Содержание к диссертации
Введение
Глава-1. Обзор;литературы : 8-39
1.1. Хозяйственное значение и биологические особенности изучаемых культур
1.2. Влияние минеральных удобрении и биопрепаратов на урожайность и качество зеленой массыш зерна изучаемыхкультур ... 15-24
1.3: Взаимоотношения злаковых и зернобобовых культур в смешанных посевах ;. 24-27
1.4. Вклад биологического азота и мобилизация почвенныхзапасов фосфора в формировании урожая ячменя и гороха ... 28-39
Глава 2. Условия и методика проведения исследований.. 40-45
2.1 Методикапроведения исследований... 40-42
2:2. Агрохимическая характеристика почвы и метеорологические условия вгоды проведения полевого опыта : 43-45
Глава 3. Действие биопрепаратов и минеральных удобрений на формирование урожая одновидовых и смешанных посевов ячменя и гороха ... 46-60
Глава 4. Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность одновидовых и смешанных посевов ячменя и гороха : ... 61-81
4.1. Урожайность зеленой массы. 61-67
4:2. Урожайность зерна ячменя и семян гороха в чистых и смешанных посевах при использовании минеральных удобрений и>биопрепаратов 67-74
4:3. Структура урожая зерна ячменя и гороха при использовании биопрепаратов и минеральных удобрений. 74-81
Глава 5. Влияние удобрений и биопрепаратов на показатели качества зеленой массы и зерна в одновидовых и смешанных посевах ячменя и гороха 82-99
5.1. Зеленая масса 82-91
5.2. Качество зерна ячменя и семян гороха 92-99
Глава 6. Эффективность использования одновидовыми и смешанными посевами ячменя и гороха элементов минерального питания при при менении минеральных удобрений и биопрепаратов 100-116
6.1. Использование растениями азота, фосфора и калия 100-112
6.2. Экономическая эффективность применения удобрений и биопре-паратов под одновидовые и смешанные посева ячменя и гороха
Выводы 117-120
Практические предложения 120
Литература 121-140
Приложения 141-176
- Влияние минеральных удобрении и биопрепаратов на урожайность и качество зеленой массыш зерна изучаемыхкультур
- Вклад биологического азота и мобилизация почвенныхзапасов фосфора в формировании урожая ячменя и гороха
- Агрохимическая характеристика почвы и метеорологические условия вгоды проведения полевого опыта
- Действие биопрепаратов и минеральных удобрений на формирование урожая одновидовых и смешанных посевов ячменя и гороха
Введение к работе
Актуальность. Развитие агропромышленного комплекса региона направлено на производство животноводческой продукции, которое может быть реализовано только при создании необходимой кормовой базы. Устойчивое производство кормов на пахотных землях, прежде всего зерновых, невозможно без использования минеральных удобрений. Однако, в последнее время в агропромышленном комплексе резко сократилось их использование, что не обеспечивает получение необходимого количества зерна и приводит к снижению его качества, прежде всего содержания сырого белка. Одним из путей решения этой проблемы может быть совместное выращивание злаковых и зернобобовых культур. Возделывание их в составе смеси повышает содержание белка в продукции злакового компонента (Чухнин, Надежина, 1984; Калев, Хипедоала, 1989; Вавилова, 1993; Лекомцев, 2002). Усилить процесс связывания азота атмосферы можно за.счет использования соответствующих азотфиксирующих препаратов: на зерновых культурах - ассоциативных диазотрофов (Берестецкий и др., 1985; Умаров, 1986; Васюк, 1989; Завалин, 2005); на зернобобовых - симбиотических азотфиксаторов (Ефимов и др., 1996; Кожемяков, Тихонович, 1998; Трепачев, 1999); а также использовать визикулярно-арбускулярные микоризообразующие грибы, которые обладают фосфат мобилизующей способностью, что существенно повышает активность симбиоза (Якоби и др., 2000; Соколенко, 2008). Использование биопрепаратов может обеспечить дополнительное снабжение растений азотом за счет его фиксации из атмосферы, так же фосфором и калием в результате мобилизации его почвенных запасов. Это служит дополнительным источником снабжения растений биогенными элементами, имеющее не только экономическое, но и экологическое значение. Инокуляция семян биопрепаратами повышает коэффициент использования растениями элементов питания из минеральных удобрений и окупаемость их прибавкой урожая.
5 Цель исследований — оценить влияние минеральных удобрений и
биопрепаратов на урожайность и качество зеленой массы и зерна ячменя и гороха в чистых и смешанных посевах для разработки приемов их использования на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах на Северо-Западе РФ.
