Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние изученности вопроса (обзор литературы). 8
1.1. Роль бобовых культур в биологизации земледелия 8
1.2. Симбиотическая деятельность бобовых культур и условия, необходимые для ее активизации 14
1.3. Предпосевная обработка семян бактериальными препаратами, природным фиторегулятором пектином и микроэлементами, как фактор повышения симбиотической активности и продуктивности сои 21
2. Почвенно-климатическис условия лесостепи Поволжья и методика исследований 30
2.1. Почвенный покров и его агрохимическая характеристика 30
2.2. Метеорологические условия 31
2.3. Методика исследований 33
3. Симбиотическая деятельность сортов сои в зависимости от предпосевной обработки микроэлементами, бактериальными препаратами и природным фиторегулятором пектином 38
3.1. Формирование симбиотического аппарата сортов сои в зависимости от приемов предпосевной обработки семян 38
3.2. Активность симбиотической азотфиксации сортов сои в зависимости от приемов активизирующих симбиотическую деятельность посевов 52
4. Фотосинтетическая деятельность агроценоза сортов сои в зависимости от активности симбиоза 59
4.1. Рости развитие растений сои 60
4.2. Динамика формирования листовой поверхности, ФСП и ЧПФ 63
4.3. Динамика накопления сухого вещества посевами сои 69
4.4. Продуктивность сортов сои при разной азотфиксирующей активности посевов 72
5. Влияние активизации симбиотичсской деятельности посевов на биохимический состав сортов сои 76
5.1. Динамика содержания элементов питания в органах растений сои . 76
5.2. Потребление растениями элементов минерального питания и вынос их единицей урожая 94
6. Влияние приемов предпосевной обработки на качество семян сортов сои 125
6.1. Белковая продуктивность сортов сои 125
6.2. Содержание тяжелых металлов и радионуклидов в семенах сои . 133
7. Энергетическая оценка применяемых приемов предпосевной обработки семян в технологии возделывания сои 139
Выводы 143
Рекомендации производству 144
Список литературы 145
Приложения 1
- Симбиотическая деятельность бобовых культур и условия, необходимые для ее активизации
- Формирование симбиотического аппарата сортов сои в зависимости от приемов предпосевной обработки семян
- Динамика формирования листовой поверхности, ФСП и ЧПФ
- Потребление растениями элементов минерального питания и вынос их единицей урожая
Введение к работе
Актуальность темы, В настоящее время перед АПК области остро стоит проблема сбалансированности кормов, вызванная резким сокращением посевных площадей традиционных зерновых бобовых культур (гороха и вики). Анализ состояния сырьевой базы производства концентрированных кормов свидетельствует, что необходимо резкое увеличение сборов высокобелковых семян бобовых культур, как за счёт расширения посевных площадей, так и за счёт увеличения их урожайности. Другим, одним из самых эффективных способов совершенствования сельскохозяйственного производства, является интродукция культурных растений в новые регионы возделывания.
В нашей области ярким и удачным примером интродукции можно считать введение в производство культуру, ранее здесь не произраставшей - сои. Однако, отсутствие спонтанных клубеньковых бактерий и недостаточное содержание усвояемых растениями молибдена и марганца в большинстве почв Ульяновской области, а также часто наблюдаемый возврат весенних холодов, в первой-второй декадах мая, то есть во время посева сои, негативно сказываются на росте и развитии растений.
Таким образом, применительно к региональным условиям области, имеется необходимость теоретического и практического обоснования мероприятий способствующих росту урожайности сои и улучшению качества продукции: введение в производство новых сортов скороспелого типа; применение микроэлементов и их сочетаний с фиторегуляторами для снижения стрессовых условий в период посев - всходы; и обязательная обработка бактериальными препаратами для обеспечения нормальной работы симбиотиче-ского аппарата.
Цель и задачи исследований. Обосновать приемы предпосевной обработки семян, при которых полнее реализуется потенциальная симбиотическая азотфиксирующая активность, урожайность и белковая продуктивность сои.
В соответствии с поставленной целью были поставлены следующие задачи:
-
Изучить особенности формирования симбиотического аппарата сои сортов УСХИ 6 и Магева под влиянием предпосевной обработки семян бактериальными препаратами, микроэлементами пектином отдельно и в сочетании.
-
Изучить влияние изучаемых факторов, на показатели основных физиологических процессов.
-
Определить долю участия биологического азота в питании растений и в формировании урожая семян.
-
Определить урожайность и качество семян сои в зависимости от приёмов предпосевной обработки.
-
Рассчитать экономическую и энергетическую эффективность создания благоприятных условий для активного бобоворизобиального симбиоза.
Научная новизна. Применительно к местным условиям обоснована возможность применения для предпосевной обработки семян сои нового бактериального удобрения экстрасола, фиторегулятора пектина из Amaranthus craentus в чистом виде и в сочетании с микроэфжвоадзЩ1ЙйЩЙйй1КУ''1И~
j БИБЛИОТЕКА /
рующий эффект предпосевной обработки на ряд физиологических процессов в сравнении с традиционной инокуляцией. Установлено влияние этих факторов на формирование, величину и активность симбиотического аппарата, развитие корневой системы, фотосинтетическую деятельность посевов, урожайность и качество семян двух сортов сои: раннеспелого Магевы и среднераннего УСХИ 6. Определены корреляционные связи некоторых физиолого-биохимических процессов с урожайностью и качеством продукции. Дано энергетическое обоснование эффективности приемов предпосевной обработки семян.
