцерны Ленинская местная получена со штаммом 425а - 30 %, по сорту Надежда более высокая прибавка от штамма 43а - 20,6 %. Бактеризация семян люцерны ВНИИОЗ-16 не дала значительной прибавки (3,0-5,0 %) ни с одним штаммом.

Данные по развитию симбиотического аппарата (табл. 2) согласуются с данными по биологической активности почвы в посевах люцерны, определяемой нами по накоплению аминокислот на разрушающейся клетчатке в мкг на 1 г полотна. Наивысшему развитию симбиотического аппарата соответствует наибольшая биологическая активность (325 мкг/1г полотна в варианте Ленинская местная + штамм 425а против 250 мкг/1г в контроле). Положительная роль бактеризации отразилась на повышении активности агрономически полезной микрофлоры, что сказалось на плодородии почвы и повышении продуктивности посевов люцерны.

Таблица 1 - Урожай зеленой массы люцерны по годам жизни в зависимости от штамма нитрагина

Варианты Урожайность*, т/га В сумме за три года Прибавка

1-го года 2-го года 3-го года т/га % к контро ЛЮ

Ленинская местная

Контроль 24,7 54,5 52,2 131,4 - 100

Штамм 425а 31,4 72,5 67,5 171,4 40,0 130,4

Штамм 5 л 29,5 63,4 61,4 154,3 22,9 117,4

Штамм 43 а 27,3 59,5 57,0 143,8 12,4 109,4

Штамм 4096 28,4 61,7 58,7 148,8 17,4 113,2

Надежда

Контроль 28,0 61,1 57,6 146,7 - 100

Штамм 425а 29,5 66,4 61,0 156,9 10,2 106,9

Штамм 5 л 32,8 69,6 65,0 167,4 20,7 114,1

Штамм 43 а 34,9 73,1 69,0 177,0 30,3 120,6

Штамм 4096 33,5 70,9 66,6 171,0 24,3 116,5

ВНИИОЗ-16

Контроль 25,8 55,0 56,6 137,4 - 100

Штамм 425а 26,9 56,5 58,4 141,8 4,4 103,2

Штамм 5 л 26,7 58,5 58,8 144,0 6,6 104,8

Штамм 43 а 27,1 58,7 58,6 144,4 7,0 105,0

Штамм 4096 25,3 54,8 57,3 137,4 - 100

НСР05 т/га фактор А (штаммы) 0,53 - 0,67 НСР05 т/га фактор В (сорта) 0,41 - 0,51 * Люцерна 1-го года - среднее за 1988-1990 гг.

Люцерна 2-го года - среднее за 1989-1990 гг.

Люцерна 3-го года - за 1990 г.

Таблица 2 - Формирование симбиотического аппарата в зависимости от бактеризации штаммами клубеньковых бактерий у люцерны второго года жизни сорт Ленинская

местная

Варианты Количество клубеньков (шт.) на одно растение Биологическая активность почвы мкг/г полотна

Контроль 34 250

Штамм 425а 125 325

Штамм 5 л 105 317

Штамм 43 а 88 293

Штамм 4096 102 303

Бактеризация имеет значение для накопления азота в урожае, повышающего кормовую ценность люцерны и плодородие почвы.

Исследования показали (табл. 3), что сортовая специфичность в наших опытах сказывается и на этом важном показателе. Так, у сорта Ленинская местная второго года жизни со штаммом 425а прибавка составила 223,4 кг/га, у сорта Надежда со штаммом 43а - 113 кг/га, что выше показателей по другим вариантам.

Наиболее важно для плодородия почвы накопление азота в пожнивно-корневых остатках люцерны. Здесь отмечается такая же закономерность, что и по накоплению азота в зеленой массе. Для люцерны Ленинская местная эффективным оказался штамм 425а: прибавка составила по первому году 40,3 кг/га (42,9 %), по второму году - 76,0 кг/га (55,6 %) и по третьему году - 66,2 кг/га (38,6 %).

Для люцерны сорта Надежда эффективным оказался штамм 43 а, прибавка составила соответственно: 27,6 кг/га (23,4 %), 46,8 кг/га (23,1 %), 39,1 кг/га (20,3 %).

Таким образом, при бактеризации получена значительная прибавка общего азота за

счет «биологического», что улучшает не только качество продукции, но и повышает плодородие почвы.

Технология возделывания люцерны с использованием бактеризации повысила ценность люцерны как предшественника. Но при этом следует подчеркнуть значение оптимального сочетания сорта и штамма. Урожайность кукурузы, высеянной по пласту люцерны, во всех бактеризованных вариантах по всем годам жизни имеет прибавку, но наибольшую по сорту Ленинская местная + штамм 425а - 36,8 %, по сорту Надежда + штамм 43а - 15 %.

По сорту ВНИИОЗ-16 прибавка не превышала 3-9 % от контроля.