Для этого решали следующие задачи:
Изучить особенности формирования урожайности однови-довых и смешанных посевов ячменя и гороха при внесении удобрений и инокуляции семян биопрепаратами.
Провести оценку влияния минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность одновидовых и смешанных посевов ячменя и гороха.
Определить влияние удобрений и биопрепаратов на< показатели качества зеленой массы и зерна одновидовых и смешанных посевов ячменя и гороха.
4. Оценить вынос урожаем элементов минерального питания^
при применении минеральных удобрений и биопрепаратов.
5. Дать экономическую оценку применения минеральных
удобрений и биопрепаратов в посевах ячменя и гороха.
Научная новизна работы. Впервые в Вологодской области на дерново-подзолистой почве оценено действие комплексного применения минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность и качество ячменя и гороха в одновидовых и смешанных посевах. Установлено, что биопрепарат ассоциативных диазотрофов флавобактерин увеличивает урожайность зерна и зеленой массы ячменя как без внесения, так и при внесении минеральных удобрений. Использование гриба арбускулярной микоризы обеспечивает прибавку урожайности одновидового посева гороха. В смешанном посеве ячменя-и гороха урожайность зеленой массы и зерна возрастает при инокуляции семян азотфиксирующими и фосфатмобилизуюшим препаратами, при этом мшссимальный зффеїст достигается на фоне с внесением минеральных
удобрений. Рост урожайности зерна от биопрепаратов происходит за счет изменения в структуре элементов, определяющих зерновую продуктивность культур. В смешанном посеве с горохом для ячменя создаются благоприятные условия азотного питания растений, в результате чего, даже без внесения азотного удобрения в зерне накапливается такое же количество сырого белка, как при внесении N30. Препарат эндомикоризного гриба арбускулярной микоризы (изолят СІАМ 8) положительно влияет на растения как в одновидо-вом посеве гороха, так и в смешанном с ячменем. Применение ассоциативного, симбиотического и микоризного биопрепаратов повышает использование растениями элементов минерального питания из удобрений, увеличивает их окупаемость прибавкой урожая зерна.
Практическая значимость. Использование минеральных удобрений и биопрепаратов в одновидовых и смешанных посевах ячменя и гороха,способствует росту урожайности зеленой массы и зерна, улучшает качество растениеводческой продукции, в первую очередь возрастает в зерне содержание сырого белка. При совместном выращивании злаковой и бобовой культур зерно ячменя накапливает большее количество белка, что имеет существенное значение при использовании его на кормовые цели. Полученные результаты служат основанием для использования гриба арбускулярной микоризы в качестве эффективного штамма для создания нового биопрепарата, обеспечивающего, за счет улучшения минерального питания растений, увеличение урожайности гороха, выращиваемого в чистом виде, а также урожайность смешанного его посева с ячменем. Увеличение коэффициента использования питательных веществ из минеральных удобрений и повышение окупаемости удобрений прибавкой урожая зерна имеет не только экономическое, но и экологическое значение.
Положения, выносимые на защиту:
формирование урожая чистых и смешанных посевов ячменя и гороха при внесении минеральных удобрений и инокуляции семян биопрепаратами;
7 влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность од-
новидовых и смешанных посевов ячменя и гороха;
действие комплексного использования удобрений и биопрепаратов на показатели качества зеленой массы и зерна ячменя и гороха;
использование растениями минеральных удобрений при инокуляции семян биопрепаратами;
экономическая эффективность применения минеральных удобрений и биопрепаратов в посевах ячменя и гороха.
Влияние минеральных удобрении и биопрепаратов на урожайность и качество зеленой массыш зерна изучаемыхкультур
Основными средствами, обеспечивающими высокую урожайность зерновых и зернобобовых культур, является применение удобрений (Авдонин и др., 1972; Детковская, Лимантова, 1987; Иванов и др., 2008; Ненайденко, 1984; Мосолов, 1979; Никитенко, 1978). Сокращение производства минеральных удобрений и их высокая стоимость вызывает настоятельную необходимость поиска наиболее эффективных способов их использования. Существенное влияние на эффективность удобрений и качество продукции оказывает обеспеченность почв питательными веществами, погодные условия в период вегетации, предшествующая культура и реакция почвенной среды (Иванов и др., 2008; Коданев, 1976; Сонина, 1969; Павлов, 1990; Панников, Минеев, 1987; Панников, 1991; Цимбалист, 1993; Ягодин, 1989; Соколов, 1990; Климашевский, 1991; Соколов, Семенов, 1994).
