УДК
631.15.633.
Влияние активности симбиоза на биохимический состав семян фасоли в
условиях предгорной зоны Кабардино-Балкарии
Кашукоев М.В., доктор с.-х. наук,
профессор,
Шогенов М.Ш., аспирант
ФГБОУ ВПО «КБГАУ им.
В.М. Кокова»
Одним из путей увеличения эффективности
производства фасоли является максимальное вовлечение азота воздуха в
биологический круговорот. Симбиотическая фиксация азота является наиболее
дешевым и доступным способом обеспечения растений фасоли азотом в период
вегетации. В этой связи представляет определенный теоретический и практический
интерес изучение условий, обеспечивающих наиболее активный симбиоз в конкретной
климатической зоне, в частности, в предгорной зоне. Но в большинстве регионов,
в том числе и в предгорной зоне КБР, в достаточной степени не определены
оптимальные параметры основных факторов среды, способствующие реализации
потенциальной азотфиксирующей активности симбиотических систем, урожайности и
белковой продуктивности фасоли. Полностью не изучена динамика формирования
симбиотического аппарата этой культуры в зависимости от условий выращивания,
связь белковой продуктивности и урожайности с активностью симбиоза.
Полевые
опыты проводились в условиях предгорной зоны Кабардино-Балкарской Республики,
на территории Учебно-опытного поля Кабардино-Балкарской государственной
сельскохозяйственной академии в 2009-2011 годах. Предгорная зона занимает
значительную часть территории республики. Зональными почвами, в основном,
являются черноземы выщелоченные. Содержание в них вторичных глинных материалов
обеспечивают достаточно высокую поглотительную способность, влажность и ряд
других положительных свойств (табл.1).
Таблица 1
Агрохимическая
характеристика пахотного слоя почвы опытных
участков
|
Показатель |
Метод определения |
2009 г |
2010 г |
2011 г |
|
Пахотный слой почвы,
см |
|
30 |
30 |
30 |
|
Гумусовый горизонт, см |
|
50-60 |
50-60 |
50-60 |
|
Гумус, % |
По Тюрину |
3,45 |
3,75 |
3,74 |
|
рН сол. |
ЛПУ-1 |
6,6 |
6,7 |
6,5 |
|
Содержание, мг/кг |
||||
|
подвижного Р205 |
По Чирикову |
15 |
18 |
16 |
|
обменного К20 |
По Чирикову |
260 |
280 |
260 |
|
подвижного В |
В водной вытяжке |
0,41 |
0,42 |
0,41 |
|
подвижного Мо |
В оксалатной вытяжке |
0,32 |
0,30 |
0,31 |
|
азота лг. |
Ионно-селективный |
3,08 |
2,95 |
3,00 |
Показатели табл. 1
свидетельствуют о том, что почвы опытных участков имеют низкое содержание
подвижного фосфора и бора, повышенное содержание обменного калия и низкое
содержание (ближе к средней) молибдена. Объектом исследований был сорт
фасоли Варвара. Сорт фасоли Варвара включен в Госреестр для всех зон
возделывания культуры. Средняя урожайность - 17 ц/га. Максимальная урожайность
31,7 ц/га достигнута в 2006 г. в Тамбовской области. Среднеспелый,
вегетационный период 80-92 дня. Устойчивость к полеганию, осыпанию, засухе выше
средней - высокая, на уровне стандартов. Масса 1000 семян 280-395 г. Содержание
белка 20-26%. Кулинарная оценка хорошая. Ценный сорт по качеству. В полевых
условиях слабо поражался бактериозом.
Полевые опыты были
заложены методом рендомизированных блоков, предшественником фасоли была озимая
пшеница. Площадь учетной делянки составляла 50 кв.м., повторность 4-х кратная.
1.
Контроль
- естественное плодородие почвы, служит для выявления эффективности изучаемых
приемов, влияния их на бобоворизобиальный симбиоз, урожайность и белковую
продуктивность фасоли;
2.
Инокуляция
семян ризобиями и внесение фосфорных удобрений - 120 кг/га - фон;
3.
Фон
+ Мо - эффективность использования молибденовых удобрений при низкой и средней
обеспеченности ими почвы;
4.
