Влияние ризоторфина, возрастающих доз азотных удобрений и их совместного действия на продуктивность бобовых растений

Е.Е. Фомичёв, С.Е. Котова, Т.Г Угай

ВЛИЯНИЕ РИЗОТОРФИНА, ВОЗРАСТАЮЩИХ ДОЗ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ Ш ИХ СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ БОБОВЫХ РАСТЕНИЙ

Томский государственный педагогический университет

Для повышения продуктивности бобовых культур необходимо при их возделывании, наряду с обычными агротехническими приемами, применять также предпосевную обработку семян ризоторфином, представляющим собою бактериальный препарат, насыщенный клубеньковыми бактериями соответствующего вида.

Эффективность симбиотической азотфиксации определяется комплексом факторов и условий, из

которых наибольшее значение имеют биологические особенности культур, генотипы растений и азотфик-сирующих микроорганизмов, соответствие экологических условий потребностям конкретных макро- и микросимбионтов. Оптимизация и рациональное сочетание этих факторов дают возможность существенно повысить размеры азотфиксации [1].

Основным практическим приемом повышения продуктивности бобовых культур является иноку-

ляция их высокоэффективными штаммами клубеньковых бактерий. Многолетними опытами показано, что под влиянием ризоторфина урожай бобовых в среднем повышается на 10-25 % и при этом значительно возрастает сбор протеина. Кроме того, бобовые культуры существенно улучшают физикохимические свойства почвы и ее фитосанитарное состояние [2].

Разработка приемов повышения симбиотической азотфиксации основана на подборе оптимальных условий для развития бобовых растений. При этом особая роль отводится сочетаниям минерального и и биологического азота в питании растений.

Литературные сведения о значении минерального и симбиотического азота в жизни бобовых растений весьма противоречивы. Одни исследователи считают, что вносить минеральный азот под зернобобовые - «агрономическая нелепость» [3], другие рекомендуют вносить небольшие, так называемые стартовые (до 20-30 кг/га) дозы минерального азота, которые необходимы для первых этапов развития бобового растения и благоприятно влияют на рост корней и формирование на них клубеньков [4, 5]. По мнению третьих авторов, максимальный урожай бобовых можно получить только за счет высоких доз азотных удобрений [6]. Однако, по данным четвертой группы авторов [7; 8, с. 41], инокуляция активными расами клубеньковых бактерий вполне обеспечивает бобовые растения азотом без дополнительного внесения азотных удобрений. Наконец, в литературе существует и такое мнение, что бобовые необходимо обеспечить не только биологическим, но и минеральным азотом [9].

Разноречивость приведенных сведений можно объяснить различиями в условиях проведения опытов, свойствами использованных почв, различными требованиями бобовых культур к условиям произрастания, а также эффективностью клубеньковых бактерий, участвующих в образовании клубеньков и величиной применяемых доз азотных удобрений [9, 10].

В данной работе обобщаются результаты десятилетних исследований (1994—2003 гг.) по программе географической сети опытов России с биопрепаратами по изучению влияния ризоторфина, изготовленного на новых штаммах клубеньковых бактерий, а также возрастающих доз азотных удобрений и их совместного действия с клубеньковыми бактериями на продуктивность гороха, клевера и люцерны.

Объекты и методы. Полевые опыты проводились на типичных для Томской области серых лесных почвах агробиостанции ТГПУ, содержащих спонтанные клубеньковые бактерии гороха и клевера до 700 тыс. клеток в 1 г почвы. Опыты размещались на делянках по 100 м2 при 4-кратной повторности на фоне фосфорно-калийных удобрений в дозе по 60 кг действующего вещества на гектар. Азотные удобре-

ния в виде аммиачной селитры применялись в трех дозах: 30-60-90 кг действующего вещества на гектар. Посев производился узкорядным способом не-протравленвыми семенами в третью декаду мая. Семена обрабатывались ризоторфином непосредственно перед посевом вручную, полу влажным способом (0.5 л воды на 1 ц семян), таким же количеством воды смачивались семена и для контрольных вариантов. Ри-зоторфин был получен из ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Санкт-Петербург).

По данным агрохимических анализов в пахотном слое опытного участка содержалось: 4.3-5.2 % гумуса, 0.14—0.8 % общего азота, 13.4—16.5 мг на 100 г почвы Р205 и 11.4-15.4 мг на 100 г почвы К,О.

Об эффективности бобово-ризобиального симбиоза судили по урожаю зеленой массы бобовых культур и содержанию в ней сырого протеина. Урожайные данные обработаны дисперсионным методом [11].

