Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Урожайность и белковая продуктивность зерновых бобовых культур в зависимости от условий выращивания (Обзор литературы). 10
1.1. Пищевая и кормовая ценность зерновых бобовых культур.10
1.2. Особенности биологии длиннодневных и короткодневных зерновых бобовых культур . 15
1.3. Азотфиксирующая способность зерновых бобовых культур. 19
1.4. Фактические и возможные объемы биологической азотфиксации симбио-тическими системами. 44-
1.5. Семенная и белковая продуктивность зерновых бобовых культур в зависимости от условий выращивания. 52
ГЛАВА 2. Краткая характеристика почвенно-климатических условий исследуемых зон Северного Кавказа . 73
ГЛАВА 3. Объекты, условия и методика проведения исследований. 79
3.1. Условия и объекты исследований. 79
3.2. Методика проведения исследований. 81
Результаты исследований
ГЛАВА 4. Влияние природно-климатических условий зон возделывания на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность зернобобовых культур . 86
4.1. Сортовая специфичность сои, гороха и вики для высокоактивного бобо-воризобиального симбиоза. 86
4.2. Агробиологическое обоснование сроков посева семян сои, гороха и вики. 97
4.3. Влияние способов посевами норм высева семян на онтогенез и продуктивность сои. 106
4.4. Фиксация азота воздуха зернобобовыми культурами в зависимости от условий выращивания. 110
ГЛАВА 5. Параметры основных факторов среды, оптимальные для высокоактивного бобоворизобиального симбиоза посевов сои, гороха, вики.
5.1. Влияние влагообеспеченности почвы на реализацию максимальной сим-биотической и фотосинтетической деятельности растений сои, гороха и вики. 121
5.2. Формирование урожая семян сои, гороха и вики в зависимости от влагообеспеченности. 135
5.3. Влияние влагообеспеченности на симбиоз сои, гороха и вики при прочих благоприятных условиях для биологической азотфиксации. 144
5.4. Структура урожая зерновых бобовых культур в зависимости от естественной влагообеспеченности. 155
5.5. Качество урожая сои и сбор белка в зависимости от влагообеспеченности. 161
5.6. Потребление элементов минерального питания и качество урожая в зависимости от влагообеспеченности. 168
5.7. Источники азота, фосфора и калия в питании растений сои, гороха и вики в формировании урожая семян. 183
ГЛАВА 6. Активность симбиотической и фотосинтетической деятельности зернобобовых культур в зависимости от применения минеральных удобрений . 197
6.1. Структура урожая и урожайность зерновых бобовых культур в зависимости от вносимых доз азотных удобрений . 197
6.2.3ависимость симбиотической активности и фотосинтетической деятельности зерновых бобовых культур от вносимых доз фосфорных удобрений.204
6.3. Структура урожая и урожайность зерновых бобовых культур в зависимости от вносимых доз фосфорных удобрений. 212
6.4. Влияние азотных и фосфорно-калийных удобрений на величину и активность симбиотического и фотосинтетического аппаратов посевов сои, гороха и вики. 218
6.5. Влияние азотных удобрений на динамику потребления азота, фосфора и калия посевами гороха, урожай и его качество. 227
ГЛАВА 7. Влияние микроэлементов на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность зерновых бобовых культур . 234
7.1. Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность сои, гороха и вики в зависимости от обеспеченности молибденом и бором . 234
7.2. Влияние микроэлементов на показатели чистой продуктивности фотосинтеза растений сои. 242
7.3. Динамика потребления азота растениями зернобобовых культур в зависимости от уровня обеспеченности микроэлементами. 244
7.4. Урожайность и структура урожая зернобобовых культур в зависимости от применения микроэлементов. 248
7.5. Потенциальная и реальная продуктивность сои, гороха и вики в зависимости от применения микроэлементов и фосфорных удобрений. 254
ГЛАВА 8. Экономическая эффективность изучаемых приемов технологии возделывания зернобобовых культур . 261
Выводы. 266
Рекомендации производству. 268
Список использованной литературы. 270
Приложения. 302
- Особенности биологии длиннодневных и короткодневных зерновых бобовых культур
- Сортовая специфичность сои, гороха и вики для высокоактивного бобо-воризобиального симбиоза.