Применение минеральных удобрений повышает устойчивость зерновых культур к неблагоприятному воздействию окружающей среды на 5...20% (Каликинский, Горелько, 1985; Огребков, 1985; Огребков, 1989; Ивойлов, 1995; Державин, 1998; Мосолов, 1979; Иванов, 2004; Державин, 1992; Шабаев, 2004). Размещение ярового ячменя по лучшим предшественникам позволяет получать хорошие урожаи зерна с высоким качеством. На дерново-подзолистых почвах Северо-Западного региона Нечерноземья лучшими предшественниками ярового ячменя являются многолетние травы (клевер), пропашные (картофель), зернобобовые (горох и вика), удобренные озимые культуры и лен (Беляков, 1985; Беляков, 1990; Минеев, Ивлев, 1980; Ненайденко, Трифонова, 1991; Пруцков, Осипов, 1990; Гридасов, 1995).
Основным элементом питания, необходимым для формирования зеленой массы и зерна с высоким содержанием белка на кормовые цели, является азот (Павлов, 1984; Коренько, 1985; Байрамов, 2000; Кулаковская, 1990; Афанасьев, 1985; Аникст, 1988; Башкин, 1987; Завалин, Пасынков, 2007; Прокошев, 1975). Несбалансированность азотного питания может привести к снижению урожая и качества зеленой массы и зерна изучаемых культур. В засушливые и сухие годы азотные удобрения обеспечивают сравнительно низкие прибавки зерна, но улучшают его качество (Артюшин и др., 1967; Минеев, Павлов, 1981; Кореньков, 1985; Воллейдт и др., 1985; Мякинькова, 1994; Ивойлов, 1995; Минеев, Ивлев, 1980; Сонина, 1969; Ненайденко, 1984; Меньшиков и др., 1981; Кудеяров, 1989; Аникст, 1980). В начальные фазы роста ячменя азот способствует накоплению углеводов. Внесение азота в период колошения - созревания, как правило, урожай не увеличивает, но значительно повышает количество белка в зерне. Недостаток азота приводит к нарушению обмена веществ. При оптимальном обеспечении азотом растения лучше усваивают другие элементы питания (Прокошев, 1975; Безлюдный, Кухарчик, 1981; Минеев, 1980; Аникст, 1980). В формировании урожая и качества зерна также играют большую роль и такие элементы минерального питания как фосфор и калий. Фосфор повышает устойчивость растений к болезням и засухе, улучшает азотный обмен. Оказывает благотворное влияние не только на урожайность, но и на качество зерна. При недостатке фосфора идет задержка в росте и развитии растений.
В течение первых 10 дней после прорастания семени молодые растения используют запасы фосфора, имеющиеся в зерновке. Всходы очень плохо усваивают фосфор из почвы, поэтому при отсутствии минеральных, легкодоступных фосфорных соединений они испытывают фосфорное голодание, что отрицательно сказывается на всем последующем росте и развитии растений (Сонина, 1969; Артюшин, 1967; Афанасьев, 1985; Державин, 1998; Кичигина, 1983). На почвах, плохо обеспеченных фосфором, для получения высокого урожая необходимо вносить фосфорные удобрения, чтобы создать устойчивый режим питания. Эффективность фосфорных удобрений резко возрастает при внесении их с азотными и калийными удобрениями (Данников, Минеев, 1987). Калий регулирует водный, азотный обмен, повышает устойчивость к засухе, полеганию, болезням, ускоряет созревание зерна. Ячмень потребляет наибольшее количество калия в начальный период роста. При недостатке калия задерживается развитие и созревание зерна, оно бывает плохо выполненным, с пониженным содержанием белка, и крахмала. Растения отстают в росте, края нижних листьев окрашиваются в бурый цвет, затем листья засыхают (Константинова, Серов 1981; Ватагин, Ненайденко, 1965; Гукова и др., 1970; Державин, 1992). Возрастает роль калийных удобрений по мере окультуривания и известкования почвы.
