Численность микроорганизмов ризосферы ячменя при длительном применении минеральных удобрений, соломы и инокуляции семян ассоциативными диазотрофами

2. Ермохин, Ю. И. Использование математических моделей химического состава растений в практике применения удобрений под тысячелистник обыкновенный / Ю. И. Ермохин, Н. Н. Тищенко // Плодородие. — 2010. — № 6 (57). — С. 35-37.

3. Ермохин, Ю. И. Определение доз цинковых удобрений под тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.) на основе использования результатов полевых опытов и агрохимических картограмм / Ю. И. Ермохин, В. В. Кривоногова, Н. Н. Тищенко // Омский научный вестник. Сер. Ресурсы Земли. Челдовек. - 2014. - № 1 (128). - С. 105-107.

4. Тищенко, Н. Н. Диагностика минерального питания, эффективности удобрений и качества урожая тысячелистника

обыкновенного (АсЫПеа-тПМоИитЬ.) на лугово-чернозем-ной почве Западной Сибири : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук : 06.01.04 / Тищенко Наталья Николаевна. — Омск, 2011. — 16 с.

ТИЩЕНКО Наталья Николаевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры экологии, природопользования и биологии. Адрес для переписки: nn.tischenko@omgau.org

Статья поступила в редакцию 09.04.2015 г. © Н. Н. Тищенко

№

УДК 631.87:631.82:631.445

О. Ф. ХАМОВА Н. Н. ШУЛИКО Е. В. ТУКМАЧЕВА

Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Омск

ЧИСЛЕННОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ РИЗОСФЕРЫ ЯЧМЕНЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ, СОЛОМЫ И ИНОКУЛЯЦИИ СЕМЯН АССОЦИАТИВНЫМИ ДИАЗОТРОФАМИ_

Представлены результаты исследований влияния длительного применения удобрений, соломы, а также инокуляции семян ассоциативными диазотро-фами на численность микроорганизмов в ризосфере ячменя на черноземе выщелоченном в условиях южной лесостепи Западной Сибири. Рассчитаны зависимости между определяемыми группами микроорганизмов, показана тесная связь урожайности ячменя с численностью микроорганизмов ризосферы отдельных групп.

Ключевые слова: микроорганизмы, минеральные удобрения, солома, инокуляция, ячмень, ризосфера.

К одному из важных антропогенных факторов, регулирующих интенсивность микробиологических процессов, относится применение удобрений. В настоящее время имеется достаточно много работ, в которых оценивается влияние минеральных и органических удобрений на плодородие почвы по изменению общей численности микроорганизмов [1—4].

Увеличение численности микроорганизмов при внесении удобрений, по мнению Е. Н. Мишустина (1972), связано с увеличением поступления в почву энергетического материала в виде листового опада, корне-пожнивных остатков растений на удобренных делянках [1]. В этой связи в повышении плодородия почвы большое значение имеет оставленная в поле солома. При постоянном запахивании соло-

мы, особенно вместе с минеральными удобрениями, повышается доступность соединений фосфора и калия. Это связано с образованием при разложении соломы веществ кислой природы, растворяющих малоподвижные соединения в почве [5, 6].

Солома содержит разнообразные элементы питания растений, оказывающие при длительном её применении положительное влияние на плодородие почвы. При урожайности зерновых до 2,0 т/га и соотношении зерна к соломе 1:1 в почву ежегодно возвращается с соломой около 10 кг азота, 4 кг фосфора и 15 кг калия [7].

Важную роль в развитии растений играет их взаимодействие с микроорганизмами, обитающими в зоне корней — ризосфере [8]. В ассоциации с корнями ризосферы небобовых растений могут

Рис. 1. Общее количество микроорганизмов в ризосфере ячменя в зависимости от условий произрастания в годы исследований

быть микроорганизмы, способные фиксировать атмосферный азот (ассоциативная азотфиксация) [9, 10]. Бактеризация семян возделываемых растений корневыми диазотрофами, положительно воздействуя на биологическую активность почвы, повышает адаптацию растений к экстремальным условиям среды, уменьшая стрессовое воздействие неблагоприятных факторов, в частности, засухи [9].