- Структура урожая и урожайность зерновых бобовых культур в зависимости от вносимых доз азотных удобрений
- Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность сои, гороха и вики в зависимости от обеспеченности молибденом и бором
Введение к работе
Актуальность. Увеличение производства растительного белка - одна из основных задач сельскохозяйственного производства Одним из лимитирующих факторов в решении этой проблемы является использование запасов газообразного азота из атмосферы Так как растения не могут использовать его в достаточной степени необходимо использовать живые организмы, способные фиксировать атмосферный азот Наибольший интерес в этом отношении представляют микроорганизмы, обитающие в почвенном слое и вступающие в непосредственное взаимодействие с растениями, особенно с бобовыми культурами
Симбиотическая фиксация азота воздуха - наиболее дешевый и доступный способ обеспечения растений азотом в период вегетации В этой связи представляет определенный теоретический и практический интерес выявление экологических факторов, обеспечивающих наиболее активную азотфиксацию в различных почвенно-климатических условиях Определение основных лимитирующих факторов для симбиотической деятельности и обоснование их параметров, те разработка агротехнических приемов, обеспечивающих максимальную активность симбиотической азотфиксации, повышающих урожайность и белковую продуктивность сои, гороха и вики, является весьма актуальной темой исследований
Цель исследований . обосновать параметры основных экологических факторов степной и предгорной зон Северного Кавказа, при которых реализуется потенциальная симбиотическая активность и продуктивность зерновых бобовых культур выявить сортовую специфичность сои, гороха и вики по формированию симбиотического аппарата и продуктивности, изучить влияние азотных и фосфорных удобрений, а также микроэлементов на сим-биотическую активность и продуктивность зерновых бобовых, совместимость симбиотрофного и автотрофного типов азотного питания
В задачи исследований входило:
изучить динамику формирования и активность симбиотического аппарата посевов сои, гороха и вики в различных условиях выращивания,
определить потенциальную азотфиксирутощую способность исследуемых культур,
установить диапазон оптимальной влажности почвы для наибольшее симбиотической и фотосинтетической деятельности сои, гороха и вики, влияние ее на формирование урожая семян,
изучить биологические особенности и сортовую специфичность сои, гороха и вики для высокоактивного бобоворизобиального симбиоза,
определить влияние различных норм азотных удобрений на формирование симбиотического аппарата, количество фиксированного азота воздуха, урожайность и белковую продуктивность зерновых бобовых культур,
изучить динамику потребления элементов минерального питания растениями сои, гороха и вики в течение вегетации,
изучить симбиотическую активность и формирование урожая посевов сои, гороха и вики в зависимости от обеспеченности фосфором,
изучить влияние условий произрастания (степная и предгорная зоны) и установить особенности фотосинтетической деятельности и продуктивности посевов сои, гороха и вики в зависимости от применения микроэлементов,
определить долю участия биологического азота в питании растений и в формировании урожая семян в зависимости от условий выращивания,
провести экономическую оценку создания оптимальных условий для наибольшей симбиотической азотфиксации и разработать рекомендации производству в целях повышения продуктивности зернобобовых культур
Основные положения, выносимые на защиту:
- научно обоснованные критерии и принципы возделывания сои, горо
ха и вики с учетом экологических факторов и почвенно-климатических осо
бенностей возделывания в предгорьях Северного Кавказа и влияние этих
факторов на динамику формирования и активность симбиотического аппа
рата посевов зернобобовых культур,
взаимосвязь технологических приемов возделывания с биологическими особенностями и сортовой специфичностью сои, гороха и вики для получения стабильно высоких урожаев зерна и семян,
