Сельское хозяйство/ 5 Растениеводство

Д. с/х. н. Хамоков Х.А.

Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет, Россия

Влияние условий возделывания на фиксацию азота воздуха зернобобовыми культурами

Наиболее дешевым и доступным способом обеспечения растений азотом в период вегетации является симбиотическая фиксация азота воздуха. В этой связи представляет теоретический и практический интерес разработка агротехнических приемов, обеспечивающих максимальную активность симбиотической азотфиксации, повышающих урожайность и белковую продуктивность бобовых культур.

С целью выявления зависимости фиксации азота воздуха зернобобовыми культурами от условий возделывания, нами были проведены полевые опыты в условиях степной и предгорной зон Кабардино – Балкарской Республики в 2010 – 2013 годах. Годы исследований мы разбили на две группы – засушливые (2010, 2012 гг) и влагообеспеченные (2011, 2013 гг). По полученным данным нами были выведены средние значения.

Активность симбиотического аппарата определяется долей фиксированного азота воздуха от общего потребления. Исследования показали, что в результате симбиотической деятельности доля фиксированного азота воздуха составила 39-66 % в зависимости от зоны возделывания, культуры и сроков сева. Причем наибольшей она была у сои в предгорной зоне, наименьшей – у вики в степной зоне.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что в засушливые годы, когда влагообеспеченность почвы была ниже, показатели симбиотической деятельности были более низкими (табл.1).

Соя (сорт Ходсон), в предгорной зоне, при ранних сроках посева фиксировала азота воздуха 115 кг/га, в степной зоне – 86 кг/га, почвенный азот составил при этом 56 кг/га (как в предгорной, так и в степной зонах). Доля фиксированного азота от общего потребления составила: в предгорной зоне 63,7 %, в степной – 57,1 %.

При поздних сроках посева фиксация атмосферного азота резко снизилась и составила: в предгорной зоне – 65 кг/га, в степной – 38 кг/га. Потребление почвенного азота в обеих природно-климатических зонах почти одинаково: в предгорной – 40 кг/га, в степной – 36 кг/га. При поздних сроках посева также снижается доля фиксированного азота от общего потребления.

У гороха (сорт Топаз) при ранних сроках посева в предгорной зоне количество фиксированного азота воздуха выше, чем в степной и составило, соответственно, 98 и 60 кг/га. Аналогичное соотношение обнаружено и по доле фиксированного азота соответственно, 56,4 % и 49,9 %.

Таблица 1- Доля фиксированного азота воздуха зерновыми бобовыми культурами в зависимости от условий возделывания (среднее в засушливые годы)

Сроки посева	Предгорная зона			Степная зона
	Фиксир. азот, кг/га	Почвен. азот, кг/га	Фиксир. азот от общего потреб.,%	Фиксир. азот, кг/га	Почвен. азот, кг/га	Фиксир. азот от общего потреб.,%
Соя – сорт Ходсон
Ранний	115	56	63,7	86	56	57,1
Средний	98	53	61,3	72	52	54,3
Поздний	65	40	56,9	38	36	48,8
Горох – сорт Топаз
Ранний	98	67	56,4	60	53	49,9
Средний	89	62	56,5	49	51	46,0
Поздний	51	45	49,9	33	48	38,8
Вика – сорт Льговская 22
Ранний	94	65	56,1	57	56	47,8
Средний	87	61	56,1	45	52	44,6
Поздний	48	46	48,0	30	48	36,2

При средних и поздних посевах наблюдается такая же тенденция соотношений показателей по годам.

Вика (сорт Льговская 22) при ранних сроках посева в предгорной зоне фиксировала атмосферного азота 94 кг/га, в степной – 57 кг/га, при поздних сроках посева этот показатель составил, соответственно, 48 и 30 кг/га. Доля фиксированного азота от общего потребления также выше в предгорной зоне.

В влагообеспеченные годы условия возделывания были более благоприятными для активного симбиоза. Все это привело к тому, что симбиотическая деятельность исследуемых зерновых бобовых культур проходила более активно, в связи с чем в эти годы были получены лучшие показатели (табл. 2).

В предгорной зоне при ранних сроках посева соя фиксировала атмосферного азота 122 кг/га (против 115 кг/га в засушливых годах) в предгорной зоне, и 93 кг/га (против 86 кг/га в засушливых годах) в степной зоне. При поздних сроках посева динамика различий между различными по увлажненности годами оказалась выше, и составила, соответственно: в предгорной зоне – 69 кг/га против 65; в степной зоне – 45 кг/га против 38.