Исследования по влиянию минеральных удобрений, соломы и бактериальных препаратов на биологические свойства ризосферы черноземной почвы велись на опытных полях лаборатории агрохимии ГНУ СибНИИСХ в стационарном опыте закладки 1989 года.

Опыт заложен на основе пятипольного зерно-парового севооборота со следующим чередованием культур: чистый пар — пшеница — соя — пшеница — ячмень. Исследования проводились под заключительной культурой севооборота — ячменем.

Почва опытного участка — чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусовый тяжелосуглинистый с содержанием гумуса 6,68 — 6,72 % (по Тюрину), подвижного фосфора и обменного калия 101 — 120 и 350 — 420 мг/кг почвы (по Чирикову), соответственно.

В опыте изучались три фактора. Фактор А — внесение минеральных удобрений: вариант У0 — без удобрений (контроль); У1 — Ы30Р54К18. За ротацию севооборота вносится Ы150Р270К90 кг д.в./га. Фактор В — солома: С0 — без применения соломы, С1 — внесение соломы (вносится систематически при уборке каждой культуры севооборота в количестве, соответствующем её урожаю на фоне питания). Фактор С — бактериальные удобрения: И0 — без инокуляции, И1 — инокуляция семян ячменя ризоагрином (биопрепарат ВНИИСХМ на основе штамма АдтоЪа^егшт гайюЬа^ег 204). Размещение вариантов — систематическое.

Наблюдения проводились в 2012 — 2014 гг. Численность микроорганизмов в ризосфере растений учитывали в средней почвенной пробе, составленной из 10—15 образцов, выкопанных с растениями. Почва тщательно отделялась от корней, из исходной почвенной суспензии (1:10) готовились соответствующие разведения на твердые питательные

среды [11]. Отбор проб проводили во второй половине июня и августа — периоды начала цветения и колошения культуры.

Погодные условия вегетационного периода 2012 г. были засушливыми, количество осадков составило 72,6 % от нормы при ГТК = 0,69. В 2013 году, за исключением засушливого июня, метеоусловия вегетационного периода были благоприятными для зерновых культур. Количество осадков за май — август составило 218 мм (111 % от нормы) при ГТК=1,16. В 2014 году засушливым были май и июнь, количество осадков за май — август составило 135 мм (68 % от нормы), ГТК = 0,68.

Различия лет исследований по увлажнению отразились на численности микроорганизмов ризосферы ячменя, которая в достаточно увлажненном 2013 г., в среднем за вегетацию, была выше, чем в предыдущем, 2012 году, на 23 %. В 2014 г., прохладном и умеренно увлажненном, количество ри-зосферных микроорганизмов было достаточно высоким (рис. 1).

Общее количество микроорганизмов ризосферы в 2012 году увеличивалось на удобренном фоне на 34 % в сравнении с неудобренным. В наиболее значительной степени возросла на удобренном фоне численность нитрификаторов и фосфоромобилизу-ющих бактерий — на 49 % и 51 % к контролю, соответственно. Инокуляция оказала положительное влияние на общую численность микроорганизмов в ризосфере ячменя, при внесении умеренной дозы удобрений (У1СоИ1) (табл. 1).

В 2013 г. на численность микроорганизмов в ризосфере ячменя положительное влияние оказало внесение минеральных удобрений: она достоверно увеличилась на 54 % по отношению к неудобренному фону. При этом существенно возросла численность нитрификаторов на удобренном варианте. Количество фосфатмобилизующих бактерий повысилось от внесения удобрений на 86 %.

Внесение соломы существенно не отразилось на количестве микробов в ризосфере. Общая (суммарная) численность микроорганизмов в среднем по фактору за период вегетации без внесения соломы составляла — 444,3 млн КОЕ/г, с заделкой соломы — 419,4 мл. КОЕ/г.

Численность микроорганизмов ризосферы ячменя в 2012 г.