реализация потенциальной симбиотической активности и фотосинтетической деятельности сои, гороха и вики при различной обеспеченности почвы элементами минерального питания, предпосевной обработке семян штаммами ризобий и технологии возделывания,
фиксация биологического азота воздуха и его доля от общего потребления растениями сои, гороха и вики в формировании элементов продуктивности и урожая зерна в зависимости от зоны возделывания,
экономическая оценка создания оптимальных условий для высокоактивной симбиотической азотфиксации и разработки технологически?, приемов возделывания с целью существенного повышения продуктивности зернобобовых культур
Научная новизна Впервые в условиях степной и предгорной зон (в сравнении) Северного Кавказа изучены динамика формирования и активность симбиотического аппарата сои, гороха и вики, выявлена сортовая специфичность растений сои, гороха и вики для высокоактивного бобовори-зобиалыюго симбиоза Проведена разработка биологического обоснования сроков посева семян для различных по скороспелости сортов сои, гороха и вики, выявлена связь между величиной симбиотического аппарата, количеством фиксированного азота воздуха и фотосинтетической деятельностью посевов и влиянием их на формирование урожая зернобобовых, определена
доля биологического азота в азотном питании растений сои, гороха и вики, выявлен коррелятивная связь между величиной симбиотического аппарата, концен фацией леггемоглобина, количеством фиксированного азота воздуха, площадью листьев и накоплением сухого вещества, урожаем зеленой массы и семян сои, гороха и вики в зависимости от применения азотных, фосфорных удобрений и микроэлементов, проведена экономическая оценка эффективности создания оптимальных условий растениям зерновых бобовых культур для активной симбиотической и фотосинтетической деятельности, которые обеспечивают высокую продуктивность
Практическая значимость. Производственная проверка результатов исследований подтверждает возможность увеличения объема биологически фиксированного азота воздуха соей, горохом и викой до 60-70 кг/га и более, что обеспечивает получение стабильного урожая зерна до 25-31 ц/га гороха и вики и до 20-22 ц/га сои без затрат азотных удобрений
Полученные результаты исследований внедрены в производство в хозяйствах в ООО (общество с ограниченной ответственностью) «Шэрэдж», с Черек Урванского р-на и опытно-производственном хозяйстве (ОПХ) ((Опытное», с Красноармейское Терского р-на
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии, межвузовских конференциях (Ставрополь, Владикавказ, Нальчик), на заседаниях кафедр растениеводства и селекции, технологии хранения и переработки продукции растениеводства и на межкафедральных заседаниях КБГСХА Диссертационная работа является частью тематического плана НИР Кабардино-Балкарской госсельхозакадемии, номер государственной регистрации - 200/2 ГБ - 2008
Публикация результатов исследований. Автором опубликовано 31 научная работа в российских, республиканских и ведомственных изданиях, в т ч в рекомендованных изданиях ВАК Минобразования РФ - 16
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 360 страницах машинописного текста Состоит из введения, 8 глав, заключения по экспериментальной части, выводов и предложений Содержит 96 таблиц, 7 рисунков, 3 графика, 60 приложений Список цитируемой литературы включает 326 наименований, в том числе 44 иностранных автора
Особенности биологии длиннодневных и короткодневных зерновых бобовых культур
По требованиям к свету зерновые бобовые могут быть разделены на три группы : - растения длинного дня (горох, чечевица, чина, люпин и бобы), у них период вегетации укорачивается с удлинением светового дня ; - растения короткого дня (соя и некоторые виды фасоли), у них период вегетации сокращается с уменьшением светового дня ; - группа нейтральных растений (большинство сортов фасоли обыкновенного и нута). Однако, почти каждая культура имеет сорта, которые к продолжительности дня относятся нейтрально. У короткодневных растений период вегетации увеличивается с продвижением на север. Горох — растение длинного дня. С увеличением светового периода он начинает цвести раньше и цветет интенсивнее, развитие ускоряется. Горох сравнительно