Таблица 3 - Содержание общего азота в урожае люцерны по годам жизни, кг/га

Варианты Люцерна 1-го года

Колич ество азота в урожа е Приба вка к контр ОЛЮ Количес тво азота в урожае Прибав ка к контрол ю Колич ество азота в урожа е Прибав ка к контро ЛЮ

Ленинская местная

Контроль 167,6 - 303,0 - 256,5 -

Штамм 425а 280,3 112,6 526,8 223,4 425,6 169,1

Штамм 5 л 250,3 82,7 441,6 138,6 369,8 113,1

Штамм 43 а 221,9 54,3 382,2 79,2 305,0 48,5

Штамм 4096 228,2 60,6 402,8 99,8 314,8 58,3

Надежда

Контроль 213,6 - 374,0 - 324,0 -

Штамм 425а 235,1 21,5 425,2 51,2 355,6 31,6

Штамм 5 л 269,4 48,8 451,5 77,5 381,8 57,8

Штамм 43 а 285,3 71,7 487,2 113,2 410,9 86,9

Штамм 4096 262,5 48,9 460,0 86,0 393,9 69,9

ВНИИОЗ-16

Контроль 208,1 - 354,4 - 352,5 -

Штамм 425а 216,8 8,7 364,0 9,6 364,8 12,3

Штамм 5 л 213,2 5,1 379,1 24,7 369,9 17,4

Штамм 43 а 218,1 10,0 380,0 25,6 366,0 13,5

Штамм 4096 203,7 -4,4 351,9 -2,5 359,6 7,1

Вместе с тем бактеризация предшественника повышает и качество урожая последующей культуры (табл. 4): содержание азота в сухой массе кукурузы в оптимальных вариантах достигала по пласту люцерны второго года Ленинская местная до 2,5 % против контроля 2,0 %, по пласту сорта Надежда - 2,20 против 2,04 % в контроле. Таблица 4 - Содержание азота в урожае кукурузы в зависимости от продолжительности использования люцерны как предшественника и штамма нитрагина

Вариант опыта Содержание азота в сухой массе кукурузы по пласту люцерны, %

С люцерной (предшественник) Ленинская местная Надежда ВНИИОЗ-16

Кукуруза по пласту второго года

Контроль 2,00 2,04 2,00

Штамм 425а 2,50 2,10 2,02

Штамм 5 л 2,42 2,10 2,01

Штамм 43 а 2,10 2,20 2,04

Штамм 4096 2,12 2,12 2,02

Кукуруза по пласту третьего года

Контроль 1,82 1,96 1,78

Штамм 425а 2,28 2,02 1,80

Штамм 5 л 2,04 2,04 1,84

Штамм 43 а 1,88 2,16 1,80

Штамм 4096 1,90 2,00 1,82

При оптимальном сочетании бобово-ризобильной пары штамма и растения в наших исследованиях было получено увеличение доли биологического азота. Так, у сорта Ленинская местная со штаммом 425а при активном симбиозе доля биологического азота достигала 73 %, а при спонтанном заражении на контроле - 57 %. У сорта Надежда коэффициент азотфиксации достиг со штаммом 43а 0,74 (в контроле - 0,66).

Таким образом, нитрагинизация повысила содержание общего азота и долю биологического азота, что повышает коэффициент азотфиксации до 0,74 и подтверждает необходимость правильного подбора штамма и сорта люцерны. Очевидно, эти цифры не предел: подбирая и селекционируя высокоактивные штаммы клубеньковых бактерий, можно получить более высокие величины доли биологического азота.

Следовательно, нитрагинизация с учетом всех условий и сортовой специфичности повышает эффективность симбиотической азотфиксации и является одним из факторов повышения плодородия почвы.

Библиографический список

1. Веденяпина, Н.С. Биологический азот в земледелии и перспективы его использования в Волгоградской области / Н.С. Веденяпина, Е.К. Муковникова // Интенсивное земледелие и охрана окружающей среды. Республиканская научнотехническая конференция. - Волгоград, 1989. - С. 17-19.

2. Пути повышения доли «биологического» азота у бобовых и последующих культур при бактеризации предшественника в подзоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья / Н.С. Веденяпина, Е.К. Муковникова, С.В. Адров, А.Ф. Симонов // Интродукция микроорганизмов в окружающую среду: науч. конф.- М., Прогресс, 1994. - С. 22.

3. Веденяпина, Н.С. Эффективность нитрагина в посевах люцерны и сои в Нижнем Поволжье / Н.С. Веденяпина, В.А. Сухов // Сборник научных статей. - Волгоград, 1983. - С. 48-53.

4. Муковникова, Е.К. Влияние нитрагинизации и органических удобрений на симбиотическую азотфиксацию и продуктивность семенной люцерны на светло-каштановых почвах при орошении: автореф. . .. канд. с.-х. наук / Муковникова Елена Константиновна. - Волгоград, 1995. - 24 с.

5. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России / Под ред. В.Ф. Мальцева, М.М. Каюмова. - Ч. 1. - М.: ФЕНУ Росинформагротех, 2002. - 544 с.

6. Чурзин, В.Н. Биологические основы и приемы создания высокопродуктивного травостоя люцерны при выращивании на корм и семена в условиях орошения на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья: дисс. ... доктора с.-х. наук: 06.01.09. / Чурзин Виктор Николаевич. - Волгоград, 1990. - 546 с.

E-mail: ayzhanochka@mail.ru