Вариант Бактерии на МПА, млн КОЕ/г Микроорганизмы на КАА, млн КОЕ/г Олиго-нитрофилы, млн КОЕ/г Фосфат-мобилизующие, млн КОЕ/г Нитрифи-каторы, тыс. КОЕ/г Грибы, тыс. КОЕ/г Общее кол-во микроорганизмов, млн КОЕ/г

У0С0И0 42,8 40,7 97,7 91,2 1,24 202,7 272,6

У0С!И0 42,4 50,3 156,9 148,8 1,28 54,3 401,4

У0С0И! 37,0 29,7 76,6 61,7 0,99 165,0 205,1

У0СЛ 37,9 32,8 133,6 113,6 0,59 50,0 317,9

среднее 40,0 38,4 116,2 103,8 1,03 118,0 298,7

У!С0И0 40,8 39,1 140,4 115,1 1,35 57,9 335,4

УАИ0 41,5 48,3 215,2 208,8 1,85 72,7 513,8

У!С0И1 42,1 43,7 155,1 139,5 1,33 65,4 380,5

УАИ. 45,1 42,4 123,9 164,8 1,58 89,4 376,3

среднее 42,4 43,4 158,7 157,1 1,53 71,4 401,6

НСР05А РФ-<Р05 37,9 РФ-<Р05 91,9

НСР05В РФ-<Р„5 РФ - <Р05 РФ-<Р„5 РФ-<Ро5

НСР05С РФ-<Р„5 37,9 РФ-<Р„5 91,9

Таблица 2

Численность микроорганизмов ризосферы ячменя в 2013 г.

Вариант Бактерии на МПА, млн КОЕ/г Микроорганизмы на КАА, млн КОЕ/г Олиго-нитрофилы, млн КОЕ/г Фосфат-мобилизующие, млн КОЕ/г Нитрифи-каторы тыс. КОЕ/г Грибы, тыс. КОЕ/г Общее кол-во микроорганизмов, млн КОЕ/г

У0С0И0 33,0 32,2 173,7 115,5 1,27 71,5 354,6

У0С!И0 31,0 23,2 165,2 95,7 0,96 54,4 315,3

У0С0И! 36,2 31,2 178,0 139,4 1,73 54,8 385,0

У0СЛ 29,2 28,1 153,6 94,1 1,07 69,4 305,2

среднее 32,4 28,7 167,6 111,2 1,26 62,53 340,03

У!С0И0 48,7 35,1 329,6 269,0 2,56 55,6 682,5

УАИ0 47,8 48,3 262,2 292,4 2,47 74,0 650,9

У!С0И1 37,5 27,6 163,7 126,6 1,21 51,9 355,6

У1С1И1 35,0 35,7 196,2 139,6 1,46 35,1 406,6

среднее 42,3 36,7 237,9 206,9 1,93 54,15 523,9

НСР05 А РФ- <Р 05 3,52 РФ- <Р05 70,06 РФ-<Р05 РФ- <Р 05 157,25

НСР05 В РФ- <Р 05 3,52 РФ- <Р05 РФ- <Р05 РФ-<Р05 РФ- <Р 05 РФ- <Р 05

НСР05 АВ РФ<Р05 РФ<Р05 РФ<Р05 99,08 0,99 РФ - <Р05 РФ - <Р05

НСР05 АС РФ- <Р 05 4,98 РФ- <Р05 РФ- <Р05 РФ-<Р05 РФ- <Р 05 РФ- <Р 05

Сочетание инокуляции семян с внесением минеральных удобрений положительно повлияло на численность микроорганизмов, утилизирующих органический азот на МПА, олигонитрофилов, фос-форомобилизаторов (9 — 27 %), минеральный азот на КАА (табл. 2).

В 2014 году достоверно увеличилась численность аммонификаторов на МПА от применения минеральных удобрений. Внесение соломы не оказало существенного влияния на микроорганизмы ризосферы. Инокуляция семян ячменя повысила количество фосфатмобилизующих на удобренном фоне

в сравнении с контролем на 21 %, олигонитрофи-лов на 11 %. Численность нитрификаторов на фоне с инокуляцией и удобрениями увеличилась на 94 % (табл. 3).

В среднем за годы исследований наибольшее влияние на численность микроорганизмов в ризосфере ячменя из трех изучаемых факторов оказало применение минеральных удобрений, как отдельно, так и в сочетании с инокуляцией семян. Внесение соломы значительного влияния не оказало.

Уровень урожайности культур определяет в конечном итоге эффективность применения того или

Численность микроорганизмов ризосферы ячменя в 2014 г.