На создание 1 тонны зерна растения ячменя выносят из почвы — 26 кг азота; 11 кг - Р205 и 24 кг К20. Азотные удобрения, внесенные в повышенных дозах, практически всегда увеличивают урожайность, содержание белка и улучшают технологические качества зерна ячменя (Авдонин, 1972; Воллейдт и др., 1985; Коданев, 1976; Минеев, Павлов, 1981; Павлов, 1984; Иванов и др., 2008; Державин, 1992). Эффективность их будет повышаться при комплексном использовании с фосфорно-калийными удобрениями (Шабаев, 2004). При увеличении доз азотного удобрения увеличивается как урожай зерна, так и содержание в нем белка (Безлюдный, Кухарчик, 1981; Минеев, 1980). При еще больших дозах внесения азота урожай не увеличивается, но содержание белка в зерне повышается. Это происходит за счет торможения роста растений и повышения концентрации азота в вегетативных органах растения (Байрамов, 2000; Павлов, 1984; Гамзикова, 2006; Измайлов, 1986; Башкин, 1987; Климашевский, 1991). В отличие от зерновых для зернобобовых культур, в первую очередь, необходимы фосфор и калий, поскольку азотом они обеспечиваются самостоятельно, хотя и в недостаточной мере. Известно, что растения гороха во все фазы вегетации содержат большое количество азота, что свидетельствует о его способности поглощать и усваивать азот. Но растения гороха, снабжающиеся азотом посредством клубеньковых бактерий, поглощают и усваивают азот в меньших размерах, чем растения при питании минеральным азотом (Алметов, 1988; Родин, 1981; Кулаковская, 1990). Гороху минеральный азот необходим в течение первых двух недель вегетации, пока не началась фиксация его клубеньковыми бактериями (Ватагин, Ненайденко, 1965; Атрашкова, Гнетиева, 1975; Вавилов; 1978). В дальнейшем избыток азота нежелателен для бобовых, так как снижается образование клубеньков. Регулирующим фактором в использовании бобовыми растениями симбиотического азота являются, по-видимому, изменения в их углеводном обмене. При обильном поступлении минерального азота в растения, содержание свободных Сахаров в них уменьшается, ослабляется приток их в корневую систему. Развитие клубеньковой ткани и процесс симбиотической азотфиксации в этих условиях задерживается до тех пор, пока не будет полностью исчерпан запас доступного азота и установится более благоприятное углеводно-азотное соотношение в тканях корней (Тукова, Лаврова, 1974).
Вклад биологического азота и мобилизация почвенныхзапасов фосфора в формировании урожая ячменя и гороха
Проблеме биологического азота в земледелии уделяется все больше внимания. Проблема эта многогранна, затрагивает разные стороны деятельности человека, начиная с задачи получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур как бобовых, так и небобовых, сохранения и повышения плодородия почв, экономики сельскохозяйственного производства и охраны окружающей среды. В целом проблема биологического азота является составным элементом системы целесообразного регулирования кругооборота веществ между человеком и природой (Биологическая фиксация азота, 1991; Мишустин и др., 1978; Трепачев, 1999).
Азот — один- из незаменимых компонентов живой материи, он -необходимая составная часть белка и других биологических структур. Хотя-азот является основной составной частью атмосферы и запасы его в ней колоссальны, для большинства живых организмов он доступен лишь в связанной (фиксированной) форме, т. е. в виде соединений с другими определенными элементами, прежде всего с водородом или кислородом (Мишустин и др., 1978; Куракова, Умаров, 1983; Ягодин, 1991; Ландина, Клевенская, 1984).
