АГРОХИМИЯ, 2007, № 12, с. 18-26
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ^^^^^^^^^^ Питание растений
УДК 631.811: 63332:579.84131:581.192.1
ПРОДУКТИВНОСТЬ КЛЕВЕРА И ВЫНОС ПИТАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РАСТЕНИЯМИ ПРИ ИНОКУЛЯЦИИ СМЕШАННЫМИ КУЛЬТУРАМИ МИКРООРГАНИЗМОВ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ
МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
© 2007 г. В. П. Шабаев
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской академии наук 142290 Пущино, Московская обл., ул. Институтская, 2, Россия E-mail: VPSH@rambler.ru Поступила в редакцию 16.05.2007 г.
В двухлетнем микрополевом опыте, проведенном на серой лесной почве, внесение ростстимулиру-ющей ризосферной бактерии Pseudomonas fluorescens 20 совместно с клубеньковыми бактериями Rhizobium trifolii 348a на фоне PK-удобрений значительно повышало урожай и вынос азота зеленой массой трех укосов клевера и ускоряло цветение растений. Комбинированная инокуляция бактериями увеличивала вынос из почвы суммарной зеленой биомассой зольных элементов - P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, Co и Mo без существенных изменений концентраций большинства элементов в растениях. Инокуляция бактерией P. fluorescens 20 снижала содержание в растениях и вынос Fe урожаем первого укоса клевера. В аналогичном двухлетнем микрополевом опыте на фоне внесения азотного удобрения (из расчета 4 г N/м2) установлено отсутствие эффекта от инокуляции бактерией P. fluorescens 20 или P. fluorescens 21 и увеличение урожая при внесении везикулярно-арбускулярного микоризного гриба Glomus mosseae.
ВВЕДЕНИЕ
В исследованиях, проведенных при внесении клубеньковых бактерий совместно с ростстиму-лирующими бактериями рода Pseudomonas, установлены значительная стимуляция роста и увеличение урожая сои [1, 2], люцерны [3, 4] и гороха [5, 6]. Данные бактерии наряду с активизацией сим-биотической азотфиксации и улучшением азотного питания бобовых [1-4, 6, 7] усиливают потребление растениями элементов минерального питания из почвы [3, 4, 8, 9]. Рядом исследователей сообщается также о положительном влиянии вези-кулярно-арбускулярных микоризных грибов рода Glomus на симбиотическую азотфиксацию, рост и минеральное питание бобовых культур, в том числе и клевера [1, 2, 8-11]. Несмотря на противоречивость многочисленных результатов о целесообразности внесения под бобовые культуры минеральных азотных удобрений, их влияния на формирование и функционирование бобово-ри-зобиального симбиоза, имеются данные о том, что наличие в среде выращивания растений невысоких, так называемых стартовых доз минерального азота оказывает благоприятное действие на указанные выше процессы и рост бобовых. Рядом исследований установлено, что определяющим условием эффективности азотных удобрений при выращивании бобовых наряду с его дозой является вид растения. В настоящее время недостаточно данных об эффективности инокуляции бобовых
растений, в особенности клевера смешанными культурами микроорганизмов, в том числе в различных условиях минерального, в первую очередь азотного питания.
Цель исследований - изучение влияния комбинированной инокуляции клевера клубеньковыми бактериями R. М^эШ 348а совместно с различными ризосферными микроорганизмами-стимуляторами роста растений на урожай зеленой массы и вынос ею питательных элементов при различных условиях минерального питания.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили в условиях микрополевых опытов в сетчатом вегетационном павильоне. В сосудах без дна (0.33 х 0.33 х 0.33 м), площадью 0.1 м2, наполненных 30 кг воздушно-сухой почвы и вкопанных в верхний слой почвы, выращивали растения клевера сорта ВИК-1 на зеленую массу.
Опыт 1. Перед посевом семян во всех вариантах опыта в почву вносили фосфорно-калийные удобрения в количестве по 800 мг д. в./сосуд или в расчете по 8 г д.в./м2 в виде двузамещенного фосфорнокислого калия и сернокислого калия. В одном варианте семена при посеве инокулировали чистой культурой клубеньковых бактерий R. М-folii 348а, в другом - клубеньковыми бактериями совместно с бактерией Р. fluorescens 20. Почва -
Таблица 1. Урожай зеленой массы клевера при инокуляции смешанной культурой клубеньковых бактерий R. trifoШ 348а с бактерией Р. fluorescens 20 и внесении минеральных удобрений (микрополевой опыт 1)
Вариант инокуляции* Зеленая масса (сухое вещество), г/сосуд
1-й год 2-й год сумма за 2 года
1-й укос 1-й укос 2-й укос сумма
R. trifolii 348а 21.9 127 16.0 143 165
R. trifolii 348а + P. fluorescens 20 23.7 139 29.4 168 192
НСР05 4.6 21 3.7 23 26
* Инокуляцию проводили на фоне PK. То же в табл. 2-4.
серая лесная среднесуглинистая - имела следующие показатели: pHKCl 6.63; Сорг 1.13%; 0.11%; Ca и Mg (1 н. KCl) 10.6 и 2.0 мг-экв; P2O5 и К20 (0.2 н. HCl) 30.9 и 29.9 мг; N-NH4 и N-NO3 (0.1 н. Na2SO4) 0.30 и 0.54 мг/100 г почвы соответственно. Повторность опыта четырехкратная. Растения выращивали в течение двух вегетационных периодов. В первый вегетационный период было проведен один укос зеленой массы растений в фазу цветения, во второй год - два укоса. В растениях определяли содержание азота и зольных элементов [1, 8].
