научная статья по теме ВЛИЯНИЕ ИНОКУЛЯЦИИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ РОСТСТИМУЛИРУЮЩИМИ РИЗОСФЕРНЫМИ БАКТЕРИЯМИ РОДА PSEUDOMONAS НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО РАСТЕНИЙ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ ИНОКУЛЯЦИИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ РОСТСТИМУЛИРУЮЩИМИ РИЗОСФЕРНЫМИ БАКТЕРИЯМИ РОДА PSEUDOMONAS НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО РАСТЕНИЙ»

АГРОХИМИЯ, 2008, № 4, с. 35-42

УДК 631.847.2:633.63:581.191

ВЛИЯНИЕ ИНОКУЛЯЦИИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ РОСТСТИМУЛИРУЮЩИМИ РИЗОСФЕРНЫМИ БАКТЕРИЯМИ РОДА PSEUDOMONAS НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО РАСТЕНИЙ

© 2008 г. В. П. Шабаев

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН 142290 Пущино, Московская обл., ул. Институтская, 2, Россия E-mail: VPSH@rambler.ru Поступила в редакцию 12.04.2007 г.

В двухлетнем микрополевом опыте на черноземе выщелоченном установлено увеличение урожайности корнеплодов сахарной свеклы, содержания сахаров в корнеплодах и выноса зольных элементов растениями из почвы при инокуляции не фиксирующей азот бактерией P. fluorescens 20 или азотфиксирующей бактерией P. putida 23, или смешанной культурой этих бактерий. Внесение бактерий не приводило к значительным изменениям концентраций большинства элементов в растениях. Установлено снижение содержания Fe в инокулированных бактериями растениях.

ВВЕДЕНИЕ

Среди микроорганизмов, стимулирующих рост растений, все больше внимания привлекают флуоресцирующие бактерии рода Pseudomonas, в первую очередь как средства биологической защиты от фитопатогенных микроорганизмов в ризосфере растений или как агенты биоконтроля [1, 2]. При внесении в ризосферу псевдомонад выявлены стимуляция роста и увеличение урожаев ряда сельскохозяйственных культур, в том числе сахарной [3, 4], кормовой [5] и столовой свеклы [6] и улучшение азотного питания корнеплодов [46]. Установлено, что инокуляция ризосферными псевдомонадами увеличивает также потребление зольных элементов из почвы корнеплодами - кормовой [5] и столовой свеклой [7] и редисом [8]. В настоящее время в литературе нет данных по влиянию ростстимулирующих бактерий рода Pseudomonas на качество корнеплодов и вынос элементов минерального питания из почвы ценной технической культурой - сахарной свеклой, в том числе при повторной инокуляции растений бактериями в последующий вегетационный период.

Цель исследования - изучение влияния инокуляции растений сахарной свеклы не фиксирующей азот бактерией P. fluorescens 20, и азотфиксирующей бактерией P. putida 23, а также смешанной культурой этих бактерий на урожайность, содержание в растениях и вынос ими зольных элементов и содержание сахаров в корнеплодах при выращивании растений в течение двух вегетационных периодов.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводили в условиях двухлетнего микрополевого опыта на черноземе выщелоченном (Тульская обл.) в сетчатом вегетационном павильоне института. В сосудах без дна, размерами 0.33 х 0.33 х 0.33 м, площадью 0.1 м2, наполненных 30 кг воздушно-сухой почвы, выращивали по 4 растения сахарной свеклы сорта Ял-тушковская в течение двух вегетационных периодов. Перед посевом семян в верхний 0-15-см слой почвы вносили NPK-удобрения в количествах по 800 мг д.в./сосуд или из расчета по 8 г д.в./м2. Семена помещали на почву и инокулировали чистыми культурами бактерии P. fluorescens 20, P. putida 23 или смешанной культурой этих бактерий (1:1). Бактерии вносили в виде водной суспензии (использовали водопроводную воду) из расчета 106 клеток на растение. В контроле (вариант без инокуляции) вносили убитые автоклавированием бактериальные клетки. Почва имела следующие показатели: pHKCl 6.25; Сорг 3.60; 0.34%; Са и Mg (1 N KCl) 18.0 и 3.5 мг-экв/100 г почвы; P2O5 и K2O (0.5 N CH3COOH) 32.3 и 34.6 мг/100 г почвы соответственно. Повторность опыта четырехкратная. В корнеплодах и надземной части растений (ботве) после уборки определяли содержание зольных элементов [9], а также содержание водорастворимых сахаров в корнеплодах [10].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Инокуляция сахарной свеклы обеими чистыми культурами бактерий и смешанной бактериальной культурой увеличила урожай корнеплодов (табл. 1). В первый год исследований прибавки массы сырых и сухих корнеплодов при внесении