Микробиологическая фиксация атмосферного азота - экологически чистый путь снабжения растений связанным азотом, требующий относительно небольших энергетических затрат на активизацию азотфиксаторов в почве. Установление благоприятного сочетания биологического азота и азота минеральных удобрений в питании сельскохозяйственных культур позволяет сбалансировать круговорот питательных веществ в земледелии, не вызывая нарушения равновесия в окружающей среде, в частности в биогеоценозах (Посыпанов, 2006; Федоров, 1952; Кирюшин, 1996; Кирюшин, 2000; Ягодин, 1991). Поскольку растения в процессе своей жизни взаимодействуют с различными почвенными микроорганизмами, то повышение их продуктивности возможно при внесении в почву микроорганизмов определенного вида. С использованием современных молекулярно биологических методов удалось показать, что растения обладают набором генов, определяющих успех растительно-микробного взаимодействия. Эти гены просто «молчат» при отсутствии микроорганизмов, многие из этих генов вообще уникальные и в других процессах не участвуют (Кожемяков, Тихонович 1998). Со своей стороны микроорганизмы также содержат генетические факторы, которые функционируют только во взаимодействии с растениями. Сосуществование микроорганизмов и растений - это результат установления общей генетической системы, которая является новой общностью организмов. То есть, образно говоря, растения решили доверить ряд своих функций микроорганизмам, при этом они выиграли, так как не несут все необходимые им гены, а только те, которые позволяют, запускать и регулировать растительно-микробное взаимодействие. Параллельно, были накоплены знания о том, что с помощью микроорганизмов растение обеспечивает свои потребности в элементах питания (азот, фосфор, калий и другие), гормонах, физиологических активных веществах, микроорганизмы способны защитить растение от фитопатогенов, причем наиболее опасных — почвенных инфекций, для борьбы с которыми пока нет эффективных средств (Трепачев, 1999;Мехтиев, 1979). Все разнообразие бактерий-азотфиксаторов в агрономическом плане можно разделить на три большие группы: 1. Клубеньковые (симбиотические) бактерии бобовых растений рода Rhizobium, инфицирующие корни бобовых с образованием на них клубеньков и живущих в симбиозе с высшим растением. 2. Несимбиотические (свободноживущие) бактерии, обитающие в почве (аэробные и анаэробные фиксаторы азота) и азотфиксаторы, обитающие на поверхности почвы синезеленые водоросли (цианобактерии). 3. Ассоциативные азотфиксаторы рода Azospirillum и другие, живущие за счет, главным образом, корневых выделений (Мишустин, 1982; Мишустин, Черепков, 1978).
Многочисленные исследования по интродукции в почву различных микроорганизмов позволили отобрать бактериальные - штаммы, положительно влияющие на растения. Внесение бактерий в почву - это один из агроприемов оптимизации условий жизни растений. (Кожемяков, Тихонович 1998; Кожемяков, Доросинский 1990). Успешными оказались опыты по использованию ризобий, которые повышали активность азотфиксации на бобовых культурах. Долгое время бобово-ризобиальный симбиоз рассматривали, как особенность клубеньковых бактерий проникать в корни бобовых, образовывать клубеньки и улучшать рост бобового растения за счет симбиотической азотфиксации. Теперь доказано, что в процессе формирования и функционирования бобово-ризобиального симбиоза растение-хозяин играет не менее важную, скорее ведущую роль, чем клетки бактерий. Это весьма важное положение, обязывающее создавать благоприятные условия для развития бобовых растений, что гарантирует хороший бобово-бактериальный симбиоз и активную фиксацию молекулярного азота. В.К. Шильникова (1985), обобщая литературные данные и свои исследования, показала пути проникновения клубеньковых бактерий в корень бобового растения. Первый и основной путь — проникновение клубеньковых бактерий через корневые волоски. Второй путь - внедрение ризобий в клетки корня растения-хозяина, чаще через места повреждения эпидермальной и коровой тканей, особенно в местах ответвления боковых корней. Происходит активное размножение бактерий в клетках растения, которое начинается в инфекционных нитях, затем бактерии выходят из инфекционной нити и продолжают размножаться в цитоплазме растительной клетки. Бактерии сразу же окружаются мембрамой растительного происхождения, превращаясь в бактероиды. В этой стадии включается механизм азотфиксации. Главным биологическим условием создания высоко - эффективного, бобово-ризобиального симбиоза является . наличие в почве специфичного, вирулентного и активного штамма бактерий.
Именно эти свойства определяют практическую ценность препаратов клубеньковых бактерий и их взаимоотношения с бобовыми растениями. Понятие специфичность означает избирательную способность клубеньковых бактерий в отношении растения хозяина (Мишустин, Шильникова, 1968; Bashan Y., 1998; Moawad Н., 1984). По Н.А. Проворову (1985) специфичность следует рассматривать как результат комплементации генотипов растения и бактерий, поскольку у обоих партнеров выявлены генетические факторы, контролирующие специфичность взаимодействия на различных стадиях симбиоза. Под вирулентностью понимают способность бактерий проникать через корневые волоски внутрь корня бобового растения, там размножаться и вызывать образование клубеньков. Важно, чтобы определенный штамм обладал не только специфичностью, вирулентностью, но и был конкурентоспособен со спонтанными почвенными бактериями; Не менее важным свойством клубеньковых бактерий является их активность. Согласно Е.Н. Мишустину, В.К. Шильниковой (1968), активность или эффективность этих бактерий означает способность в симбиозе с бобовыми растениями ассимилировать молекулярный азот. В зависимости от того, в какой степени клубеньковые бактерии способствуют повышению урожайности бобовых культур, их делят на активные (эффективные), малоактивные и неактивные. Необходимо заметить, что если признак специфичности бактерий довольно консервативный, то вирулентность и активность могут изменяться в зависимости от ряда факторов: природы самого штамма, вида и сортовых особенностей растений, почвенных условий (Емцов, Мишустин, 2006; Трепачев, 1999; Harrison М., 1997).
