СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ СИМБИОТИЧЕСКОЙ АЗОТФИКСАЦИИ У СОИ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
METHOD OF DETERMINING SIZE OF SYMBIOTIC NITROGEN FIXATION IN SOYBEAN IN FIELD ENVIRONMENT

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в растениеводстве при оценке размеров симбиотической азотфиксации у сои в полевых условиях и сортовой отзывчивости сои на инокуляцию.
Известен способ оценки азотфиксирующей способности бобовых культур, включающий выращивание исходной бобовой культуры и тест-культуры, инокуляцию бобовой культуры, определение накопления сухой биомассы исходной бобовой и тест-культурой, выноса общего азота в испытуемых культурах и азотфиксирующей способности. При этом накопление сухой надземной массы бобовой культуры (гороха) определяют в период уборки урожая. Рассчитывают вынос азота надземной и подземной биомассой растений. По разнице между потребленным азотом бобовой культурой с активными и неэффективными клубеньками определяют величину симбиотической азотфиксации и находят по формуле Naк-Nм=Nca, где Naк - вынос общего азота бобовой культурой с активными клубеньками, Nм - вынос общего азота мутантом с неэффективными клубеньками и Nca - количество азота, образованное в результате симбиотической азотфиксации. В качестве тест-культуры используют мутант гороха К-287/1 с неэффективными клубеньками (Патент РФ на изобретение №2195104 от 05.04.2001. Прототип).
Недостатками данного метода является то, что указанная культура (горох) резко отличается по требованиям к тепловому, световому, водному режимам, к почвенным условиям, а также к биологическим и агротехническим факторам, предъявляемым к сое.
Задачей настоящего изобретения является упрощение определения размеров симбиотической азотфиксации у сои на фазах массового цветения и полной спелости растения сои, снижение трудоемкости определения доли симбиотического азота в растительных образцах, возможность оценки сортовой отзывчивости сои на инокуляцию.
Это достигается тем, что для оценки эффективности симбиотической азотфиксации в качестве тест-культуры используют специально полученные сортообразцы сои, отличающиеся скудным образованием клубеньков и отсутствием азотфиксации.
Технический результат заключается в том, что предлагаемый способ позволяет достоверно, быстро (без определения содержания азота в растительных образцах) в фазы массового цветения и полной спелости растения сои определять величину симбиотической азотфиксации по доле прироста биомассы, оценивать сортовую отзывчивость сои на инокуляцию.
Способ осуществляется следующим образом.
Методом индивидуального отбора из сортов сои Амурской селекции были отселектированы сортообразцы сои с неэффективными клубеньками.
В таблице 1 приводятся биометрические показатели исходных сортов сои Гармония и Нега-1 с эффективным симбиозом и одного из полученных мутантов сои с неэффективными клубеньками. Полученный мутант имеет светло-зеленую окраску листьев и не фиксирует азот атмосферы. На корнях этого мутанта образуются единичные мелкие клубеньки.
Биометрические показатели полученного мутанта сои в 2-4 раза меньше показателей сои сортов Гармония и Нега-1. Например, показатели высоты растений сои сорта Нега-1 в среднем были 72 см, а массы надземной части 27 г/раст., что в два раза превысило показатели высоты мутанта сои с неэффективными клубеньками и в четыре раза - массы надземной части мутанта сои с неэффективными клубеньками (табл.1).
Таблица 1
Сравнительный анализ сортов сои и мутанта с неэффективными клубеньками
Биометрические показатели
Единица измер.
Сорта сои с эффективным симбиозом
Мутант сои с неэффективными клубеньками
Гармония
Нега-1
1
2
3
4
5
Высота растений
см
58
72
35
Количество бобов
шт./раст.
26
40
14
Количество семян
шт./раст.
61
83
20
Количество семян в бобе
шт.
2,3
2,1
1,6
Масса надземной части
г/раст.
18,8
27,6
6,1
Масса бобов
г/раст.
13,0
19,1
4,1
Масса семян
г/раст.
8,9
12,8
2,9
Масса соломы
г/раст.
9,8
14,7
3,2
2
По общепринятой методике закладывают полевые опыты (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1979. - 420 с.). Варианты: различные сорта сои и мутант сои с неэффективными клубеньками. Площадь опытной делянки 2,7 м (длина - 3 м, ширина - 0,9 м). Повторность 6-кратная.