холодостоек. Для появления всходов достаточна температура 4-5С. При 10С всходы появляются через 5-7 дней. Всходы большинства сортов переносят заморозки до - 4С. Все это свидетельствует о возможности и целесообразности посева гороха в ранние сроки. Вегетативные органы хорошо формируются при невысокой температуре - 12-16С. Требования к теплу повышаются в период образования плодов (до 16-20С), а во время роста бобов и налива семян — до 16-22С. Жаркая погода (выше 2бС) неблагоприятна для формирования урожая. Сумма активных температур для наиболее распространенных сортов составляет за вегетацию всего 1200-1600С, поэтому так широк ареал гороха в нашей стране (По-сыпановГ.С, 1979, 1985, 1993; ШильниковаВ.Н., 1985). Горох требователен к влаге. Для набухания и прорастания необходимо 100-120 % воды от массы семян. Ранний посев во влажный слой почвы при выровненной поверхности поля создает условия для быстрого, равномерного набухания семян и появления дружных всходов. В период бутонизации, цветения и завязывания бобов недостаток воды вызывает опадание цветков и завязей (Мишустин Е.Н., Шильникова В.Н., 1968; Посыпанов Г.С., 1979). Горох предъявляет высокие требования к почвам. Он хорошо растет на черноземных, серо-лесных и окультуренных дерново-подзолистых почвах среднего гранулометрического состава, характеризующихся хорошей аэрацией. На кислых и тяжелых заплывающих почвах симбиоз ослаблен и расте 17 ния испытывают кислородное голодание ( Посыпанов Г.С., 1979; Ламповщиков ПК., 1951; Нестерова Н.И. ,1970). В зависимости от сорта и условий возделывания вегетационный период может составить 70-140 дней. Способность многих сортов к быстрому развитию позволяет использовать эту культуру в занятом пару и в промежуточных посевах. Как и другие зерновые бобовые культуры с перистыми листьями, горох не выносит семядоли на поверхность, поэтому возможна сравнительно глубокая заделка семян. Горох - самоопылитель, при выращивании его на семена пространственная изоляция не требуется. При возделывании гороха нужно учитывать также его особенности, как полегающий стебель, а также растянутые периоды цветения и созревания. У многих сортов гороха плоды при созревании растрескиваются. Эти недостатки преодолевают как агротехническими приемами, так и селекционным путем. У растений гороха отмечают фазы всходов, бутонизации, цветения и созревания. Последние фазы отмечаются по ярусам, т.к. цветение и созревание происходит последовательно снизу вверх по стеблю. В одно и то же время генеративные органы, расположенные на разных ярусах, находятся на разных этапах органогенеза. В вегетационном периоде гороха выделяют начальный и конечный этапы, когда фотосинтез отсутствует : первый этап — посев-всходы; второй — созревание, когда листья полностью пожелтели и налив семян уже закончен, но содержание влаги в семенах еще высокое. От всходов до начала созревания в развитии гороха выделяют 4 периода, каждый из которых характеризуется важными для формирования урожая качествами. Соя — теплолюбивое растение короткого дня. Для нормального развития и созревания ей необходима сумма активных температур 1700-3200 С. Минимальная температура прорастания семян 8С, а благоприятная - 2-3 С. Сорт северного экотипа Магева выдерживает заморозки до -6С. Период вегетации наиболее распространенных сортов 100-160 дней. При медленном росте надземной массы и мощном развитии корневой системы соя хорошо мирится с недостатком влаги в первый период роста и развития. Однако, в фазах цветения и налива семян она очень страдает от недостатка влаги. Соя - светолюбивое растение, но скороспелые сорта удовлетворительно выносят умеренную напряженность инсоляции (Посыпанов Г.С., 1975; Мишустин Е.Н., Шильникова В.Н., 1968).
Соя может произрастать на разных почвах, кроме кислых, сильнозасо-ленных или заболоченных. Хороший же урожай она может дать только на богатых органическим веществом высокоплодородных землях с нейтральной реакцией среды (Ламповщиков П.К., 1951; Шильникова В.Н., 1985; Храмой В.К., Посыпанов Г.С., 1982; Кашин М.А., Баяк Б.И, 1874).
Сортовая специфичность сои, гороха и вики для высокоактивного бобо-воризобиального симбиоза.
