АГРОХИМИЯ, 2009, № 12, с. 18-26
УДК 631. 559:633.12:631.46:631.445.41:631.811(470.44)
УРОЖАЙНОСТЬ ГРЕЧИХИ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ПРЕПАРАТОВ АССОЦИАТИВНЫХ ДИАЗОТРОФОВ
© 2009 г. В.В. Пронько, Е.А. Нарушева, Е.С. Юрченко
Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова 410012 Саратов, Театральная пл., 1, Россия e-mail: unid@sgau.ru
Поступила в редакцию 24.12. 2008 г.
На черноземах выщелоченных Саратовского Правобережья посев семян гречихи, обработанных препаратами ассоциативных диазотрофов, увеличил ее урожайность в среднем за 3 года на 0.20-0.46 т/га. Сочетание биопрепаратов с минеральными удобрениями (N45P45) дало прибавку урожая 0.87-1.04 т/га. Высокая продуктивность гречихи была связана с максимальной активностью почвенных ферментов уреазы, амилазы, каталазы, инвертазы при совместном использовании минеральных удобрений и биопрепаратов.
ВВЕДЕНИЕ
В научной литературе, начиная с 30-х годов прошлого века, существовало мнение, что на плодородных почвах гречиха не нуждается в минеральных удобрениях. Поэтому агрохимических опытов с этой культурой в черноземной зоне (в том числе и в Поволжье) проводили очень мало [1-3]. Считалось, что урожайность зерна гречихи 1.0-1.2 т/га можно обеспечить и без внесения удобрений, за счет активной деятельности ее корневой системы. В современных условиях повсеместно отмечено уменьшение эффективного плодородия черноземных почв, что негативно сказывается на продуктивности сельскохозяйственных культур и требует новых подходов к применению удобрений под гречиху.
В последние годы возрос интерес к применению биопрепаратов, способных улучшать пищевой режим растений, в первую очередь - их азотное питание. В Поволжье высокая эффективность биопрепаратов отмеченапривозделываниитритикале, проса [4], яровой пшеницы [5, 6]. Подобные исследования проводили и в других почвенно-климатических зонах [7-15]. Представляется актуальным изучение отзывчивости гречихи - ценной крупяной культуры - на минеральные удобрения и биопрепараты при совместном и раздельном их использовании.
Цель работы - изучение влияния минеральных удобрений и биопрепаратов ассоциативных ди-
азотрофов на агрохимические свойства чернозема выщелоченного и продуктивность гречихи в лесостепной зоне Поволжья.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили в 2004-2006 гг. в производственных условиях крестьянского фермерского хозяйства "Долгова А.В." Базарно-Карабулакского р-на, расположенного в северной правобережной природно-экономической микрозоне Саратовской обл. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный среднесуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое - 5.7-5.8%, обеспеченность нитратным азотом - низкая (8-12 мг/кг), подвижным фосфором - средняя (22-36 мг/кг), подвижным калием - высокая для группы зерновых культур (200-260 мг/кг). Предшественник - озимая пшеница. Удобрения вносили в 2 срока: осенью под вспашку - Рсг весной под предпосевную культивацию - Сеяли рекомендованную к возделыванию гречиху сорта Куйбышевская 85. Способ посева -сплошной рядовой сеялкой СЗТ-З.6. Убирали посевы раздельным способом комбайном СК-5 "Нива". Учетная площадь делянки - 100 м2. Организацию и проведение полевых опытов осуществляли по общепринятым методическим руководствам [16].
В опыте изучали эффективность препаратов ризо-сферных диазотрофов ризоагрина (р. Agrobacterium гаёюЪаМег, штамм 204), флавобактерина (р. ¥\а\о-
bacterium, штамм 130), мизорина (Arthrobacter mysorens, штамм 7) и экстрасола (готовый препарат представляет собой чистую культуру бактерий-продуцентов: Arthrobacter mysorens 7, Flavobacterium sp.30, Agrobacterium radiobacter 10, Agrobacterium radiobacter 204, Azomonas agilis 12, Bacillus subtilis 4-13, Pseudomonas fluorescens 2137, Azospirillum lipoferum 137). Эти штаммы обладают рядом преимуществ, главным из которых является способность к образованию эффективной ассоциации между растением и микроорганизмом. В образуемой ассоциации микроорганизмами фиксируется молекулярный азот, после минерализации он переходит в легко усваиваемые растениями формы. Препараты изготовлены во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (Санкт-Петербург) на основе высокоэффективных штаммов ассоциативных микроорганизмов. Флаво-бактерин, мизорин и ризоагрин представляют собой порошковидный торфяной субстрат с влажностью 45-55%, обогащенный питательными веществами; экстрасол - жидкая форма, содержащая в 1 г препарата 100 млн. бактерий.
Семена обрабатывали биопрепаратами непосредственно в день посева в дозе 300 г препарата на гектарную норму семян гречихи (50 кг). Семена смачивали отстоявшейся водой (0.5 л), посыпали препаратом под навесом и перемешивали до воздушно-сухого состояния (контрольные семена смачивали тем же количеством воды). Посев проводили в оптимальные агротехнические сроки. Доза применения экстрасола для опрыскивания - 200 г/т семян.