Фон
+ В - эффективность предпосевного внесения борных удобрений из расчета 1 кг
бора на гектар при низкой обеспеченности им почвы;
5.
Фон
+ ВМо -сравнительная эффективность совместного применения
микроэлементов;
6.
Фон
+ BMoN45 - влияние умеренных
норм азотных удобрений на величину, активность симбиотического аппарата,
урожайность и качество семян фасоли.
Расчет
норм фосфорных удобрений производился с учетом естественного плодородия почвы,
коэффициентов использования фосфора из почвы и удобрений в расчете на
урожайность фасоли 3,0 т/га.
Перед посевом семена обрабатывались
молибденовокислым аммонием из расчета 50 г на гектарную норму семян.
Под предпосевную культивацию в шестом варианте
вносили азотные удобрения - аммиачную селитру 45 кг/га. Учитывая вынос азота
урожаем это количество можно считать стартовой нормой, рассчитанной на питание
растений азотом до начала формирования симбиотического аппарата и биологической
фиксации азота воздуха, в условиях, когда активность симбиоза снижена или
отсутствует.
При проведении опытов в течение вегетации
отмечали фазы роста и развития растений: всходов, первого настоящего листа,
цветения, образования бобов, полного налива семян, начало созревания, полная
спелость.
В ходе опытов через каждые 10 дней и в указанные
выше фазы роста и развития проводили биометрический анализ растительных
образцов. Отбирали по 10 растений с каждой повторности, по 40 растений с
варианта. Во время анализа использовали методику Посыпанова Г.С. (1991).
При этом определили динамику, накопления сухого
вещества, динамику площади листьев, фотосинтетический потенциал и чистую
продуктивность фотосинтеза. Были установлены даты образования клубеньков,
появления Лб, перехода леггемоглабина в холиглобин, начала отмирания
клубеньков, полного их отмирания, для чего через каждые 5 дней отбирались
пробы.
В ходе проведения опытов определялась величина
общего и активного симбиотического потенциала, удельная активность симбиоза и количество
фиксированного азота воздуха.
Посев фасоли проводился широкорядным способом с
шириной междурядий 60 см, норма высева 500 тыс. всхожих семян на 1 га.
Обработка междурядий и уборка осуществлялась вручную.
В ходе проведения исследований использовали
следующие методы:
-
фенологические
наблюдения проводили по методике Госсортоиспытания;
-
фотосинтетический
потенциал и чистая продуктивность фотосинтеза рассчитывались по формуле Кидда,
Веста и Бригса (Ничипорович и др., 1961)
-
симбиотический
потенциал и удельная активность симбиоза рассчитывались по формуле Г.С.
Посыпанова (1983);
-
влажность
почвы определялась весовым методом;
-
учет
засоренности посевов фасоли (шт/кв.м.) осуществлялся количественно-весовым
методом вегетирующих растений с определением их видового состава в начале (три
пары листьев), середине (бутонизация) и конце (перед уборкой урожая) вегетации;
-
определение
величины надземной массы сорняков проводилось на фиксированных площадках;
-
содержание
в продукции остатков гербицидов (Пиленкова И.И., Юркова Р.Г., Меладзе Л.И.,
1992);
-
учет
урожая проводился методом поделяночной уборки с приведением к стандартной
влажности; результаты учета подвергали математической обработке дисперсионным
методом (Доспехов Б.А. 1985);
-
количество
сырого белка рассчитывали по формуле 6,25 xN;
-
определение
жира в семенах, содержание абсолютно сухого вещества,
содержание в
растительных образцах азота, фосфора и калия - методами, предложенными ЦИНАО,
1982 г.
Известно, что с величиной и активностью
симбиотического аппарата тесно связано содержание белка в семенах фасоли. По
этому показателю наши исследования дали нам следующие результаты (табл. 2).
