Роль удобрений в формировании почвенной микрофлоры при возделывании озимой пшеницы

УДК 632.4

РОЛЬ УДОБРЕНИЙ В ФОРМИРОВАНИИ ПОЧВЕННОЙ МИКРОФЛОРЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

А. М. Ямалиева1, С. А. Замятин2, С. А. Максуткин2

1Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола 2Марийский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Йошкар-Ола

ROLE OF FERTILIZERS IN FORMATION OF SOIL MICROFLORA

AT CULTIVATION OF WINTER WHEAT

1 2 2 А. М. Yamalieva, С. А. Zamyatin2, С. А. Maksutkin2

1Mari State University, Yoshkar-Ola 2Mari research institute of agriculture, Yoshkar-Ola

Озимая пшеница - одна из основных продовольственных культур, возделываемых на территории Республики Марий Эл. Одним из активных способов антропогенеза, регулирующих почвенные процессы, направленные на повышение почвенного плодородия и улучшение фитосанитарного состояния почвы, является применение удобрений. Целью исследований являлось изучить влияние минеральных и органических удобрений на формирование микробиоценоза почвы, ее биологическую активность и урожайность озимой пшеницы. Исследования проводились в полевых и лабораторных условиях. В начале вегетации наибольшее соотношение сапротроф/ патоген наблюдается на варианте органической технологии с внесением минеральных удобрений, а в конце вегетации - на варианте обычной технологии. Наибольшее развитие корневой гнили на озимой пшенице в течение всей вегетации наблюдалось на варианте обычной технологии без внесения удобрений. Наибольший процент разложения льняной ткани наблюдался на варианте органической технологии с внесением минеральных удобрений. Таким образом, внесение в севообороте под озимую пшеницу клеверного сидерата и соломенной мульчи предшествующих культур способствует развитию сапрофитной микрофлоры, повышению биологической активности почвы и улучшает фитосанитарное состояние почвы.

Ключевые слова: озимая пшеница, микробиоценоз, биологическая активность почвы, сапротрофы, патогены

Winter wheat is one of the main food crops cultivated in the territory of the Republic of Mari El. One of the active ways of anthropogenesis regulating the soil processes directed to increase of soil fertility and improvement of a phytosanitary condition of the soil is use of fertilizers. The purpose of the researches was to study the influence of mineral and organic fertilizers on formation of a microbio-cenosis of the soil, its biological activity and productivity of winter wheat. The researches were conducted in field and laboratory conditions. At the beginning of the growing season the highest ratio of saprotrophs/pathogens occurs in the form of organic technology with application of mineral fertilizers, and at the end of the growing season -in the form of common technology. The greatest development of root decay on winter wheat during all vegetation was observed on option of common technology without application of fertilizers. The greatest percent of decomposition of linen fabric was observed on option of organic technology with introduction of mineral fertilizers. Thus, introduction in a crop rotation under winter wheat of a clover siderat and straw mulch of the previous cultures promotes development of saprophytic microflora, increase of biological activity of the soil and improves a phytosanitary condition of the soil.

Keywords: winter wheat, microbiocenosis, biological activity of the soil, saprotrophs, pathogens

Озимая пшеница - одна из основных продовольственных культур, возделываемых на территории Республики Марий Эл. Однако в последние годы наблюдается сокращение посевных площадей и резкое падение урожайности зерновых культур, в том числе и озимой пшеницы.

Одним из активных способов антропогенеза, регулирующих почвенные процессы, направленные на повышение почвенного плодородия и улучшение фитосанитарного состояния почвы, является применение удобрений. Удобрения, всесторонне

воздействуя на почву и растение, прямо или косвенно изменяют роль источника и передатчика инфекции, а также реакций на инфекцию [3].