Агрохимическая характеристика почвы и метеорологические условия вгоды проведения полевого опыта
Вологодская:область находится на Єеверо - Западе Европейской части России. Центральная зона Вологодской области (Агроклиматические: ресурсы и т. д., 1972) - зона распространения дерново - подзолистых почв, которые по химическим и морфологическим признакам делятся на слабо-, средне- и- сильноподзолистые. Климат Вологодской? области характеризуется умеренной континентальностью, с продолжительной холодной зимой с устойчивым снежным? покровом и- умеренно теплым! коротким летом. Важнейшим показателем, тепловых ресурсов климата является; температура; воздуха. Территория Вологодской областиі по- теплообеспеченности относится к умеренной зоне. Длительность периода с положительными температурами — -составляет 110 - 120 суток. Вегетационный период (по среднемноголетним данным) начинается 25 - 26 апреля и продолжается до середины сентября и длится в среднем 130 - 145 дней. Устойчивый переход температуры ниже 0С устанавливается в конце октября, снежный покров в среднем появляется в третьей декаде октября или в первой декаде ноября. Средняя сумма биоклиматических температур необходимых для нормального роста и развития ярового ячменя составляет 1000 - 1500С для раннеспелых сортов. В центральной части Вологодской области сумма биоклиматических температур колеблется в пределах 1010 - 1070С. У гороха общая потребность в тепле в зависимости от вегетационного периода 1350-2800 С. Раннеспелые сорта гороха обеспечены теплом ежегодно, среднеспелые сорта вызревают на большей части области в 90 — 100% и в северных районах в 75% лет. Позднеспелые сорта гороха на севере вызревают всего в 50% лет, на. остальной территории-в 80 - 100%. Вологодская область относится к зоне достаточного увлажнения.
В среднем по области осадков выпадает 520-600 мм. Из них 60-70% приходится на теплое время. Примерно 170-180 дней в году выпадают осадки, т.е. каждый второй или третий день. Обеспеченность влагой в период активного роста растений считается умеренной. Однако количество осадков по годам бывает неравномерным. Большую опасность для сельского хозяйства представляют засушливые периоды продолжительностью две декады подряд и более, наблюдающиеся в среднем один раз в три, четыре года (Агроклиматические ресурсы.-.., 1972). Погодные условия в годы проведения полевого опыта несколько различались, что оказало определенное воздействие на формирование урожая ячменя и гороха. В начале вегетации (май) количество атмосферных осадков в 2005 г. превышало норму на 15 мм, в 2006 г. соответствовало норме (51,2 мм) и в 2007 г. было ниже (38 мм) нормы (49 мм). В июне, когда происходит активное нарастание биомассы, во все годы количество атмосферных осадков было чуть ниже (58-66 мм) нормы (69 мм). В июле в период формирования и начала налива зерна 2006 г. характеризовался резким (36 мм) недостатком, а 2005 и 2007 гг. избытком (85 и 144 мм) атмосферных осадков при норме 65 мм. В августе, кроме 2005 г. (56 мм), осадков выпало больше (79 и 89 мм) нормы (68 мм). Среднесуточная температура воздуха в мае во все годы соответствовала, или чуть превышала среднемноголетнее значение (10С), в июне и июле во все годы она соответствовала многолетнему значению (14,7 и 17,0С). При многолетней среднесуточной температуре воздуха в августе 14,9С, только в 2007 г. она превышала норму на 2,9С.
Таким образом, во все годы проведения опытов складывающиеся погодные условия весенне-летних периодов вегетации не совсем благоприятствовали формированию высокого уровня урожаев изучаемых культур и проявлению высокой эффективности микробных препаратов, эффективность которых,- как известно, в значительной степени зависит от уровня увлажнения (Умаров, 1986; Трепачев, 1999). Глава 3. Действие биопрепаратов и минеральных удобрений на формирование урожая одновидовых и смешанных посевов ячменя и гороха Урожайность зерна любой культуры определяется его структурой, которая свою очередь зависть от количества растений взошедших после посева и сохранившихся растений к уборке. На эти показатели могут влиять условия минет рального питания, прежде всего инокуляция семян биопрепарами и в меньшей степени внесение под культуры минеральных удобрений.
