АГРОХИМИЯ, 2015, № 7, с. 11-16
== Удобрения
УДК 631.461.51:631.84:633.265
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БИОПРЕПАРАТОВ АССОЦИАТИВНЫХ ДИАЗОТРОФОВ И АЗОТНОГО УДОБРЕНИЯ В СЕМЕННЫХ ПОСЕВАХ РАЙГРАСА ОДНОЛЕТНЕГО
© 2015 г. В.Н. Золотарев
Всероссийский научно-исследовательский институт кормов им. В.Р. Вильямса 141055 Лобня, Московская обл., ул. Научный городок, 1, Россия E-mail: vniikormov@nm.ru
Поступила в редакцию 04.03.2015 г.
В лабораторном опыте установлено положительное влияние инокуляции семян райграса однолетнего штаммами ассоциативных диазотрофных бактерий на их посевные качества. В полевом опыте определена разная отзывчивость райграса однолетнего тетраплоидного сорта Рапид на применение различных микробиологических биопрепаратов. Выявлена комплементарность сорта на использование препарата азоризин 8 для предпосевной бактеризации семян, обеспечившей прибавку урожая 11%. В вегетационные сезоны с достаточным уровнем влагообеспеченности на почвах с высоким содержанием фосфора и калия эффективность действия азоризина 8 была сопоставимой с применением минерального азота в дозе N30. По сравнению с минеральным удобрением действие азоризина 8 имело неустойчивый характер и не могло заменить удобрение. В условиях Центрального Нечерноземья на дерново-подзолистых почвах на семенных посевах райграса однолетнего тетраплоидного сорта Рапид с целью максимального повышения семенной продуктивности наиболее эффективным являлось применение минеральных азотных удобрений. Оптимальной являлась доза N45, обеспечившая увеличение урожайности семян на 29%.
Ключевые слова: бактериальные биопрепараты ассоциативных диазотрофов, азотное удобрение, семенные посевы, райграс однолетний.
ВВЕДЕНИЕ
Повышение продуктивности сельскохозяйственных культур при разработке экологически безопасных технологий, предусматривающих использование биологических ресурсов за счет применения препаратов микробиологического происхождения (бактериальных удобрений) различного спектра действия, является одним из потенциальных направлений развития современного растениеводства. К настоящему времени установлено, что использование препаратов диазотрофных бактерий при возделывании разных небобовых культур может заменить применение минеральных азотных удобрений в дозах N20-60 [1-3], обеспечивая прибавку урожая зерновых и технических видов от 11 до 48% [1, 4], а при благоприятных условиях - до 73% [5]. При этом эффективность применения биопрепаратов определяется почвенно-климатическими факторами, биологическими особенностями культур и
сортов, уровнем их отзывчивости на биогенное воздействие бактерий, генотипами используемых микро- и макросимбионтов.
Вариабельность отзывчивости различных сортов на применение минеральных удобрений и инокуляцию азотфиксирующими бактериями зависит от физиолого-генетической специфики возделываемых форм и эффекта их взаимодействия с факторами среды. Коэффициент использования элементов питания растениями разных сортов одной культуры при внесении минеральных удобрений может изменяться от 19 до 51% [6, 7], а эффективность ассоциативных взаимодействий - от -19 до 102% [8-10]. Высокое межсортовое варьирование симбиотической активности одной культуры больше проявляется при разной плоидности сортовых генотипов [11]. Специфичность и уровень выраженности азотфиксирующей способности штаммов бактерий предполагает необходимость проведения поисковых исследований по оценке и выявлению эффективных мик-
робных препаратов для определенных сортов (генотипов) в конкретных почвенно-климатических и агротехнических условиях.
Мятликовые кормовые травы для достижения высокой продуктивности весьма требовательны к условиям питания и отзывчивы на внесение минеральных удобрений, в первую очередь - азотных. Установлено, что для всех типов почв Центрального Нечерноземья низкий уровень содержания азота в почве является первым фактором, лимитирующим урожай. При этом наиболее высокая эффективность азотных удобрений может быть достигнута только при условии достаточной обеспеченности почвы подвижными формами К2О и Р2О5 (от 130 до 170-180 мг/кг). Этот же уровень является нижним оптимальным порогом обеспеченности почвы калием и фосфором для эффективного симбиотического взаимодействия в растительно-микробном комплексе [12].
Для райграса однолетнего характерен повышенный уровень продукционного процесса. Мощное развитие корневой системы райграса оказывает положительное влияние на механические, физические и биологические свойства почвы: под посевом райграса отмечено увеличение влагоем-кости почвы, ее нитрофицирующей способности; более интенсивно развивается полезная микрофлора [13].