35

3*

Таблица 1. Урожайность сахарной свеклы при инокуляции бактериями рода Pseudomonas

Масса растений, г/сосуд

Вариант сырое вещество сухое вещество

надземная часть корнеплоды сумма надземная часть корнеплоды сумма

Без инокуляции (контроль) P. fluorescens 20 P. putida 23

P. fluorescens 20 + P. putida 23 HCPo5

407 373 430 543 73

1-й год 490 537 610 555

49

2-й год

897 910 1040 1098 120

53 50 58 66 12

113 135 155 134 19

166 185 213 200 27

Без инокуляции 293 253 546 36 59 95

P. fluorescens 20 415 348 763 51 80 131

P. putida 23 555 375 930 68 85 153

P. fluorescens 20 + P. putida 23 580 313 893 69 70 139

HCP05 60 52 150 14 19 28

бактерий составили 10-25 и 19-38% соответственно по сравнению с вариантом без инокуляции. Урожай корнеплодов при внесении бактерии Р. риййа 23 был максимальным. Увеличение массы сырых корнеплодов при инокуляции бактерией Р. /¡ио^сет 20 было выражено в виде тенденции и возрастало всего на 10%. Эффект чистых культур бактерий в первый вегетационный период не проявлялся в отношении изменения массы надземной части растений. При внесении смешанной бактериальной культуры урожай корнеплодов был такой же, как и в варианте с Р. /1иоге8сет 20, и возрастала лишь масса ботвы.

Во второй год исследований урожай корнеплодов сахарной свеклы в варианте без инокуляции был более чем в 1.5 раза ниже, чем в первый год (табл. 1). Кроме того, масса инокулированных растений, в особенности корнеплодов во второй вегетационный период была существенно меньше, чем в первый. На фоне значительно меньшего урожая неинокулированных растений 2-го года эффект повторной инокуляции бактерией Р. /¡ио-rescens 20 возрастал, достигая по прибавкам массы корнеплодов 37-38%. В этот год по-прежнему максимальное увеличение урожая корнеплодов зафиксировано в варианте с внесением чистой культуры бактерии Р. риййа 23 - на 44-48%. Однако достоверных различий между вариантами с инокуляцией чистыми культурами бактерий не обнаружено, в то время как при внесении смешанной бактериальной культуры установлены минимальные прибавки урожая корнеплодов - на 18 и 24% соответственно для сухой и сырой мас-

сы. Во второй вегетационный период в отличие от первого инокуляция сахарной свеклы всеми бактериями рода Pseudomonas значительно увеличила не только массу корнеплодов, но и ботвы. Увеличение надземной части растений было наибольшим при внесении чистой культуры бактерии P. putida 23 и смешанной бактериальной культуры - в 1.9-2 раза, а в варианте с бактерией P. fluorescens 20 - более 40%. Инокуляция P. fluorescens 20 обеспечила примерно равные прибавки массы корнеплодов и надземной части растений 2-го года исследований, тогда как при внесении бактерии P. putida 23, в том числе в составе смешанной культуры бактерий установлено значительно большее увеличение массы ботвы, чем корнеплодов.