Размеры симбиотической азотфиксации у сои определяют в фазы массового цветения или полной спелости. Для этого откапывают по 2-4 растения с двух повторностей каждого варианта. Корневую систему сои (в фазу массового цветения с клубеньками) отмывают от почвенных частиц. Надземную часть, корни и клубеньки (в фазу массового цветения) высушивают и взвешивают.
Пример
2
Закладывают полевые опыты по общепринятой методике (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1979. - 420 с.). Подбирают типичный участок почвы. Проводят предпосевную обработку согласно агротехническим требованиям. За несколько дней до посева для борьбы с сорняками вносят почвенный гербицид с последующей заделкой его в почву культивацией и боронованием. Почву опытного участка прикатывают гладкими катками и маркируют с расстояниями между рядами 45 см. Делянки разбивают с помощью мерной ленты и разметочных колышков. В опытах площадь делянки составляет 2,7 м (длина - 3 м, ширина - 0,9 м). Повторность опыта 6-кратная. Используют мутант сои с неэффективными клубеньками как один из вариантов опыта.
Семена сои различных сортов и мутанта сои с неэффективными клубеньками высевают ручными сажалками через 10 см по 2 семени в точку. Семена не протравливают. Для определения размеров симбиотической азотфиксации у сои, в фазы массового цветения или полной спелости, откапывают по 2-4 растения с двух повторностей каждого варианта. Корневую систему сои (в фазу массового цветения с клубеньками) отмывают от почвенных частиц. Надземную часть растений сои, корни и клубеньки (в фазу массового цветения) сушат в сушильных шкафах при температуре +60…+80°C, взвешивают.
Долю симбиотического азота в растениях сои определяют по разности между сухой биомассой растений сои с эффективным симбиозом и соевого мутанта с неэффективными клубеньками, выраженной в процентах.
Результаты определения размеров симбиотической азотфиксации с помощью мутанта сои с неэффективными клубеньками у сои сортов Гармония и Нега-1 в фазы цветения и полной спелости представлены в таблицах 2, 3.
Таблица 2
Сравнительный анализ размеров симбиотической азотфиксации у сои, в фазу массового цветения, по годам
Сорта, мутант сои
Биомасса сои, г/раст.
Доля прироста биомассы сои от симбиоза
г/раст.
%
2006 год
Гармония
12,7
10,3
81
Нега-1
13,9
11,5
83
Мутант сои
2,4
-
-
2007 год
Гармония
6,8
4,3
63
Нега-1
9,8
7,3
74
Мутант сои
2,5
-
-
2008 год
Гармония
11,2
7,7
69
Нега-1
10,2
6,7
66
Мутант сои
3,5
-
-
2009 год
Гармония
10,2
7,8
76
Нега-1
8,8
6,4
73
Мутант сои
2,4
-
-
Доля симбиотического азота, определенная у сортов сои в фазу массового цветения способом сравнения с мутантом сои с неэффективными клубеньками, оказалась достаточно высокой. В 2006-2007 годах у сорта сои Нега-1 доля симбиотического азота на 2-11% была выше, чем у сорта сои Гармония. В 2008-2009 гг. у сорта сои Гармония доля симбиотического азота была выше на 3% по сравнению с сортом сои Нега-1 (табл.2).
К концу вегетации в 2006 г. доля симбиотического азота у сорта сои Гармония оказалась выше на 11% по сравнению с сортом сои Нега-1, в 2007-2009 гг. у сорта сои Нега-1 доля биологического азота на 8% была выше, чем у сорта Гармония (табл.3). Следовательно, предложенный способ можно использовать для сортовой отзывчивости сои на инокуляцию.
Таблица 3
Сравнительный анализ размеров симбиотической азотфиксации у сои в фазу полной спелости, по годам
Сорта, мутант сои
Биомасса сои
Доля прироста биомассы сои от симбиоза
в ед. измер.
%
г/раст.
2006 год
Гармония
27,1
20,1
74
Нега-1
19,0
12,0
63
Мутант сои
7,0
-
-
г/м
2007 год
Гармония
436
247
57
Нега-1
617
428
69
Мутант сои
189
-
-
т/га
2009 год
Гармония
2,06
1,23
60
Нега-1
2,59
1,76
68
Мутант сои
0,83
-
-
Таким образом, заявленный способ может быть применен в растениеводстве для ускоренного определения размеров симбиотической азотфиксации у сои (без проведения химических анализов) не только в фазу полной спелости, но и на более ранних стадиях развития растении, оценки сортовой отзывчивости сои на инокуляцию.