Фитопатогенные грибы длительное время могут находиться в почве в состоянии функционального или вынужденного покоя в виде устойчивых к внешним воздействиям покоящихся структур. Их прорастание во многом зависит от фунгистати-ческого потенциала почвы, под которым понимают ее способность задерживать прорастание грибных зачатков Отзывчивость на фунгистатическое

© Ямалиева А. М., Замятин С. А., Максуткин С. А., 2016

Вестник Марийского государственного университета

действие почвы вероятна для жизненного цикла почвенных грибов, которые переживают периоды минимального количества или отсутствия субстрата [1].

В связи с этим целью наших исследований являлось изучить влияние минеральных и органических удобрений на формирование микробиоценоза почвы, ее биологическую активность и урожайность озимой пшеницы.

Исследования проводились в полевых и лабораторных условиях. Для проведения исследований в полевых условиях на опытном поле ГНУ «МарНИИСХ Россельхозакадемии» в деревне Большая Ноля Медведевского района Республики Марий Эл был заложен 2-факторный опыт: фактор А - технология возделывания; фактор В - внесение минеральных удобрений в 6-польном севообороте

Фактор В - внесение минеральных удобрений В1 - контроль (без удобрений) В2 - ^оРбоКбо

Повторность вариантов в опыте трехкратная, расположение делянок систематическое. Общая площадь делянки составляет 330 кв2 (30 х 11 м). Учетная площадь - 100 м2. Каждая из делянок делится поперек на две части по 165 м2 (15 х 11 м) для изучения влияния вносимых минеральных удобрений. В свою очередь эта делянка делится еще на две части по 82,5 м2 (5,5 х 15 м) для изучения влияния вносимых органических удобрений в виде запашки высокой стерни клевера перед уборкой на зеленый корм и измельченной соломенной мульчи возделываемой культуры. Почва опытного участка дерново-подзолистая, средне-суглинистая со следующими агрохимическими показателями перед закладкой: содержание гумуса (по Тюрину) - 2,23 %, гидролизуемого N -6,0 мг экв/100 г почвы, подвижных форм Р205 (по Кирсанову) - 27 мг экв/100 г почвы, обменного К (по Кирсанову) - 11 мг экв/100 г почвы, рНсол. - 5,67. В севообороте на исследование была взята озимая пшеница, шедшая пятой культурой. Предшествующей культурой была вико-ов-сяная смесь на зерно. Для посева использовали сорт озимой пшеницы Безенчукская 380.

В лабораторных условиях были проведены посевы почвы, взятой из ризосферы растений озимой пшеницы в различные фазы ее развития -

кущение, трубкование, колошение и восковая спелость. Для определения качественного и количественного состава микромицетов использовали питательную среду Чапека - Докса. Определение проводили методом почвенных разведений [2]. Повторность четырехкратная.

Трижды за вегетацию - в фазу кущения, в фазу цветения и перед уборкой урожая - была проведена диагностика и учет пораженности растений озимой пшеницы корневыми гнилями. Учет проводили методом маршрутных обследований [5]. В ходе проведения анализа образцов растений определяли интенсивность поражения в баллах.

Также нами были проведены исследования по изучению биологической активности почвы методом разложения льняных полотен по методу Е. Н. Мишустина, Н. С. Вострова и А. Н. Петровой [4].

В результате проведенных анализов в почве обнаружены патогены Fuzarium culmorum Sacc. и Fuzarium avenaceum Sacc., из сапротрофов -Pénicillium virdicatum Westl., Pénicillium lanosum Westl., Aspergillus fumigatus Fres., Aspergillus terreus Thom., Rhizophus nigricans Ehr., Mucor piriformis Fisch., а также типичный представитель антагонистической микрофлоры гриб - антагонист Trichoderma lignorum (Tode) Haz. (табл. 1).