Вариант Бактерии на МПА, млн КОЕ/г Микроорганизмы на КАА, млн КОЕ/г Олиго-нитрофилы,млн КОЕ/г Фосфат-мобилизующие, млн КОЕ/г Нитри-фикаторы, тыс. КОЕ/г Грибы, тыс. КОЕ/г Общее кол-во микроорганизмов, млн КОЕ/г

У0С0И0 25,5 18,4 209,7 173,0 1,15 38,9 426,7

УАИ, 30,8 21,4 272,8 282,4 1,55 39,4 607,6

У0С0И! 23,9 20,3 306,1 361,6 1,65 74,3 712,1

У0СЛ 16,0 13,4 207,8 126,1 1,66 75,6 363,5

среднее 24,1 18,4 249,1 235,8 1,50 57,1 527,5

У!С0И0 31,5 22,0 293,7 322,1 1,68 86,4 669,6

УАИ0 45,6 27,5 403,9 295,8 2,12 82,8 772,9

У!С0И1 26 27,2 278,3 355,4 2,21 68,6 686,9

У1С1И1 29,6 23,3 292,7 230,8 2,60 49,5 576,6

среднее 33,2 25,0 317,2 301,0 2,15 71,8 675,6

НСР05 А 8,26 Рф-<Р„ 0,61 РФ-<Р„ РФ<Р05

НСР05 В Рф-<РЮ Рф-<Р„ Рф-<Р„ РФ-<Р„ РФ<Р05

НСР05 АВ РФ-<Р„ Рф-<Р„ РФ<Р05 35,49 РФ<Р05

Таблица 4

Коэффициенты корреляции между отдельными группами микроорганизмов и урожайностью

ячменя (2012-2014 гг.) г = 0,404

Группы микроорганизмов г 8г 1ф. 1теор

Олигонитрофилы, млн. КОЕ/г 0,53 0,18 2,93 2,07

Фосфатмобилизующие, млн. КОЕ/г 0,55 0,18 3,09 2,07

Нитрификаторы, тыс. КОЕ/г 0,44 0,19 2,30 2,07

Общая численность микроорганизмов, млн. КОЕ/г 0,54 0,18 3,01 2,07

иного агротехнического приема. Наиболее высокая урожайность ячменя за 3 года исследований была получена в вариантах с применением удобрений в 2014 г. — 2,51 т/га, при уровне на контроле — 2,03 т/га.

Применение инокуляции семян способствовало не только прибавке урожая, но и повышению качества зерна.

Так, в 2012 году содержание общего азота в зерне на фоне с применением удобрений возрастало на 13 %. Общий вынос азота зерном и соломой без инокуляции составил 82,7 кг/га, а с приемом инокуляции — 92,7 кг/га. Таким образом, за счет ассоциативной азотфиксации растения дополнительно получили 10 кг/га азота.

Статистическая обработка результатов исследования показала наличие зависимости урожайности ячменя от численности отдельных групп микроорганизмов ризосферы (табл. 4). Достоверную корреляционную связь с урожайностью в ризосфере ячменя имели численность олигонитрофилов (г = 0,53±0,18), фосфатмобилизующих бактерий

(г = 0,44±0,19) и нитрификаторов (г = 0,44±0,18) при п = 24, т.е. микроорганизмами обеспечивающими поступление доступных элементов питания растениям.

Таким образом, длительное применение минеральных удобрений оказало существенное положительное влияние на общую численность микроорганизмов ризосферы, она увеличилась в среднем на 60 % по отношению к неудобренному фону. В наибольшей степени под влиянием минеральных удобрений увеличилось количество олигонитро-филов, фосфатмобилизующих и микроорганизмов на КАА и МПА.

Внесение соломы практически не повлияло на количество микробов в ризосфере.

Инокуляция семян перед посевом препаратом ассоциативных азотфиксаторов достоверно повышала численность нитрификаторов в 2014 году, а также оказала положительное влияние в сочетании с применением минеральных удобрений на общую численность ризосферной микрофлоры по всем годам исследований.

Библиографический список

1. Мишустин, Е. Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия / Е. Н. Мишустин. — М. : Наука, 1972. — 344 с.