Максимальной всхожестью (до 97%) семян ячменя? характеризовался 2007 г., когда; формировалисьоптимальные погодные условия, минимальная всхожесть (79%) семян;ячменя» была в 2006 г., что, вероятно, связано как с воздействием погод-ных условий так и качеством посевного материала. Однако во все годыпршис-пользовании биопрепаратов и минеральных удобрений отмечено их положительное действие на всхожесть семян ячменя, о чем также ранее было показано на ячмене при использовании флавобактерина (Байрамов, 2000; Завалин, 2005).
Улучшение уеловий минерального питания ячменя в результате внесения минеральных удобрений положительно отразилось на количестве взошедших семян, увеличение всхожести в чистом посеве достигало 3-9%; При использовании флавобактерина всхожесть семян чистого посева ячменя достоверно (на 3-4%) возрастала на всех фонах используемых минеральных удобрений (табл. 3). При выращивании ячменя в смешанном посеве с горохом всхожесть злаковой культуры снижалась по сравнению с чистым его посевом. Однако ив смешанном посеве ячменя инокуляция семян и внесение минеральных удобрений повышали всхожесть семян с 72 до 91% или достигали варианта чистого посева на фоне без удобрений, но она (всхожесть) уступали варианту с использование биопрепарата флавобактерин.
Действие биопрепаратов и минеральных удобрений на формирование урожая одновидовых и смешанных посевов ячменя и гороха
Использование флавобактерин для инокуляции семян ячменя в смешанном посеве с горохом, семена которого, помимо инокуляции ризоторфином, обрабатывали грибом арбускулярной микоризы увеличило всхожесть ячменя по сравнению с вариантом без микоризы, внесение минеральных удобрений обеспечило дальнейший рост всхожести семян ячменя, который достиг максимального значения (97%).
Таким образом, обработка семян ячменя флавобактерином повышает их всхожесть как в чистом, так и смешанном с горохом посевах, при этом внесение минеральных удобрений.способствует созданию лучших условий для прорастания семян ячменя. В смешанном посеве ячменя с горохом, семена, которых были инокулированы ассоциативными, ризобиальными и-микоризными биопрепаратами за счет антифунгицидного и ростостимулирующего эффекта микроорганизмов, входящих в состав биопрепаратов (Тихонович и др., 2005) формируются оптимальные условия для прорастания семян злаковой культуры.
Всхожесть семян гороха, как и семян ячменя, определялась применением минеральных удобрений и инокуляцией семян биопрепаратами. В годы, исследований всхожесть семян гороха в одновидовом и смешанном с ячменем посе 48 вах по вариантам опыта колебалась от 69 до 99% (прил. 4), что связано, в первую очередь, с воздействием погодных условий. При образовании весной на поверхности почвы корки (2006 г.) всхожесть семян гороха получена минимальной. Вместе с тем, во все годы внесение минеральных удобрений создавало положительные условия для увеличения всхожести семян гороха как в одновидо-вом, так и смешанном посевах с ячменем, однако, в последнем случае всхожесть семян- гороха снижалась, что, вероятно, связано с конкурентноспособностью бобовой культуры. Использование для инокуляции семян грибов асбускулярной микоризы повысило всхожесть семян гороха как в чистом, так и бинарном с ячменем посевах (Табл. 4).
В смешанном посеве гороха с ячменем, семена которого были инокулиро-ваны флавобактерином, также возросла всхожесть семян бобовой культуры на всех фонах внесения минеральных удобрений. При посеве смеси бобовой и злаковой культур, семена которых были инокулированы комплексом биопрепаратов, положительно отразилось на всхожести гороха, что четко выражено на фоне без минеральных удобрений и при внесении N30P30K45. Таким образом, обработка семян биопрепаратом гриба арбускулярной микоризы положительно влияет на всхожесть семян гороха как в одновидовом, так и смешанном с ячменем посевах. В смешанном посеве положительно действует на всхожесть семян гороха инокуляция ячменя флавобактерином. Вероятно, этот положительный эффект препаратов на всхожесть семян гороха, как и ячменя связан, с ростостимулиующим эффектом микроорганизмов на прорастание семян.
В фазе созревания зерна количество сохранившихся растений ячменя в отдельные годы проведения опыта колебалось от 87 до 98% (прил. 6), максимально сохранились растения к фазе созревания в 2006 г. Во все годы проведения опыта характер влияния минеральных удобрений и- биопрепаратов на со-хранность ячменя был относительно идентичным. Учитывая значение НСРо5= 6,9, различия по вариантам опыта получены недостоверными. Во всех случаях сохранность растений ячменя к уборке находилось в пределах 90-96%, минеральные удобрения и биопрепараты на сохранность растений ячменя не влияли (табл. 5).