В почвенных образцах, взятых в слое 0-20 см, определяли нитратный азот по Грандваль-Ляжу, подвижный фосфор и подвижный калий - по Чи-рикову [17]. Общую биологическую активность почвы определяли методом Теппер, Шильниковой, Переверзевой [18], количественный и качественный состав микрофлоры почвы - методом Теппер [18], дыхание почвы - по [19], активность уреазы - по [20], каталазы - по [21], инвертазы и амилазы, разложение клетчатки - аппликационным методом [18].
Определение содержания основных элементов питания в растительных образцах проводили в одной навеске после мокрого озоления с последующим определением общего азота - по Кьельдалю, фосфора - фотоэлектроколориметрическим методом, калия - методом пламенной фотометрии [17]. Содержание белка в зерне определяли по Барнштейну [22].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Важной характеристикой почвы является ее биологическая активность, отражающая комплекс процессов превращения органических соединений в минеральные [20, 23, 24]. Показатели ее оценки
до сих пор нуждаются в уточнении. Ряд исследователей считает, что биологическую активность почв можно измерить путем определения интенсивности продуцирования углекислоты [19, 25]. В последнее время повышенный интерес у биологов вызывает активность почвенных ферментов [26-28].
Для объективной оценки биологической активности почвы следует применять не один какой-либо показатель, а весь их комплекс: состав и численность микроорганизмов, интенсивность дыхания, ферментативную активность, аммонификацию, нитрификацию и др. Если интенсивность дыхания почвы, оцениваемая по продуцированию почвенной углекислоты, позволяет характеризовать общую биологическую активность почвы, то изучение ферментативной активности, аммонифицирующей и нитрифицирующей способности почвы имеет значение для направленного воздействия на питательный режим почвы.
Необходимость комплексной оценки всех показателей биологической активности почвы подтверждается и противоречивыми данными по их взаимосвязям. Например, в [29] утверждается, что между интенсивностью дыхания почвы и активностью ферментов прямой связи нет.
Исследованиями авторов статьи установлена достаточно высокая микробиологическая активность чернозема выщелоченного Саратовского Правобережья в посевах гречихи. Она в значительной мере зависела от влагообеспеченности и теплового режима. Интенсивное развитие микроорганизмов отмечено в первой половине вегетации гречихи (с середины мая до конца июня), когда почва была хорошо обеспечена влагой при умеренной температуре. При этом максимум общей численности микроорганизмов в контроле отмечен в фазе ветвления гречихи - 14.9 млн./г почвы в среднем за 3 года. В июле наблюдали некоторый спад микробиологической активности почвы в связи с неблагоприятными условиями для микроорганизмов - высокими температурами воздуха (до +35-40 °С) и почвенной засухой. Этот период приходился на конец цветения - начало плодообразования гречихи.
Обработка семян биопрепаратами мизорином и ризоагрином на фоне К45Р45 увеличивала общую численность микроорганизмов на 0.4-3.8 млн./г почвы или на 5.6-37% по годам исследований. Увеличение дозы минеральных удобрений до К60Р60 негативно сказалось на численности микроорганизмов - она уменьшилась на 0.6-1.5 млн./г почвы или на 7.3-14%.
Ферментативную активность почвы изучали в динамике на протяжении всего периода вегетации гречихи, результаты приведены в [30]. В табл. 1
представлены данные, полученные в фазе цветения, когда активность большинства ферментов достигала максимума.
Уреазная активность зависела от влажности почвы, поэтому ее активность в мае-июне (фазы ветвления-цветения гречихи) была значительно больше, чем в июле-августе (фаза созревания), что объясняется ухудшением условий для гидролиза мочевины.
В вариантах с одними минеральными удобрениями активность уреазы была наибольшей в первой половине вегетации. Обработка биопрепаратами увеличивала уреазную активность почвы в течение всей вегетации: в период наибольшей активности уреазы в фазе цветения гречихи этот показатель в контроле был равен 101 мг N-N^/10 г почвы/сут, при использовании экстрасола он увеличился на 23; флавобактерина - на 24; мизорина - на 28 и ризоаг-рина - на 32%. Максимум уреазной активности отмечен при совместном применении биопрепаратов и минеральных удобрений.
Активность каталазы в черноземе выщелоченном отличалась высокой стабильностью по сравнению с другими изученными ферментами. Ее активность постепенно уменьшалась от начала к концу фазы цветения, к фазе созревания несколько увеличилась.
Применение ризоагрина и мизорина на 3-16% увеличивало каталазную активность во все фазы вегетации гречихи, обработка флавобактерином и экстрасолом уменьшала ее по сравнению с контролем. Под влиянием минеральных удобрений активность этого фермента в начале вегетации гречихи увеличивалась, в фазе бутонизации и до созревания семян наблюдали ее уменьшение. С увеличением дозы минеральных удобрений до №0Р60 этот процесс усиливался. При совместном использовании минеральных удобрений и биопрепаратов изменения активности каталазы не происходило.
Активн
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.