Длительное время широкое распространение сои на Северном Кавказе сдерживалось отсутствием хорошо адаптированных, пригодных к механизированной технологии возделывания сортов. Массовый завоз в 1960-1961 гг. сортов Салют 216 и Амурская 41 лишь скомпрометировал культуру сои, так как дальневосточные сорта совершенно не были приспособлены к условиям региона (Мякушко Ю.П., 1963). Затем длительное время (1962-1978 гг) воз-делывался сорт ВНИИСК 1. Урожайность этого сорта варьировал в пределах 8,2 - 21,3 ц/га, а продолжительность вегетации 141-173 дня. Уборка позднеспелых сортов (ВНИИСК 1, ВНИИМК 6) проходила лишь после осенних заморозков - конец октября - начало ноября.
Наибольшую перспективу в регионе имеют среднеспелые сорта. По данным Ставропольской сельскохозяйственной опытной станции лучшим из этой группы оказался сорт Аурика (Молдавский НИИПК). Высокую технологичность имел и хорошо отселектированныи, широко распространенный в других странах пластичный сорт Чиппева, селекции США. Урожайность семян более 20 ц/га.
При условии правильного подбора сортов температурный режим разных природно-климатических зон региона вполне соответствует биологии сои. Вместе с тем, при возделывании в богарных условиях в лимите оказывается часто влага.
В Кабардино-Балкарии количество осадков чаще всего уменьшается во второй половине лета, начиная с второй-третьей декады июля. В этих условиях среднераннеспелые сорта отличаются более стабильной урожайностью семян, так как образование бобов и налив семян проходит в июне-июле, когда еще эффективно используются осадки, выпавшие в начале лета, а также почвенная влага, накопленная в зимне-весенний период.
При изучении и установлении степени приспособленности сортов к различным почвенно-климатическим условиям были проведены анализы по схеме: по которой учитывались, с одной стороны, биологические требования конкретного сорта, а с другой - длина дня (градус северной широты) в месте изучения сорта, сумма активных температур воздуха, условия увлажнения.
Если широта местности и сумма активных температур определяют возможность возделывания сортов определенной группы спелости, то условия увлажнения определяют, как возделывать этот сорт без орошения или при поливе.
Фотосинтетическая деятельность посевов также определяет степень адаптивности сортов к условиям произрастания. Исследования показали, что темпы формирования и размеры показателей площади листьев и фотосинтетического потенциала (ФСП) зависели от скороспелости сортов. Раннеспелые сорта (Ранняя 10) максимальную площадь листьев (около. 20 тыс. м /га) фор-мировали уже к началу июля, среднераннеспелые (Ходсон - 23 тыс.м /га) - к середине июля - началу августа; показатели ФСП и урожайность семян - невысокие (табл.2).
Среднеспелые сорта (Чиппева) прекращали наращивать, фотосинтетическую поверхность в фазе образования бобов (середина августа - начало сентября); площадь листьев варьировала в пределах 40 - 50 тыс.м /га и длительное время находилась на этом уровне. В этот период отток пластических веществ в семена происходил при оптимальных для этого процесса температурах воздуха.
Позднеспелые сорта (Пламя) формировали наибольшую листовую поверхность в пределах 50 - 55 тыс.м2/га только к началу - середине октября. В это время пониженные температуры воздуха и частые ранние заморозки не способствовали нормальному оттоку пластических веществ из фотосинтези-рующих органов в репродуктивные.
Исследования показали, что в предгорной зоне показатели урожайности посевов сои выше, чем в степной зоне. Это указывает на более оптимальные природно-климатические условия предгорной зоны в сравнении со степной.
Результаты анализов фото синтетической деятельности сои показали, что наибольшие показатели чистой продуктивности фотосинтеза за период вегетации имели раннеспелые сорта (в пределах 2,1 - 3,0 г/м в сутки ).
В процессе онтогенеза наиболее высокие значения ЧПФ наблюдаются в начале вегетации и в этот период они мало зависят от сортовых особенностей. В фазе цветения-начала образования бобов, когда интенсивно формируется ассимиляционный аппарат, отмечается наименьшая фотосинтетическая активность листьев. Максимальное накопление сухого вещества происходит в период образования бобов - налива семян; а площадь листьев к тому вре мени прекращает увеличиваться. Этим и обусловлено повторное увеличение чистой продуктивности фотосинтеза среднеспелых и среднепозднеспелых сортов (табл.3).