Сохранность растений гороха к фазе созревания семян в среднем за три года была высокой 81-93% (табл. 5). Исходя из значения НСР05=9,2, различия при использовании под горох минеральных удобрений и биопрепаратов были недостоверными, вместе с тем отмечена тенденция к возрастанию этого показателя за счет внесения минеральных удобрений.
И так, применение минеральных удобрений и инокуляция семян ячменя и гороха биопрепаратами ризосферных и симбиотических азотфиксирующих биопрепаратов, а так же грибом арбускулярной микоризы не оказали существенного воздействия на сохранность к уборке растений одновидовых и смешанные посевов. Таблица 5. Сохранность растений ячменя и гороха к уборке %.
Продолжительность вегетационного периода растений, наряду с особенностями сорта, определяется условиями выращивания, в первую очередь использованием минеральных удобрений. Установлено, что погодные условия также воздействовали на продолжительность вегетационного периода растений ячменя и гороха (прил. 8).
Внесение минеральных удобрений положительно сказалось на продолжительности вегетационного периода ячменя, он сокращался на 2-3 суток по сравнению с контролем без удобрений (рис. 2), у гороха это сокращение достигло 2 суток (рис. 3). Положительное действие минеральных удобрений на сокращение длительности вегетационного периода растений отмечается как в чистых, так и смешанных посевах и при использовании для инокуляции семян микробных препаратов. Использование флавобактерина для инокуляции семян ячменя сократило период вегетации растений на 1-3 сутки на всех фонах минеральных удобрений. При посеве ячменя в смеси с горохом, семена которого были обработаны ризоторфином, уменьшилась продолжительность вегетации злаковой культуры на 2 сутки, продолжительность вегетации гороха в этом случае по сравнению с чистым его посевом уменьшалась не более чем на одни сутки.
Высота растений ячменя и гороха помимо сортовых особенностей тесным образом связана с погодными условиями вегетационного периода и технологией выращивания, среди элементов которой значительное воздействие оказывают условия минерального питания за счет применения минеральных удобрений и использования биопрепаратов. В годы проведения опыта высота растений определялась погодными условиями, минимальной она была в 2005 г., максимальной - в 2007 г. (прил. 10), что связано с количеством атмосферных осадков.
Высота растений ячменя при внесении под культуру минеральных удобрений и использовании для инокуляции семян бипрепарата флавобактерин возрастала с 58 до 67 см. Действие инокулянта было эффективным как внесения под ячмень минеральных удобрений, так и на фоне их (рис. 4). Этот факт подтверждает ростостимулирующее действие флавобактерий, входящих в состав биопрепарата. При выращивании ячменя в смеси с горохом, независимо от инокуляции компонентов смеси соответствующими биопрепаратами, высота растений ячменя не изменялась по сравнению с чистым посевом зерновой культуры. В смешанном посеве, в результате применения для инокуляции ячменя флаво 54 бактерина, гороха ризоторфина и микоризных грибов, растения злакового компонента характеризовались максимальной высотой (рис. 4).
Следовательно, повышение высоты растений ячменя определяется в чистом посеве за счет улучшения минерального питания в результате внесения удобрений и инокуляции семян флавобактерином, который стимулирует ростовые процессы и обладает антифунгинидными свойствами. В смешанном посеве с горохом линейный рост ячменя увеличивается при инокуляции семян ячменя флавобактерином и инокулялции семян гороха ризоторфином и грибом арбу-скулярной микоризы. Положительный эффект от комплексной инокуляции семян различными биопрепаратами может быть связан также с улучшением фосфорного питания растений за счет грибов микоризы. Линейная высота растений гороха, выращиваемого в чистом посеве, возрастала с 67 до 74-77 см за счет внесении минеральных удобрений и инокуляции семян грибом арбускулярной микоризы (рис. 5).
В смешанном посеве с ячменем растения гороха формировали.меньшую высоту, что связано с конкурентным взаимодействием злакового и бобового компонентов. В случае высева смеси, семена которой были обработаны азот-фиксирующими и фосфатмобилизизующими микроорганизмами, увеличивалась высота растений гороха по сравнению с вариантами без использования микоризы (рис. 5). Внесение РК- и NPK- удобрений положительно сказывалось на высоте растений гороха