Цель работы - сравнительная оценка эффективности использования биопрепаратов ассоциативных диазотрофных бактерий и азотного минерального удобрения на семенных посевах тетраплоидного райграса однолетнего по изменению элементов структуры урожая и величине прибавки урожайности семян на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводили в 2008-2013 гг. на опытном поле ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса с тетраплоидным сортом райграса однолетнего Рапид. Почва опытных участков - дерново-подзолистая среднесуглинистая. Обеспеченность почвы подвижными формами фосфора (по Кирсанову) находилась в пределах 197-256 (высокая), обменного калия (по Масловой) - 152-167 (повышенная) мг/кг почвы; содержание гумуса (по Тюрину) - 1.54-2.02%, общего азота - 0.120-0.131%, рНКс1 5.23-5.46.
Технология возделывания райграса на семена -рекомендованная для региона [13]. Минеральные азотные удобрения (Каа, N = 34.4%) вносили под
предпосевную культивацию почвы разбросным способом в интервале возрастающих доз N30-75 в соответствии со схемой опыта. Предшественник - масличные капустные на семена. Фосфор-но-калийные удобрения не применяли в связи с достаточной обеспеченностью почвы этими элементами.
Учеты и наблюдения осуществляли согласно [14]. Учетная площадь опытной делянки составляла 25 м2, повторность четырехкратная, размещение делянок рендомизированное. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа по [15].
Посевные качества семян определяли согласно ГОСТ 12038-84 в термостате без освещения при переменной температуре 20-30° С в чашках Петри в трехкратной повторности: 6 ч - при повышенной температуре, 18 ч - при пониженной. Энергию прорастания определяли на 5-e сут, всхожесть - на 10-е сут. Показатели силы роста -длину проростка и первичного корня - измеряли суммарно на 10-е сут при проращивании 50 семян в каждом варианте.
Для предпосевной обработки (инокуляции) семян райграса использовали биопрепараты ассоциативных диазотрофных бактерий: азоризин 8 (Azospirillum brasillense, штамм 8), мизорин 7 (Arthrobacter mysorens, штамм 7), мобилин (Klebsiella mobilis, штамм 880) в рекомендованных дозах.
Агрономический эффект действия биопрепаратов оценивали сравнительным сопоставлением урожайности семян райграса в вариантах опыта с контролем и разными дозами внесения минерального азотного удобрения. Учет урожая семян проводили путем прямого обмолота всей учетной площади делянки комбайнами "Sampo 130" (2010-2011 гг.) и WINTERSTEIGER "CLASSIK" (2012, 2013 гг.).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На зерновых и капустных культурах в лабораторных условиях установлено положительное влияние инокуляции на всхожесть, интенсивность роста корней в длину у проростков и их количество [16-18]. В гетеротрофный период развития проросток райграса использует только питательные вещества, запасенные в семени. От того, насколько благоприятны условия для прорастания, зависят характер, направленность и интенсивность биохимических процессов не
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БИОПРЕПАРАТОВ...
13
Таблица 1. Влияние инокуляции райграса однолетнего биопрепаратами на показатели посевных качеств семян (среднее за 2012-2014 гг., семена урожая 2011-2013 гг.)
Биопрепарат
Показатели
энергия прорастания
лабораторная всхожесть
длина проростка
длина первичного корня
мм
Контроль (семена замочены в
дистиллированной воде)
Азоризин 8
Мизорин 7
Мобилин
НСРП5
91
86 82 72 3.3
95
92 90 85 3.5
7.05
6.53 6.37 6.73 0.31
7.71
7.23 7.55 7.17 0.38
только во время развития проростка, но и косвенно величина урожая семян. Связано это с тем, что образование соцветий начинается на начальных этапах органогенеза, когда происходит процесс закладки цветочных бугорков после прорастания семян и наступления фазы кущения (Ш-ГУ этапы органогенеза) [19].
Результаты изучения влияния колонизации семян райграса однолетнего штаммами бактерий на посевные качества показали, что при благоприятном для интенсивного развития микроорганизмов гидротермическом режиме (при проращивании в термостате и отсутствии питательной среды) бактерии оказывали ингибирующее влияние на прорастание и развитие всходов культуры (табл. 1). Показатели энергии прорастания снизились на 5-9% по отношению к контролю. Лабораторная всхожесть семян при применении азоризи-на 8 была близкой к контролю, в то время как под действием мизорина 7 и мобилина она снизилась на 5-10%. Также в разной степени отмечено отставание в темпах развития проросших семян под влиянием бактериальных препаратов: длины проростка - на 4-10%, длины первичного корня - на 2-7%. Ингибирующее действие ассоциативных диазотрофных бактерий в лабораторных условиях на прорастающие семена могло проявляться вследствие отсутствия или недостаточного количества в среде элементов питания для их размножения. Основными питательными веществами для ризосферных бактерий являются выделения продуктов метаболизма прорастающими семенами, количество которых в отсутствии фотосинтеза незначительно.
Результаты лабораторных исследований обычно существенно отличаются от полевых. Это, в том числе, связано с адаптацией селективных ин-тродуцируемых штаммов бактерий к нативному микробиологическому сообществу конкретного
типа почв и влиянию гидротермических условий [1], существенно отличающихся от лабораторных, на интенсивность размножения бактерий и их жизнедеятельность.
И
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.