В табл. 2 представлены данные по содержанию зольных элементов в растениях сахарной свеклы за 2 года исследований. В первый вегетационный период внесение как чистых, так и смешанной культур бактерий рода Pseudomonas не оказало значительного влияния на концентрации большинства изученных элементов в корнеплодах и надземной части растений в сравнении с вариантом без инокуляции. При внесении бактерий установлено только в 1-й год увеличение в ботве содержания калия, а содержание Cu возрастало и в корнеплодах. Инокуляция смешанной бактериальной культурой несколько увеличила содержание Zn в растениях и Mn в корнеплодах.

Под влиянием инокуляции чистыми и смешанной культурами бактерий, как правило, происходило резкое снижение содержания Fe как в корне-

Таблица 2. Содержание зольных элементов в растениях сахарной свеклы при инокуляции бактериями рода Pseudomonas

Вариант P K Ca Mg Na Fe Mn Zn Cu

% мг/кг

1-й год вегетации Надземная часть

2-й год вегетации Надземная часть

Без инокуляции (контроль) 0.38 4.20 1.17 0.54 1.25 784 98 240 8.8

P. fluorescens 20 0.38 4.05 1.31 0.65 1.19 677 109 112 8.0

P. putida 23 0.34 3.93 1.31 0.62 1.09 824 103 125 8.4

P. fluorescens 20 + + P. putida 23 0.35 3.87 1.13 0.58 1.12 635 98 131 7.8

Корнеплоды

Без инокуляции (контроль) 0.55 5.57 1.80 1.22 0.71 830 137 240 8.7

P. fluorescens 20 0.49 6.60 1.62 1.09 0.66 660 128 238 10.3

P. putida 23 0.45 6.53 1.98 1.14 0.83 668 131 240 10.3

P. fluorescens 20 + + P. putida 23 0.47 6.71 1.82 1.13 0.81 650 126 260 11.3

Корнеплоды

Без инокуляции (контроль) 0.25 0.61 0.15 0.27 208 115 33 87 4.3

P. fluorescens 20 0.26 0.52 0.15 0.30 185 75 27 58 5.5

P. putida 23 0.27 0.87 0.13 0.27 244 66 32 83 7.0

P. fluorescens 20 + + P. putida 23 0.25 0.61 0.16 0.25 237 90 41 110 8.7

Без инокуляции (контроль) 0.26 0.82 0.15 0.28 365 68 32 16 5.3

P. fluorescens 20 0.24 0.75 0.16 0.27 334 65 30 19 6.8

P. putida 23 0.22 0.81 0.15 0.28 398 46 31 20 5.5

P. fluorescens 20 + + P. putida 23 0.23 0.91 0.17 0.28 325 48 34 19 5.9

Примечания. 1. Содержание № в надземной части растений представлено в %. 2. Ошибки определений содержания макроэлементов в растениях не превышали 5%, содержания Бе и микроэлементов - 15%.

плодах, так и в надземной части растений первого вегетационного периода. В наибольшей степени, до 43% уменьшилось содержание этого элемента в корнеплодах при инокуляции бактерией Р. рий-йа 23, несколько меньше при внесении бактерии Р. fluorescens 20 (на 35%) и меньше всего - в варианте со смешанной культурой бактерий (на 12%). Напротив, внесение бактерии Р. риййа 23, в том числе совместно с Р. Аиоге8сет 20, привело к некоторому увеличению содержания Ка в корнеплодах и в ботве.

Во 2-й год исследований, так же как и в первый, при внесении бактерий не установлено значительных изменений содержания большинства элементов в растениях сахарной свеклы (табл. 2). При инокуляции чистой культурой бактерии Р. риййа 23, так и совместно с Р. fluorescens 20, как и в первый год опыта, обнаружено снижение содержания Бе в корнеплодах - на 29-32%, а в ботве инокулированных растений оно существенно не изменилось, кроме некоторого уменьшения в варианте со смешанной бактериальной культурой.

Таблица 3. Вынос зольных элементов растениями сахарной свеклы при инокуляции бактериями рода Pseudomonas

Вариант P K Ca Mg Na Fe Mn Zn Cu

мг/сосуд мкг/сосуд

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.

Показать целиком