Таблица 1

Структура микромицетного комплекса в ризосфере озимой пшеницы

Варианты Сапро-трофы, тыс. шт/г почвы Патогены, тыс. шт/г почвы Сапро-трофы/ патогены

фактор А -технология фактор В -удобрения

1 2 3 4 5

Кущение

Обычная без удобрений 10,0 10 1,0

N60P60K60 16,7 3,3 5,0

Органическая без удобрений 20,0 13,3 1,5

N60P60K60 40,0 3,3 12,1

Трубкование

Обычная без удобрений 56,5 10 5,6

N60P60K60 33,3 3,3 10,0

Органическая без удобрений 50,0 11,8 4,2

N60P60K60 60,0 6,7 8,9

Продолжение табл. 1

1 2 3 4 5

Колошение

Обычная без удобрений 68,5 10,5 6,5

^0Р60К60 45,1 6,7 6,7

Органическая без удобрений 67 12 5,6

^0Р60К60 82,5 6,7 12,3

Восковая спелость

Обычная без удобрений 74,3 10,5 7,1

^0Р60К60 49,9 3,3 15,1

Органическ ая без удобрений 71,4 13,3 5,4

^0Р60К60 87,5 6,7 13,0

Изучив таблицу 1, мы видим, что в начале вегетации наибольшее соотношение сапротроф/ патоген наблюдается на варианте органической технологии с внесением минеральных удобрений, а в конце вегетации - на варианте обычной технологии. Так, в фазу кущения оно составляет 12,1 и в фазу восковой спелости 15,1 соответственно. При этом в краткосрочном полевом опыте с соломенной мульчей увеличение коэффициента сапротроф/патоген на варианте с бобовой соломенной мульчей составило по сравнению с контролем почти в 3 раза, а по сравнению с озимой мульчей в 1,5 раза. С ростом численности сапротрофов увеличивается и фунгистазис почвы. Сходство коэффициента сапротроф/патоген в зависимости от изучаемых вариантов можно представить в виде следующего графика (рис.):

На вариантах без внесения удобрений в основном встречались растения с интенсивностью

поражения по 2 баллу, на вариантах же с внесением удобрений - только по 1 баллу (табл. 2).

Таблица 2

Развитие и распространение корневой гнили на озимой пшенице

Варианты Кущение Трубко-вание Восковая спелость

Фактор А -технология Фактор В -удобрения R, % P, % R, % P, % R, % P, %

Обычная без удобрений 17,5 40 22,5 50 27,5 60

^0Р60К60 12,5 40 15 40 20,5 50

Органиче ская без удобрений 7,5 20 10,5 30 15 40

^0Р60К60 2,5 10 7,5 10 12,5 30

Примечание: R - развитие болезни, %;

Р - распространение болезни, %.

Данные таблицы показывают, что наибольшее развитие корневой гнили на озимой пшенице в течение всей вегетации наблюдалось на варианте обычной технологии без внесения удобрений. Так, в фазу кущения оно составило 17,5 %, к фазе трубкования увеличилось в 1,3 раза, а в фазу восковой спелости - в 1,6 раза. Наименьшее же развитие заболевания наблюдалось на варианте органической технологии с внесением минеральных удобрений. В начале вегетации оно было в 7 раз ниже по сравнению с обычной технологии без внесения удобрений. Распространение корневой гнили было также ниже на вариантах органической технологии.

Неодинаковая была и биологическая активность почвы (табл. 3). Наибольший процент разложения льняной ткани наблюдался на варианте органической технологии с внесением минеральных удобрений. Остальные варианты имеют незначительные отличия по сравнению с обычной технологией без удобрений.

Таблица 3

Биологическая активность почвы, 2008 г.