С увеличением площади листьев и фотосинтетического потенциала, в большинстве случаев, происходило снижение чистой продуктивности фото-синтеза. Наибольшее значение ЧПФ в начале вегетации (3,8 - 5,2 г/м в сутки) были в благоприятные по увлажнению годы (2000; 2002 гг.), наименьшие - в засушливые 2001 и 2003 годы (2,5 - 4,2 г/м2 в сутки).
Наибольшей урожайностью отличался сорт Ходсон, что подтверждается его более высоким линейным ростом (67,8 см) и лучшей облиственностью.
Изменчивость внешних признаков сои обусловлена генетическими и агротехническими факторами, резко отличающимися по степени своего воздействия на их фенотипическое проявление. Так, при одинаковых площадях питания показатели признаков (высота прикрепления нижнего боба, масса семян с одного растения, ветвистость, высота растений, число бобов) обусловлены в большей мере агротехническими факторами и свидетельствуют о степени соответствия сорта агроклиматическим условиям зоны возделывания.
Анализ симбиотической деятельности показал, что в более благоприятные по температурному режиму и влагообеспеченности годы (1997,1999, 2000, 2002, 2004, 2006 гг.) интенсивность формирования симбиотического аппарата была наибольшей. При сравнении наиболее слабое развитие клубеньков (меньшее их количество) наблюдалось в засушливой (степной) зоне, чем в предгорной (табл.4).
Структура урожая и урожайность зерновых бобовых культур в зависимости от вносимых доз азотных удобрений
Результаты и анализы, полученные в 1997, 1999, 2002, 2004 годах показывают, что достаточная влагообеспеченность почвы способствует формированию более активного симбиотического аппарата (табл.9).
Соя, в благоприятные по влагообеспеченности годы, при ранних сроках посева в предгорной зоне, в фазе бутонизации, сформировала 41 кг/га активных клубеньков, тогда как в годы неблагоприятные по влагообеспеченности этот показатель равен 38 кг/га. В фазе формирования бобов результаты составили, соответственно, 82 и 80 кг/га, при поздних сроках посева (фаза полного налива семян) - 114 кг/га и - 109 кг/га.
По степной зоне показатели образования активных клубеньков превосходили соответствующие данные засушливых лет, при всех сроках посева, в среднем на 7-9 %. Горох, в более влагообеспеченные годы в степной зоне сформировал в фазе начала бутонизации, при ранних сроках посева, 22 кг/га, а в засушливые только 17 кг/га активных клубеньков, т.е. на 23 % больше. При поздних сроках посева, соответственно, 12 и 7 кг/га; т.е на 41 % больше. В предгорной зоне при ранних сроках посева ( в фазе полного налива семян) показатели более влагообеспеченных лет выше показателей, полученных в годы более засушливые на 5 %; при поздних сроках посева - на 10 %. Сходная закономерность зависимости формирования активных клубеньков от складывающихся погодных условий обнаружена и у вики. Так, при ранних сроках посева в предгорной зоне сформировалось активных клубеньков в фазе формирования бобов 21 кг/га, что на 23 % больше показателей, полученных в засушливые годы. В фазе полного налива семян, соответственно, 48 и 41 кг/га. В степной зоне: наблюдается такая же закономерность,- показатели, полученные в разные периоды роста и развития растений в более влагообеспе-ченные годы выше показателей засушливых лет в среднем на 20-22 %. Показатели формирования активных клубеньков на единице площади, полученные в более умеренные по увлажнению годы (1998, 1999, 2001 гг) (табл. 10) ниже показателей наиболее увлажненных лет, но выше показателей засушливых, т.е. занимают между увлажненными и засушливыми годами промежуточное положение. Например, соя в эти годы при-ранних сроках посева; в предгорной зоне, в фазе начала бутонизации.; сформировала активных клубеньков 40 кг/га; в засушливые -годы - 38 кг/га; в более: влагообеспечен-ные годы - 41 кг/га, в степной зоне, соответственно: 31,30 и 32 кг/га. Fopox при поздних сроках посева в;тот же период развития сформировал активных клубеньков в предгорной зоне в умеренные по влажности годы- 18 кг/га, в засушливые годы - 16 кг/га, в более увлажненные годы - 20 кг/га; В степной зоне, соответственно: 8, 7, 12 кг/га. Аналогичная