Таблица 2 - Доля фиксированного азота воздуха зерновыми бобовыми культурами в зависимости от условий возделывания (среднее по влагообеспеченным годам)

Сроки посева	Предгорная зона			Степная зона
	Фиксир. азот, кг/га	Почвен. азот, кг/га	Фиксир. азот от общего потреб.,%	Фиксир. азот, кг/га	Почвен. азот, кг/га	Фиксир. азот от общего потреб.,%
Соя – сорт Ходсон
Ранний	122	63	70,8	93	63	64,1
Средний	105	60	68,3	75	59	61,3
Поздний	69	47	65,3	45	40	55,8
Горох – сорт Топаз
Ранний	105	72	63,4	67	60	56,9
Средний	96	69	61,5	56	58	53,0
Поздний	58	52	56,9	40	52	45,8
Вика – сорт Льговская 22
Ранний	101	69	63,1	64	61	54,8
Средний	95	68	63,1	52	59	49,6
Поздний	55	53	55,0	37	55	43,2

Растения гороха в благоприятные по влагообеспеченности годы при ранних сроках посева в предгорной зоне фиксировали азота воздуха 105 кг/га, в степной – 67 кг/га (против 98 и 60 кг/га в засушливые годы). Значительное уменьшение этого показателя происходит при поздних сроках посева и составляет: в предгорной зоне – 58 кг/га, в степной – 40 кг/га. Доля фиксированного азота от общего потребления в степной зоне меньше, чем в предгорной: 45,8 % против 58.

Растения вики характеризовались преимущественными результатами симбиотической деятельности в предгорной зоне в сравнении с данными, полученными в степной. Количество почвенного азота составило при ранних сроках посева 69 кг/га (предгорная зона) и 64 кг/га (степная зона). Доля фиксированного азота воздуха от общего потребления в предгорной зоне составила 63,1 %, в степной – 54,8 %. При поздних сроках посева эти показатели существенно снижаются. Фиксированный атмосферный азот при поздних сроках посева составил: в предгорной зоне – 55 кг/га, в степной – 37 кг/га.

В наиболее влагообеспеченные годы из исследуемых культур наилучшей азотфиксирующей способностью отличались растения сои, в сравнении с другими культурами (горох и вика). Доля фиксированного азота от общего потребления при ранних сроках посева растениями сои составила 70,8 %, гороха – 63,4 %, вики – 63,1 % (предгорная зона); и, соответственно: 64,1, 56,9 и 54,8 % (степная зона).

Проведенные исследования подтверждают, что достаточная влагообеспеченность создает более благоприятные условия для развития корневой системы и формирования симбиотического аппарата; что ранний срок посева зерновых бобовых культур способствует образованию большего количества клубеньков; растения фиксируют больше азота воздуха и его доля от общего потребления значительно больше, чем при среднем, а тем более, при позднем сроке посева, когда фиксированный азот и его доля от общего потребления на 40-45 % оказались ниже, чем при раннем сроке сева.

Наблюдается положительная корреляция между массой активных клубеньков и количеством фиксированного азота (r = 0,82).

Отрицательные последствия при запаздывании с посевом более заметно проявляются в условиях засушливой зоны. Зона недостаточного увлажнения, где наблюдается дефицит влаги, особенно в период начала образования бобов и до полного налива семян, не обеспечивает формирование высоких и устойчивых урожаев.

В годы, более благоприятные по влагообеспеченности почвы, корневая система изучаемых культур, особенно гороха, была развита хорошо. Основная часть корней была сформирована в пахотном слое почвы, на корнях было обнаружено множество крупных и мелких клубеньков, в основном, с леггемоглобином. Сухая масса корней в этих годах была больше на 25 %, чем в засушливые годы.

Установлено, что при ранних сроках посева количество активных клубеньков на 30-33 % больше, чем при поздних сроках. Фиксация атмосферного азота проходит более интенсивно. Особенно это заметно в межфазный период «образование бобов – полный налив семян».

Величина площади листьев увеличивается при ранних сроках посева на 26-28 %, сухой массы – на 27-29 % по сравнению с поздними сроками посева.

Ранние сроки сева обеспечивают формирование бобов на 20 % больше, чем поздние сроки.

Биологический урожай зерна в условиях раннего срока посева возрастает на 30 % по сравнению с поздним сроком посева. Получена положительная корреляционная связь между ранним сроком и урожаем зерна. Сбор белка также увеличивается на 25 % при раннем сроке посева, чем при посеве в поздние сроки.

Литература:

1. Посыпанов Г.С. Формирование симбиотического аппарата вики посевной при разных условиях выращивания /Г.С.Посыпанов, В.К.Храмой// Изв. ТСХА.-1983.-Вып.4.-С. 176-178.

2. Посыпанов Г.С. Азотфиксация бобовых культур в зависимости от почвенно-климатических условий /Г.С.Посыпанов//Минеральный и биологический азот в земледелии. М., 1985.-С.75-84.

3. Хамоков Х.А. Потребление азота, фосфора и калия посевами гороха, содержание и сбор белка с урожаем /Х.А.Хамоков//Материалы научно-практической конференции.-Ставрополь, 2001.-С. 51-52.

4. Хамоков Х.А. Показатели фотосинтетической и симбиотической деятельности гороха и вики при различных условиях обеспеченности влагой /Х.А.Хамоков// Зерновое хозяйство.-№ 5. – 2002.