Варианты % разложения

Фактор А -технология Фактор В -удобрения 45 дней 90 дней

Обычная Без удобрений 32 97,6

^0Р60К60 36,5 94,7

Органическая Без удобрений 33,9 98,2

^0Р60К60 41,3 97,9

НСР05 по фактору А 7,088 5,854 по фактору В 4,551 3,738

1,0 Tree Diagram for Variables Single Linkage 1-Pearson r

0,8

Linkage Distance "4 о>

0,2 0,0

Var4 Var2 Var3 Varl

Дендрограмма сходства соотношений сапротроф: патоген в ризосфере озимой пшеницы в различные фазы ее развития в зависимости от внесения удобрений

Вестник Марийского государственного университета

Выводы:

1. Внесение в севообороте под озимую пшеницу клеверного сидерата и соломенной мульчи предшествующих культур способствует развитию сапрофитной микрофлоры, повышению биологической активности почвы и улучшает фитоса-нитарное состояние почвы.

2. Внесение по клеверному сидерату и измельченной соломе минеральных удобрений (1Ч60Р60К60) способствует снижению развития корневой гнили озимой пшеницы.

Литература

1. Влияние удобрений на деятельность почвенной микрофлоры при возделывании озимой пшеницы / А. M. Ямалиева [и др.] // Вестник Казанского ГАУ. Казань, 2008. № 3(9). С. 98-i0i.

2. Mетoды изучения почвенных микроорганизмов и их метаболитов / под ред. H. А. Красильникова. M.: Изд-во Mocкoвcкoгo ун-та, i966. 2i6 с.

3. Mишуcтин Е. H. Использование соломы как органического удобрения. M.: Шука, i980. 270 с.

4. Теппер Е. З., Шильникова В. К., Переверзева Г. И. Практикум по микробиологии. 2-е изд., перераб. и доп. M.: Колос, i979. 2i6 с.

5. Фитосанитарная диагностика / под ред. А. Ф. Ченкина. M.: Колос, i994. 323 с.

References

1. Vlijanie udobrenij na dejatel'nost' pochvennoj mikroflory pri vozdelyvanii ozimoj pshenicy, A. M. Jamalieva [i dr.]. Vestnik Kazanskogo GAU. Kazan', 2008, no. 3(9), pp. 98-i0i.

2. Metody izuchenija pochvennyh mikroorganizmov i ih metabolitov, pod red. N. A. Krasil'nikova. M.: Izd-vo Moskovskogo un-ta, i966,2i6 p.

3. Mishustin E. N. Ispol'zovanie solomy kak organicheskogo udobrenija. M.: Nauka, i980, 270 p.

4. Tepper E. Z., Shil'nikova V. K., Pereverzeva G. I. Praktikum po mikrobiologii. 2-e izd., pererab. i dop.,M.: Kolos, i979, 2i6 p.

5. Fitosanitarnaja diagnostika, pod red. A. F. Chenkina. M.: Kolos, i994, 323 p.

Статья поступила в редакцию 9.03.2016 г.

Submitted 9.03.2016.

Для цитирования: Ямалиева А. М., Замятин С. А., Максуткин С. А. Роль удобрений в формировании почвенной микрофлоры при возделывании озимой пшеницы // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2016. № 2 (6). С. 61-64.

Citation for an article: Yamalieva А. М., Zamyatin С. А., Maksutkin С. А. Role of fertilizers in formation of soil microflora at cultivation of winter wheat. Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics ". 2016, no. 2 (6), pp. 61-64.

Ямалиева Асия Манцуровна,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола,

asiayamalieva@mail. ги

Замятин Сергей Анатольевич,

кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом, Марийский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Йошкар-Ола,

zamyatin. ser@mail. ги

Максуткин Сергей Аркадьевич,

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, Марийский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Йошкар-Ола, via@mari-el. ги

Yamalieva Asiya Mantsurovna,

Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Mari State University, Yoshkar-Ola,

asiayamalieva@mail ru

Zamyatin Sergey Anatolyevich,

Candidate of Agricultural Sciences, manager department, Mari Scientific Research Institute of Agriculture, Yoshkar-Ola,

zamyatin. ser@mail. ru

Maksutkin Sergey Arkadyevich,

Candidate of Agricultural Sciences, senior researcher, Mari Scientific Research Institute of Agriculture, Yoshkar-Ola, via@mari-el. ru