отзывчивость на степени влагообеспеченности годы обнаружена и у растений вики. Например, в фазе формирования бобов количество активных клубеньков составляло при ранних сроках посева в условиях дефицита влаги в предгорной зоне 68 кг/га; в засушливые годы - 67 кг/га; в более увлажненные годы - 72 кг/га, в степной зоне, соответственно: 35, 33 и 40 кг/га. Сравнение результатов разных сроков посева в разные годы исследований и разных климатических зон показывает преимущество ранних сроков посева в обеих природно-климатических зонах. Результаты исследований по симбиотической и фотосинтетической деятельности гороха и вики в зависимости от сроков посева представлены в табл. 11, в которой приводятся средние данные по сорту гороха Топаз и сорту вики Орловская 84, как более урожайных и стабильных относительно других сортов. Как свидетельствуют данные таблицы 11, при ранних сроках посева количество активных клубеньков на 30-33 % больше, чем при поздних сроках, при этом фиксация атмосферного азота проходит более интенсивно. В этих же условиях активный симбиотический потенциал (АСП) увеличивается в 1,5-1,7 раза, фиксированный азот воздуха - в 1,6 раза, а его доля от общего потребления повышается до 40 %, наблюдается положительная коррелятивная связь между развитием корневой системы и накоплением клубеньков на корнях (г = 0,86). Такая же закономерность обнаружена по площади листьев, которая при ранних сроках посева увеличивается на 25 %, накопление сухой массы - на. 26 % по сравнению с поздними сроками посева. Особый интерес представляет формирование корневой системы в зависимости от сроков посева. Анализы показывают, что ранний срок посева обеспечивает накопление сухой массы корней, превышающий на 25 %, чем при позднем сроке посева.
На формирование элементов продуктивности и урожай зерна гороха и вики существенное влияние оказали метеорологические условия возделывания и сроки посева семян (табл.12). Результаты анализов структуры урожая показывают, что в наиболее влагообеспеченные годы и при ранних сроках посева, все элементы продуктивности характеризуются в лучшую сторону, чем в годы с недостаточной влагообеспеченностью, при этом более высокие показатели получены в предгорной зоне (наиболее влагообеспеченной), чем в степной.
В частности, ранние сроки посева обеспечили формирование бобов на 20 % больше, чем в поздние сроки, различия в пользу раннего срока отмечены по массе семян с одного растения, возрастает также биологический урожай, получена положительная корреляционная связь между ранним сроком посева и урожаем зерна.
Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность сои, гороха и вики в зависимости от обеспеченности молибденом и бором
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 (1996, 1998, 2001, 2003, 2005), когда влагообеспеченность почвы была ниже, чем в остальные годы, показатели симбиотической деятельности были более низкими (табл.15). 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 %. 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 этот показатель составил, соответственно, 48 и 30 кг/га. Доля фиксированного азота от общего потребления также выше в предгорной зоне. Как уже было отмечено, в 1997, 1999, 2000, 2002, 2004, 2006 годах было больше осадков и температурный фактор был более благоприятным для активного симбиоза. Все это привело к тому, что симбиотическая деятельность изучаемых зерновых бобовых культур проходила более активно, в связи с чем в эти годы были получены лучшие показатели (табл. 16). 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. 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. Подтверждена закономерность соотношения показателей полученных в связи с разной влагообеспеченностью растений. Растения вики характеризовались преимущественными результатами симбиотической деятельности в предгорной зоне в сравнении со 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). В умеренные по влагообеспеченности годы (1998, 1999, 2001) показатели симбиотической деятельности исследуемых культур были выше, чем в засушливые годы, но ниже, чем в более влагообеспеченные годы (табл. 17).
