Введение к работе
Актуальность. В структуре посевных площадей КБР бобовые культуры занимают около 10% пахотных земель, а низкая их продуктивность обусловлена недостаточной обеспеченностью растений фосфором и микроэлементами, неустойчивой влагообеспеченностью во всех вертикальных зонах и, как следствие, низкой активностью симбиотической азотфиксации.
Продуктивность агробиоценозов определяется в первую очередь наличием в почве доступного растениям азота. На протяжении эпох симбиотиче-ские, свободноживущие и ассоциативные диазотрофы ключали азот воздуха в биологический круговорот естественных фитоценозов. Проблема биологической фиксации атмосферного азота является одной из актуальных в современном земледелии. Общество тратит поистине огромные усилия на раскрытие узловых вопросов в этой области, ибо перспективы их решения тесным образом связаны с такими координальными проблемами, стоящими перед человечеством, как полноценное питание, энергетический кризис и охрана окружающей среды. Резкое сокращения применения в сельском хозяйстве минеральных и органических удобрений вызывает неуклонное падение содержания гумуса в почвах за счет его минерализации и обрекает сельскохозяйственные культуры на азотное голодание, падение урожаев и снижение его качества. В этой связи дополнительным источником питания растений является азот биологический, фиксированный клубеньковыми бактериями на бобовых культурах, размеры которого в зависимости от типа почвы, вида культур и технологии их возделывания могут составлять от 50 до 260 кг/га в год. Для повышения роли бобовых культур в снабжении растений азотом и улучшении баланса гумуса и азота в почве необходимо создать оптимальные условия для функционирования азотфиксирующей системы. В "экономике" природы процессам биологической фиксации азота принадлежит исключительная роль, которая по значению вполне равноценна процессу фотосинтеза.
Для повышения роли биологического азота в питании бобовых растений необходимо создание оптимального уровня содержания в почве макро- и микроэлементов, достаточная обеспеченность растений влагой, интродукция вирулентных штаммов клубеньковых бактерий.
Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в обосновании закономерностей азотного питания растений, обеспечивающих повышение роли биологического азота в ландшафтном земледелии, получение устойчивых урожаев зернобобовых культур хорошего качества и сохранении плодородия почвы. Для этого предусматривалось решение следующих задач:
1.Выявить роль обеспеченности почвы подвижными формами фосфатов в симбиотической азотфиксации и продуктивности растений сои и гороха.
2.У становить влияние борного и молибденового удобрений в формировании продуктивности и симбиотической активности зернобобовых культур.
3.Определить оптимальный уровень влажности почвы для функционирования агробиоценоза.
4.Исследовать действие орошения на формирование урожайности и азотное питание растений сои.
5.Для интродукции сои в регион выявить вирулентный штамм клубеньковых бактерий, обеспечивающий максимальную азотфиксацию и увеличение роли биологического азота в формировании продуктивности бобовых растений.
б.Дать оценку комплексного применения под зернобобовые культуры макро- и микроудобрений и ризоторфина в формировании величины и качества урожая, роли биологического азота в питании растений.
7.0ценить роль органического вещества и азота бобовых в земледелии Кабардино-Балкарской Республики, их вклад в плодородие почвы и потребность в азотном удобрении последующих культур.
Научная новизна. Заключается в комплексной оценке влияния агрохимических, биологических и технологических приемов воздействия на рост и развитие растений в динамических условиях внешней среды. Обосновано воздействие фосфатного фона почвы, наличие в питательной среде микроэлементов на формирование симбиотического и фотоассимиляционного аппарата сои и гороха, выявлено оптимальное значение содержания подвижного фосфора в почве, установлен показатель влажности почвы при которых формируется максимальная продуктивность и качество зерна сои и гороха и реализуется потенциальная азотфиксация бобовых. Обоснована роль микроэлементов бора и молибдена для бобовых культур, возделываемых на Северном Кавказе. При интродукции сои в регионе установлена необходимость инокуляции семян вирулентным штаммом клубеньковых бактерий. Теоретически обоснованы для региона коэффициенты азотфиксации, нормативы содержания азота в урожаях и пожнивно-корневых остатках, их роль в балансе органического вещества и азота в земледелии.
Выявленные закономерности функционирования агробиоценозов служат теоретической основой для регулирования условий азотного питания растений и повышения роли биологического азота в земледелии Северного Кавказа.
Практическая значимость. На основании проведенных исследований выявлены оптимальные значения содержания подвижного фосфора в почве, установлена необходимость использования под сою и горох микроэлементов бора и молибдена. Для активного функционирования симбиотической
системы и увеличения доли биологического азота в питании растений выявлен фирулентный штамм клубеньковых бактерий. Определен оптимальный уровень влажности почвы, при котором в наибольшей степени реализуется потенциальная продуктивность зернобобовых культур. На основании многолетних исследований определен для условий региона коэффициент азотфиксации, нормативы содержания азота в урожаях и пожнивно-корневых остатках зернобобовых культур, которые являются нормативной базой при расчетах баланса органического вещества и азота в земледелии. Выявленные нормативы затрат элементов питания на получение единицы продукции, в том числе азота воздуха и азота почвы, коэффициенты использования элементов питания из почвы и удобрений могут быть применены для расчета доз удобрений на планируемый урожай зернобобовых в регионе.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
1 .Закономерность азотного питания сои и гороха в зависимости от обеспеченности почвы подвижным фосфором.
-
Действие борного и молибденового микроудобрений на формирование симбиотческой системы растений и продуктивность сои и гороха.
-
Обоснование оптимальной влажности почвы для функционирования бо-бово-ризобиального симбиоза и роли орошения в формировании величины и качества урожайности сои.
-
Азотное питание, симбиотическая деятельность, продуктивность и качество зерна при использовании инокулянтов, обоснование вирулентного штамма диазотрофов.
-
Комплексная оценка применения макро- и микроудобрений и инокуляции в симбиотической азотфиксации и формировании продуктивности зернобобовых культур.
-
Нормативы содержания азота в урожаях, пожнивно-корневых остатках, коэффициенты азотфиксации и использования растениями элементов питания.
7. Вклад органического вещества и азота зернобобовых в плодородие почвы региона.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на
конференциях СОИСАФ (Калуга, 1989,1991,1993, Москва, 1996), совещаниях
участников географической сети опытов с удобрениями
(Москва, 1996,1998), конференции Микробиология почвы (С-Петер-бург.1998), конференции Агрохимия на пороге 21 века (Москва, 1998), на
межвузовских и внутривузовских научных конференциях (Нальчик, 1991-1997).
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 28 работ, в том числе монография "Азотное питание и продуктивность зернобобовых в предгорной зоне Северного Кавказа", М.:Агроконсалт,1997, 168 с.(10.8 п.л.), 3 учебных пособия, среди них "Значение бобовых и симбиотического азота в земледелии", 1996, 33 с. (2,25 п.л.), 2 научно-методические рекомендации.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 408 страницах машинописного текста, состоит из введения, 9 глав, выводов и практических предложений, содержит 127 таблиц, 3 рисунка, 31 приложение. Список цитируемой литературы включает 370 источников,в том числе 70 на иностранных языках.
