Сельское хозяйство/5. Растениеводство, селекция и семеноводство

Д.с.-х.н Дозоров А.В., к.с.-х.н. Гаранин М.Н., к.с.-х.н. Наумов А.Ю.

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия

им. П.А. Столыпина

Урожайность зернобобовых культур в зависимости от активизации симбиотической деятельности

На современном этапе развития сельского хозяйства актуальным остается вопрос увеличения доли использования растениями биологически фиксированного азота, который в настоящее время – единственная альтернатива промышленному [1,3]. Известно, что симбиотическая азотфиксация бобовыми культурами возможна лишь при соблюдении целого ряда условий, важнейшим из которых является наличии в почве азотфиксирующих бактерий. В случае их отсутствия эффективность симбиотической азотфиксации можно повысить предпосевной обработкой семян бобовых растений активными штаммами ризобий [4,2].

Наряду с традиционными для Ульяновской области культурами, горохом и викой, нами были изучены различные по биологическим особенностям зернобобовые культуры: кормовые бобы, люпин, соя и фасоль. Для активизации процессов симбиотической деятельности, семена перед посевом обрабатывались специфичным для каждой культуры штаммом клубеньковых бактерий и микроэлементами. Необходимо отметить, что изучаемая нами фасоль обыкновенная - сорт «Гелиада» не вступила в симбиоз ни с имеющимися в почве бактериями, ни с искусственно инфицированными бактериями. Объясняется это, по нашему мнению, отсутствием вирулентности у используемых нами специфичных для фасоли штаммов.

Исследования проводились в 2010...2012 гг. на опытном поле Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. Полевой опыт закладывали в четырехкратном повторении, в соответствии с методикой и техникой постановки полевых опытов на стационарных участках, размещение делянок систематическое со смещением. Учетная площадь делянки 15 кв. м. Посев проводили селекционной сеялкой ССФК-6-10. Нормы и способы посева устанавливались ввиду биологических особенностей культур.

Схема опыта:

культура	сорт	штамм + микроэлементы	контроль
горох	Самариус	250а + Mo + Mn	без обработки
люпин	Снежеть	363а + Mo + Mn	без обработки
вика	Льговская 22	1-32 + Mo + Mn	без обработки
кормовые бобы	Пензенские 16	96 + Mo + Mn	без обработки
соя	УСХИ 6	634б + Mo + Mn	без обработки
фасоль	Гелиада	653а + Mo + Mn	без обработки

Примечание: Обработка семян молибденовокислым аммонием и сульфатом марганца (0,5% раствор из расчёта 2 л на центнер семян), проводилась с учётом их недостатка по физиологическим параметрам в почве.

Результаты исследований

Известно, что симбиоз бобовых культур с клубеньковыми бактериями позволяет фиксировать и вовлекать в биологический круговорот азот воздуха [5]. Однако на продуктивность симбиоза оказывают влияние множество факторов: климатические и почвенные условия, биологические и сортовые особенности культуры, а также наличие в почве специфичных штаммов клубеньковых бактерий. Изучаемые нами в опыте зернобобовые культуры, ввиду их биологических особенностей и влиянию погодных условий, сформировали разный по величине симбиотический аппарат.

Полученные результаты показывают, что независимо от погодных условий наиболее мощный симбиотический аппарат сформировали растения люпина, кормовых бобов и сои. Максимального значения этот показатель достиг у кормовых бобов и сои в фазу бутонизации – цветения 478 и 462 кг/га соответственно, у люпина в фазу начала налива семян – 1212 кг/га, горох и вика сформировали наименьший симбиотический аппарат 112 и 94 кг/га соответственно. Применение инокуляции и микроэлементов способствовало увеличению массы активных клубеньков в 1,5...2 раза на всех изучаемых культурах, за счет создания оптимальных условий для реализации симбиотического потенциала.

Эффективность деятельности бобоворизобиального симбиоза отражает не только масса клубеньков с леггемоглобином, но и продолжительность их функционирования. Производное этих показателей называется симбиотическим потенциалом (СП). Общий симбиотический потенциал (ОСП) учитывает всю массу клубеньков, активный (АСП) – массу клубеньков с леггемоглобином. Для нас наибольший интерес представляет активный симбиоз, который всегда будет иметь меньшую величину, чем общий.

Из результатов расчета АСП посевов зернобобовых культур, приведенных в таблице 1, хорошо просматривается зависимость этого показателя от погодных условий. В благоприятном, по погодным условиям 2011 году, симбиотический потенциал изучаемых культур достиг максимальных значений. Наибольший АСП был сформирован у люпина узколистного, на инокулированном фоне 49896 кг*дн/га, у кормовых бобов и сои значения АСП достигли примерно одного уровня в пределах 20665 и 19304 кг*дн/га соответственно, и также на варианте с применением инокуляции и микроэлементов. Величина АСП гороха и вики достигла максимума в том же 2011 году и составила соответственно 3758 и 1146 кг*дн/га. В острозасушливом 2010 году показатели АСП гороха, люпина, кормовых бобов и сои составили в среднем 2...6 % от показателей 2011 года, у вики этот показатель был ниже в 5 раз. Погодные условия 2012 года характеризовались так же неблагоприятными для оптимальной деятельности симбиоза, соответственно и активность симбиоза изучаемых культур были значительно ниже показателей 2011 года.

1. Активный симбиотический потенциал зернобобовых культур (кг*дн/га) 2010…2012 гг.