2. Толочкина, С. А. Изменение микробиологической активности почв в условиях интенсивного земледелия / С. А. Толочкина, А. Т. Шуткина // Микробиологические аспекты охраны почвенного покрова АН ССР Молдовы. — Кишинев, 1990. - С. 55-69.

3. Загорча, К. Л. Оптимизация системы удобрения в полевых севооборотах / К. Л. Загорча. — Кишинев : Штиинца, 1990. - 287 с.

4. Биологическая активность чернозема выщелоченного при длительном применении удобрений и пестицидов в южной лесостепи Западной Сибири / О. Ф. Хамова, Л. В. Юшкевич, В. Г. Холмов [и др.] // Сб. науч. тр., посвящ. 170-летию Сиб. аграрной науки. — Омск, 1998. — С. 83 — 89.

5. Иванов, П. К. Солома - удобрение / П. К. Иванов, А. Н. Данилов // Земледелие. — 1973. — № 8. — С. 48 — 50.

6. Иванов, П. К. Использование соломы в качестве органических удобрений / П. К. Иванов, Е. И. Аношин // Агрохимия. — 1977. — № 7. — С. 91—96.

7. Применение соломы в засушливом земледелии Западной Сибири : метод. пособие / Л. В. Юшкевич [и др.]. — Омск : Вариант-Омск, 2013. — 28 с.

8. Инокуляция рапса активными штаммами почвенных диазотрофов и их мутантами с измененной азотфиксацией /

М. М. Умаров [и др.] // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвоведение. — 1990. — № 3. — С. 45 — 48.

9. Завалин, А. А. Биопрепараты, удобрения и урожай / А. А. Завалин. — М. : ВНИИА, 2005. — 302 с.

10. Петров, В. Б. Микробиологические препараты в био-логизации земледелия России / В. Б. Петров [и др.] // Достижения науки и техники АПК. — 2002. — № 10. — С. 12—15.

11. Некоторые новые методы количественного учета почвенных микроорганизмов и изучение их свойств: методические рекомендации / Науч. ред. Ю. М. Возняковская // Всесоюзный НИИ сельскохозяйственной микробиологии. — Л. : ВИР, 1982. — 51 с.

ХАМОВА Ольга Фёдоровна, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник сектора микробиологии.

Адрес для переписки: sibniish@bk.ru ШУЛИКО Наталья Николаевна, младший научный сотрудник сектора микробиологии. Адрес для переписки: sibniish@bk.ru ТУКМАЧЕВА Елена Васильевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник сектора микробиологии.

Адрес для переписки: res81@mail.ru

Статья поступила в редакцию 19.02.2015 г. © О. Ф. Хамова, Н. Н. Шулико, Е. В. Тукмачева

№

УДК 633. 37:631.5 А. П. ШЕВЧЕНКО

А. В. ЕВЧЕНКО Т. М. ВЕРЕМЕЙ

Тарский филиал Омского государственного аграрного университета им. П. А. Столыпина

ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПОСЕВА НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ КОЗЛЯТНИКА ВОСТОЧНОГО

Излагаются данные, полученные при изучении влияния способов обработки почвы и посева на рост и развитие козлятника восточного в год посева на серых лесных почвах подтаежной зоны Западной Сибири. Ключевые слова: козлятник восточный, вспашка, культивация, фрезерование, способ посева.

Ограниченный видовой состав многолетних бобовых трав и требования к развитию животноводства, как к отрасли с крепкой кормовой базой, делают насущным вопрос расширения ассортимента кормов за счет культур с высоким продуктивным потенциалом и питательностью, пригодных для создания долгосрочных самовозобновляющихся агроценозов. В этом плане большой интерес представляет ценное кормовое растение — козлятник восточный. Благодаря своей экологической пластичности он может успешно возделываться на корм и семена в подтаежной зоне Омской области.

Несмотря на неоспоримые достоинства культуры, рост занятых ею площадей сдерживает ряд объективных причин:

— отсутствие необходимого количества семян;

— возможность возделывания только в условиях устойчивого увлажнения;

— медленный рост, развитие и слабая конкуренция с сорной растительностью в год посева [1].

В настоящее время возникла необходимость изучения наиболее эффективных агротехнических приемов возделывания козлятника восточного с целью повышения его продуктивности. Большое