Результаты и их обсуждение. В полевых опытах по изучению влияния ризоторфина на урожай люцерны, клевера, гороха установлено, что эффективность этого препарата на серых лесных почвах

Томской области колеблется в широких пределах.

В опытах с люцерной проверено 15 штаммов, под влиянием которых урожай зеленой массы повышался от 13 до 20 % при среднем урожае по контролю в 290 ц/га. Прирост сырого протеина под влиянием клубеньковых бактерий варьировал от 96 до 320 кг/га. В условиях нечерноземной зоны Западной Сибири наиболее стабильные прибавки зеленой массы люцерны на уровне 15-19 % на протяжении 10 лет были получены от ризоторфина, изготовленного на 425а, 4126, 4046 штаммах клубеньковых бактерий.

В посевах клевера за 10 лет (1994-2003 гг.) испытана эффективность ризоторфина, изготовленного на 15 штаммах клубеньковых бактерий. Опытами показано, что эффективность этого бактериального препарата колеблется от 10 до 16 % по отношению к небактеризованным вариантам.

Наиболее эффективными оказались следующие штаммы: 348а, 40, 110, 3486, 3406 под влиянием которых урожай сена клевера повышался на 12-16 %, а прирост сырого протеина возрастал от 74 до 125 кг/га. Самые устойчивые прибавки в условиях нашей зоны были получены от ризоторфина, изготовленного на 3296, 348а, 3406 штаммах клубеньковых бактерий. Однако 3 штамма (42, 3436, 3446) не обеспечили достоверных прибавок урожая. Всего в посевах клевера за отчетный период проверено 15 штаммов, с которыми проведено 10 полевых опытов, включавших 44 опытных варианта, но достоверные прибавки получены в 30 вариантах, что составляет 68 % положительных случаев.

Однако в опытах с горохом искусственная инокуляция его семян ризоторфином оказалась в абсолютном большинстве случаев неэффективной. Лишь под

Е.Е. Фомичёв, С.Е, Козлова,, ТТ. Угай. Влияние ризотофина, возрастающих доз азотных удобрений..

Влияние ризоторфина, возрастающих доз азотных удобрений и их совместного действия на продуктивность гороха, клевера и люцерны по опытам за 1994—2003 гг.

Варианты опытов Горох

Средний Сырой Средний Сырой Средний Сырой

урожай протеин урожай протеин урожай протеин

ц/га % % кг/га ц/га % % кг/га ц/га % % кг/га

Р60 К60 (Фон) 185 100 15.71 406 32.0 100 13.12 302 285 100 14.45 576

Фон + ризоторфин 196 106 15.94 437 36.2 113 13.71 355 331 116 17.22 798

Фон + N30 200 108 16.04 449 33.7 1.05 13.90 337 305 107 14.68 627

То же + ризоторфин 202 109 16.06 454 36.6 114 14.11 371 356 125 17.98 876

Фон + М60 205 Ш 16.45 472 35.7 112 13.81 354 313 110 15.28 669

То же + ризоторфин 207 112 16.41 475 36.7 115 13.90 367 359 126 17.62 885

Фон + N90 217 117 17.52 532 36.4 114 14.14 371 322 из 15.01 677

То же + ризоторфин 215 116 17.49 526 36.9 115 13.90 369 328 115 15.49 711

влиянием трех штаммов (2606 в 1994 г., а также 2636 и 245а в 1995 г.) были получены достоверные прибавки урожая зеленой массы гороха.

Результаты опытов с бобовыми культурами по эффективности ризоторфина, возрастающих доз азотных удобрений и их совместного действия представлены в таблице,

Из средних данных десяти полевых опытов с горохом, проведенных как в условиях дефицита влаги (1994, 1997-1999, 2003 гг), так и при ее достаточном и избыточном содержании (1995, 1996, 2000-2002 гг.), искусственная инокуляция оказалась неэффективной как по фону фосфорно-калийных удобрений, так и по всем трем (30-60-90 кг/га) испытываемым дозам минерального азота. Достоверные прибавки были получены только от азотных удобрений в количестве 60 и 90 кг/га.

В посевах клевера за тот же период под влиянием малой дозы минерального азота не получено достоверного прироста урожая, а средняя и повышенная дозы обеспечили прирост соответственно на 12 и 14 % при урожае по контролю в 32 ц/га сена клевера.

Эффективность искусственной инокуляции по фосфорно-калийному'-удобрению составила 13 %, содержание протеина при это.« повысилось на 0.59 %, а сбор сырого протеина возрос на 53 кг/га. По фону малой дозы минерального азота прибавка сена клевера от ризоторфина была примерно такой же, как и от ризоторфина по фосфорно-калийному удобрению, а но фону азота в 60 и 90 кг/га искусственная инокуляция неэффективна.