культура	вариант	периоды вегетации
		стеблевание, 3 тройчатый лист	бутонизация- цветение	начало налива	полный налив	за вегетацию
2010 год
горох	Контроль	125	16	-	-	141
	250а + Mo + Mn	190	18	-	-	208
люпин	Контроль	36	748	48	-	832
	363а + Mo + Mn	180	935	72	-	1187
вика	Контроль	141	49	-	-	190
	1-32 + Mo + Mn	171	94	-	-	265
кормовые бобы	Контроль	290	365	8	-	663
	96 + Mo + Mn	259	403	15	-	677
соя	Контроль	75	101	27	-	203
	634б + Mo + Mn	82	114	32	-	228
2011 год
горох	Контроль	360	1518	186	-	2064
	250а + Mo + Mn	414	2800	544	-	3758
люпин	Контроль	2	14064	11910	1035	27011
	363а + Mo + Mn	40	28896	18180	2780	49896
вика	Контроль	132	409	-	-	541
	1-32 + Mo + Mn	249	897	-	-	1146
кормовые бобы	Контроль	352	9400	2385	320	12457
	96 + Mo + Mn	450	11950	6525	1740	20665
соя	Контроль	352	5376	5580	1000	12308
	634б + Mo + Mn	792	7392	8500	2620	19304

2012 год
горох	Контроль	100	499	47	-	646
	250а + Mo + Mn	167	988	138	-	1293
люпин	Контроль	25	5185	1506	288	7004
	363а + Mo + Mn	316	15038	10789	3483	29626
вика	Контроль	478	0	-	-	478
	1-32 + Mo + Mn	658	0	-	-	658
кормовые бобы	Контроль	493	7240	2740	207	10680
	96 + Mo + Mn	718	11055	4143	1033	16949
соя	Контроль	743	2783	2904	1767	8197
	634б + Mo + Mn	1109	3356	4233	3555	12253

Необходимо отметить, что эффективность применения инокуляции и микроудобрений на показатели АСП повышалась с созданием оптимальных для симбиоза условий, в благоприятные по осадкам годы.

В процессе изучения взаимосвязи между АСП и урожаем зернобобовых культур методом корреляционно-регрессионного анализа выявлено, что существует тесная связь между этими признаками (R= 0,89…0,97).

2. Урожай семян бобовых культур 2010 ... 2012 гг., (т/га)

культура	вариант		годы исследований			в среднем, т/га
			2010	2011	2012
горох	контроль		1,87	4,07	2,19	2,71
	250а + Mo + Mn		2,05	4,56	2,81	3,14
НСР 05			0,07	0,16	0,24	-
люпин	контроль		1,86	3,66	2,23	2,58
	363а + Mo + Mn		2,17	4,42	2,73	3,11
НСР 05			0,23	0,59	0,13	-
вика	контроль		2,38	3,08	2,46	2,64
	1-32 + Mo + Mn		2,51	3,54	2,70	2,91
НСР 05			0,09	0,26	0,17	-
кормовые бобы		контроль	2,26	5,1	3,59	3,65
		96 + Mo + Mn	2,30	5,7	3,89	3,96
НСР 05			0,10	0,48	0,20	-
соя		контроль	1,72	3,3	2,46	2,49
		634б + Mo + Mn	2,0	3,84	2,87	2,90
НСР 05			0,20	0,21	0,30	-
фасоль		контроль	0,27	3,18	1,76	1,73
		653а + Mo + Mn	0,28	3,34	1,78	1,80
НСР 05			-	0,14	-	-

Нашими исследованиями установлено, что урожайность сильно варьировала по годам, и связано это в первую очередь с разной биологией изучаемых культур - отношение к влаге, теплу, особенностями питания, развития растений и т. д. (табл. 2). Максимальных значений урожай семян достиг в 2011 году. В среднем за годы исследований, наиболее урожайной культурой оказались кормовые бобы (3,96 т/га), растения гороха, люпина, вики и сои сформировали урожай семян примерно на одном уровне 2,90… 3,14 т/га. Несмотря на значительные колебания урожайности семян по годам, просматривается четкая закономерность достоверного увеличения этого показателя на фоне с применением инокуляции и микроэлементов.

На основании полученных результатов можно предположить, что в условиях Среднего Поволжья предпосевная обработка семян зернобобовых культур специфичным, вирулентным, активным штаммом ризобий положительно влияет на массу активных клубеньков, увеличивает показатели активности и продолжительности бобоворизобиального симбиоза. Активизация этих показателей способствует увеличению урожайности изучаемых культур и, самое важное, происходит повышение плодородия почвы за счет большего накопления в ней биологически фиксированного азота.

Литература:

1. Буянкин Н. И. Биологизация земледелия и растениеводства - перспективное направление // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2005. - № 2. – С. 40-42.

2. Гамзиков Г. П., Шотт П. Р., Кожемяков А. П. Азотфиксирующая способность традиционных и новых зернобобовых культур в Западной Сибири // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2008. - №2. – С. 23-25.

3. Моисеев А. А. Симбиотический азот и продуктивность земледелия в условиях южной лесостепи / монография /Изд-во Мордов. ун-та. – Саранск, 2008. – 212 с.

4. Дозоров А. В. Оптимизация продукционного процесса гороха и сои в лесостепи Поволжья: Автореф. дисс. докт. с. -х. наук. – Ульяновск. -2003. – 44 с.

5. Vanotti M. B., Bundy L. G. // Agron634б + Mo + Mn. J. – 1995. – V.87.