Таблица 2
Содержание белка в семенах фасоли в зависимости
от условий
выращивания, % от АСВ
|
Год |
Контроль |
ИнР |
ИнРМо |
ИнРВ |
ИнРМоВ |
ИhPMoBN |
|
2009 |
36,2 |
37,8 |
37,9 |
38,2 |
38,9 |
36,8 |
|
2010 |
33,9 |
42,2 |
42,9 |
42,7 |
43,3 |
37,2 |
|
2011 |
43,0 |
43,5 |
43,1 |
44,7 |
44,3 |
42,2 |
|
В среднем |
37,7 |
41,2 |
41,3 |
41,8 |
42,2 |
38,7 |
В среднем за три года, в семенах фасоли
содержание белка было в пределах 37,7 – 12,2%. Содержание белка в наибольшем
количестве отмечено в варианте с максимальным симбиотическим аппаратом на фоне
инокуляции и применении фосфорных, молибденовых и борных удобрений. Содержание
белка при раздельном применении микроудобрений и без них было меньше во все
годы проведения опытов.
Исследования показали, что в варианте с азотными
удобрениями содержание белка было самым низким. Это объясняется тем, что
минеральный азот угнетает работу симбиотического аппарата, продолжительность
биологической фиксации азота воздуха сокращается, и растения испытывают в
период налива семян азотное «голодание». Внесение фосфорных удобрений и
проведение инокуляции семян в варианте с молибденом повысили белковистость
семян. А борные удобрения, улучшая симбиотическую азотфиксацию растений фасоли,
повысили ее еще на 0,6 %. И, наоборот, азотные удобрения, по сравнению с
оптимальным вариантом, снизили белковистость семян на 3,2 %.
В контрольном варианте, в 2010 году, растения
фасоли использовали только азот почвы; содержание белка в семенах в этом
варианте составляло на 9,1% меньше, чем при оптимальных условиях симбиоза. Это
говорит о том, что при интродукции фасоли в новые районы, или при посеве на
поля, где фасоль не возделывалась ранее, проведение инокуляции семян активным
штаммом ризобий перед посевом, является приемом исключительно эффективным.
Симбиотический аппарат фасоли в 2009 году
фиксировала азота воздуха в 1,2-1,8 раза меньше, чем в 2010 и 2011 годах; содержание белка в семенах было на 3-4 %
меньше.
В прямой зависимости от урожайности и
белковистости семян находился сбор белка с урожаем (табл. 3).
Меньше белка с урожаем фасоли, в среднем за три
года, собрано в «контроле» и в варианте с азотными удобрениями – 643 и 876
кг/га, соответственно.
Проведение инокуляции семян и внесение фосфорных
удобрений увеличили сбор белка на 295 кг, а в варианте с более благоприятными
условиями для симбиоза, сбор белка превышал «контроль» на 469 кг.
Таблица 3
Сбор
белка (кг/га) с урожаем семян фасоли
|
Год |
Контроль |
ИнР |
ИнРМо |
ИнРВ |
ИнРМоВ |
ИнРМоВN |
|
2009 |
635 |
834 |
871 |
955 |
1000 |
820 |
|
2010 |
550 |
1029 |
1063 |
1148 |
1208 |
918 |
|
2011 |
745 |
964 |
951 |
1098 |
1142 |
888 |
|
В среднем |
642 |
942 |
962 |
1069 |
1116 |
875 |
Полученные результаты позволяют констатировать,
что содержание белка и сбор его с урожаем с гектара тесно связаны с величиной и
активностью симбиотического аппарата растений фасоли. Применение совместно
молибденовых и борных удобрений на фоне инокуляции и внесения фосфора
обеспечивают более высокуюбелковистость семян фасоли – 42,2% при белковистости
в контрольном варианте 35%. Сбор белка с урожаем при этом возрастает на 469
кг/га. В среднем за три года, получено 506 кг/га сбор белка – это наибольший
показатель.
Литература:
1.
Вавилов П.П., Посыпанов Г.С. Бобовые культуры и
проблема растительного белка. - М.: Россельхозиздат. - 1983. - С. 256.
2.
Делаев У.А. Продуктивность фасоли в зависимости от
активности симбиотической фиксации азота воздуха и различной обеспеченности
минеральным азотом в Центральном районе Нечернозёмной зоны-Автореф. канд.
дисс., М.,ТСХА,1985.
3.
Доспехов
Б.А. Практикум по земледелию. Под ред. С.А. Воробьёва, М., Колос, 1985, 163 с.