В опытах с люцерной под действием испытываемых доз минерального азота (30-60-90 кг/га) урожай зеленой массы соответственно повысился на 7-10-13 % при среднем урожае по контролю в 285 ц/га. Результаты математической обработки показывают, что достоверной оказалась только прибавка, получен-

ная от 90 кг/га аммиачной селитры, которая соответствовала 37 ц/га по отношению к контролю и составила 13 %.

Под влиянием клубеньковых бактерий по фосфорно-калийному фону вес зелено" '-дссд Л,''”ТГ»"Т рос на 46 ц/га, что соответств сырого протеина при этом увел.,

прирост сырого протеина составил 22., • "т

ко более высокие прибавки урожая з получены, от совместного использования ризоторфина с аммиачной селитрой в дозах 30 и 60 кг/га. По средним данным десяти полевых опытов применение ризоторфина и малой дозы азота повышало урожай зеленой массы люцерны на 71 ц/га (25 %), а при совместном применении бактериального препарата и 60 кг/га аммиачной селитры урожай повышался на 74 ц/га (26 %). Сбор сырого протеина возрос при этом соответственно на 300 и 309 кг/га. Применение ризоторфина с дозой минерального азота в 90 кг/га не способствовало получению более высокого урожая зеленой массы люцерны.

Таким образом, результаты исследований по проверке эффективности ризоторфина, изготовленного на разных штаммах клубеньковых бактерий, показывают, что в опытах с люцерной по всем испытываемым штаммам получены достоверные прибавки урожая зеленой массы. Эффективным оказался ри-зоторфин и в посевах клевера. Однако в опытах с горохом проверяемые штаммы в большинстве случаев не имели преимущества над спонтанными клубеньковыми бактериями.

При изучении влияния ризотфина, возрастающих доз минерального азота и их совместного действия на продуктивность бобовых культур выяснилось, что в опытах с горохом, проведенных как в условиях недостаточного, так и избыточного увлажнения, искусственная инокуляция оказалась неэффективной как по

фону фосфорно-калийных удобрений, так и по всем В опытах с люцерной показано, что наиболее

трем испытываемым дозам минерального азота. высокие урожаи зеленой массы были получены при

В посевах клевера установлено, что на фоне фос- совместном использовании ризоторфина и минераль-

форно-калийных удобрений лишь малая доза азота нош азота в количестве 30 и 60 кг/га. Повышение

(30 кг/га) не снижает эффективность искусственной дозы минерального азота до 90 кг/га снижает эффек-

инокуляции. тивность бобово-ризобиального симбиоза.

Литература

1. Кожемяков А.П, Продуктивность азотфиксации в агроценозах // Микробиологический журнал. 1977. Т. 59. № 4.

2. Патыка В.Ф., Калиниченко А,В,, Колмаз Ю.Т., Кислухина М.В. Роль азотфиксирующих микроорганизмов в повышении продуктивности сельскохозяйственных растений // Там же.

3. Гнетиева Л.H., Барышникова Л.М. Влияние нитрагина и минерального азота на уровень симбиотической азотфиксации, урожай белого кормового люпина и кормовых бобов и его качество // Тр. Всесоюз. науч.-исслед. ин-та с.-х. микробиологии, Т. 57. Л„ 1987,

4. Доросинский Л.М. Клубеньковые бактерии и нитрагин. Л., 1970.

5. Мильто Н.И, Клубеньковые бактерии и продуктивность бобовых растений, Минск, 1982.

6. Гукова М.М, Особенности питания бобовых растений свободным и связанным азотом: Автореф. дис, ... д-ра биол, наук. М., 1974,

7. Алисова С,М. и др. Влияние минерального азота на ацетилен восстанавливающую активность клубеньков гороха // Тр, Всесоюз, науч.-исслед, ин-та с,-х. микробиологии. Т. 47. Л.. 1987.

8. Лупашку З.А. Усвоение минерального и биологического азота соей при инокуляции // Микроорганизмы и продуктивность сельского хозяйства. Рига, 1980,

9. Посыпанов Г.С, Азотфиксации бобовых культур в зависимости от почвенно-климатических условий /'/' Минеральный и биологический азот в земледелии СССР. М., 1985,

10. Трепачёв Е.П. Значение биологического и минерального азота в проблеме белка // Там же.

11. Доспехов Б.А, Методика полевого опыта. М., 1985.