Опыт 2. Перед посевом семян в одном варианте в почву вносили фосфорно-калийные удобрения в количестве по 800 мг д. в./сосуд или в расчете по 8 г д.в./м2 в виде двузамещенного фосфорнокислого калия и сернокислого калия. Семена при посеве помешали на почву и инокулировали чистой культурой клубеньковых бактерий R. trifolii 348а. В остальных вариантах по фону фосфорно-калий-ных удобрений вносили азотное удобрение - сульфат аммония в количестве 400 мг N/сосуд (4 г N/м2). Минеральные удобрения перемешивали со слоем почвы 0-15 см. В вариантах с NPK-удобрениями семена инокулировали чистой культурой клубеньковых бактерий R. trifolii 348а, а также клубеньковыми бактериями совместно с микоризными грибами G. mosseae или с бактерией P. fluorescens 20, или с бактерией P. fluorescens 21. Почва - серая лесная среднесуглинистая - имела следующие показатели: pHKCl 6.98; Сорг 1.10%; 0.12%; Ca и Mg (1 н. KCl) 14.0 и 1.4 мг-экв; P2O5 и К20 (0.2 н. HCl) 15.0 и 14.8 мг; N-NH4 и N-NO3 (0.1 н. Na2SO4) 0.20 и 0.44 мг/100 г почвы соответственно. Повторность опыта четырехкратная. Растения выращивали в течение двух вегетационных периодов. В первый вегетационный период было проведено 2 укоса зеленой массы растений в фазу цветения, во второй год - один укос. В растениях определяли содержание азота [1].
Клубеньковые бактерии в обоих опытах вносили в виде водной суспензии (использовали водопроводную воду) в количестве 106 клеток на растение. Обе бактерии P. fluorescens также применяли
в виде водных суспензий в составе смешанных культур с клубеньковыми бактериями. Соотношение клубеньковых бактерий с каждой из псевдомонад в смешанных культурах составляло 5:1, плотность первых при этом не изменялась. Микоризный гриб О. mosseae вносили в почву на 3-5 см ниже семян в виде 5 г/сосуд инфицированных данным микроорганизмом смеси песка и корней овса. В опытах использовали те же количества микроорганизмов, соотношение клубеньковых бактерий с псевдомонадами и дозы минеральных, в том числе азотного удобрений, как и в предыдущих опытах с бобовыми культурами [1, 2, 4, 6].
В исследованиях, проведенных нами ранее, установлено, что бактерия Р. fluorescens 20 стимулировала рост и повышала урожай также ярового рапса [12], кормовой свеклы [13] и овса [6, 14]. Внесение чистой культуры бактерии Р. Аио^-scens 21 также стимулировало рост и увеличивало урожай сои [1, 2], а смешанная культура бактерий Р. fluorescens 20 совместно с Р. риНёа 23 оказывала положительное влияние на урожай озимой пшеницы [15].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При выращивании клевера в первый вегетационный период на фоне внесения в почву РК-удоб-рений в микрополевом опыте 1, в котором был проведен 1 укос растений, установлено, что комбинированная инокуляция клубеньковыми бактериями Я. М/оШ 348а совместно с бактерией Р. /1и-orescens 20 приводила лишь к некоторому увеличению зеленой массы растений (табл. 1). Во второй год смешанная бактериальная культура также не обеспечила достоверных прибавок урожая при первом скашивании растений. Наиболее значимое увеличение биомассы растений почти в 2 раза обнаружено при втором укосе, в результате этого увеличилось накопление массы растений за второй вегетационный период - на 18% и в сумме за 2 года - на 16%.
Внесение смешанной бактериальной культуры не только увеличило урожай второго укоса
Урожай второго укоса клевера при инокуляции смешанной культурой бактерий R. trifoШ 348а и Р. fluorescens 20 (микрополевой опыт 2).
Контроль - R. trifolii 348а, опыт - R. trifolii 348а и Р. fluorescens 20.
клевера второго года, но ускоряло и цветение растений (рисунок).
Инокуляция клевера данной псевдомонадой в микрополевом опыте 2 значительно увеличила процентное содержание, а также и количество азота (на 19%) в зеленой массе первого года (табл. 2). Во второй год в растениях первого укоса, иноку-лированных бактерией Р. fluorescens 20, по-прежнему содержалось больше азота, а вынос этого элемента биомассой возрос на 18%. При втором скашивании количество азота в растениях второго года, инокулированных смешанной бактериальной культурой, повысилось в 1.8 раза вследствие резкого увеличения урожая при неизменном относительном содержании азота в растениях. В сумме за второй вегетационный период и за 2 года при комбинированной инокуляции клевера клу-
беньковыми бактериями R. М^п 348а с бактерией Р. fluorescens 20 количество азота в зеленой массе возросло на 26-27% по сравнению с внесением только клубеньковых бактерий.
Как показали наши исследования, по фону РК-удобрений изменения концентраций большинства зольных элементов (кроме Fe) в зеленой массе клевера обоих вегетационных периодов в микрополевом опыте 1 под влиянием смешанной бактериальной культуры были небольшими и находились в пределах близким к ошибкам определений данных элементов (табл. 3). Однако в варианте с внесением бактерии Р. fluorescens 20 при первом скашивании в растениях первого года опыта содержалось почти вдвое меньше Fe, в последующие периоды их роста концентрация этого элемента в зеленой ма
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.