Практическая значимость результатов исследований. Предпосевная обработка семян удачно сочетает высокую эффективность с низкой энергоемкостью и экологической чистотой, не требует специальной, узкоспециализированной техники, легко вписывается в технологию возделывания. Под действием изучаемых факторов создаются более благоприятные условия для симбиотической азотфиксации и фотосинтетической деятельности, что позволяет получать урожайность до 30 ц/га без затрат азотных удобрений. Внедрение этого приема экологически безопасно, отвечает требованиям ресурсо-энергосбережения.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава УГСХА (2001-2003 гг.); на областной конференции «Молодые ученые -агропромышленному комплексу» (Ульяновск, 2002); на четвёртой Международной научно-практической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Ульяновск, 2002); на Всероссийской научно-производственной конференции «Инновационные технологии в аграрном образовании, науке и АПК России» (Ульяновск, 2003).
Положения, выносимые на защиту:
роль бактериальных препаратов, природного фиторегулятора пектина и
микроэлементов в оптимизации условий для бобоворизобиального
симбиоза;
урожайность и качество семян сои при разных вариантах предпосевной обработки;
симбиотическая и фотосинтетическая активность сортов сои;
энергетическая оценка приемов предпосевной обработки семян. Структура и объём работы.
Диссертация изложена на 192 страницах компьютерного текста, состоит из введения и 7 глав, заключения, выводов и предложений производству, включает 36 таблиц, 7 рисунков и 16 таблиц в приложении. Список литературы включает 210 наименования, в том числе 22 иностранных авторов.
Симбиотическая деятельность бобовых культур и условия, необходимые для ее активизации
Значительное внимание микробиологов издавна привлекали процессы, входящие в цикл превращений наиболее важного для жизни элемента - азота. При этом центральное место в изучении превращений азота всегда занимала проблема фиксации микроорганизмами молекулярного азота атмосферы и обогащение им почвы (В.Т. Емцев, 1980). Применение минерального азота, который обеспечивает рост урожайности полевых культур, влечёт целый ряд негативных экологических явлений, а также повышает стоимость и ухудшает качество продукции. Альтернативой минеральному азоту может быть азот биологический. Даже самая высокая белковая продуктивность посева, сформированная за счёт последнего, исключает указанные негативные явления (Г.С. Посыпанов, 1991). В связи с этим, очень привлекательным с хозяйственной точки зрения выглядит расширение посевов бобовых культур, способных осуществлять фиксацию азота в симбиозе с клубеньковыми бактериями. В зависимости от вида бобового растения, условий его произрастания, характера взаимоотношений клубеньковых бактерий с растением, количество биологически связанного азота составляет 70...85% от всего азота в урожае (Л.М. Доросинский, 1970). Е.Н. Мишустина, B.K. Шильникова (1968, 1973), М.В. Фёдорова (1952), A.M. Доросинский (1965), Е.К. Дубовенко, СМ. Малинский (1984), О.А. Бе-рестецкий (1983), считают, что для эффективного симбиоза и лучшей азот-фиксации необходим определённый комплекс абиотических и биотических факторов. При благоприятных условиях симбиоза — рНС0Л 6...7, достаточной обеспеченности фосфором, калием, магнием, бором, молибденом, наличии специфичных вирулентных активных штаммов клубеньковых бактерий, оптимальной влажности почвы - горох посевной может усвоить до 150 кг/га, бобы кормовые и соя - до 250, люпин белый — до 300 кг/га азота воздуха, при этом урожайность семян составляет 30...40 ц/га и более (П.П. Вавилов, В.В. Гриценко, 1986).
В симбиотической фиксации азота воздуха принимают участие макросимбионт - растение и микросимбионт - клубеньковые бактерии рода Rhizo-bium, поэтому, кроме факторов среды, необходимо учитывать биологические особенности участников симбиоза. В связи с этим, создание благоприятных условий для активной симбиотической фиксации азота воздуха возможно, с одной стороны, за счёт воздействия на бобоворизобиальный симбиоз агротехническими приёмами, обеспечивающими благоприятные условия для роста и развития растений (Д.Н. Прянишников, 1945; И.В. Тюрин, 1957; Б.А. Ягодин, 1981; П.П. Вавилов, Г.С. Посыпанов, 1983; Т.А. Бухориев, 1995; В.В. Феофанов, 1996; В.А. Тильба, 1997), и с другой, за счёт регуляции метаболизма клубеньковых бактерий являющихся действующим началом нитрагина и ризоторфина (Е.Н. Мишустин, В.К. Шильникова, 1968, 1973; Н.И. Мильто, 1982).
Уже в первые годы открытия клубеньковых бактерий, исследователи пришли к выводу, что отдельные их расы способны заражать вполне определённую группу бобовых растений. В настоящее время клубеньковые бактерии по классификации Берджи, делятся на шесть видов: первый инфицирует люцерну и донник; второй - сою; третий — люпин; четвёртый - клевер; пятый - фасоль; шестой - горох, вику. Эта избирательная способность клубеньковых бактерий получила название специфичности. Специфичность может быть видовой и даже сортовой. Клубеньковые бактерии сои обладают ясно выраженной сортовой специфичностью (М.В. Федоров, К.Л. Свитич, 1959; В.Б. Енкен, 1959; Н.Л. Красильников, Т.А. Мелкумова, 1963; Л.М. Доросин-ский, 1967; Е.Н. Мишустин, В.К. Шильникова, 1968, 1973; Л.М. Доросин-ский, Н.М. Лазарева, 1968; В.М. Желюк, 1981). Механизмом «узнавания» растения-хозяина и микроба-спутника, который обуславливает специфичность, определяется, и способность клубеньковых бактерий входить в контакт с корневой системой бобовых растений и затем, проникая в ткани корня, размножаться там и вызывать образование клубеньков. Это свойство клубеньковых бактерий называется их вирулентностью (Е.Н. Мишустин, В.Т. Емцев, 1987). Не все расы (штаммы) одного специфичного вида клубеньковых бактерий могут одинаково успешно проникать в корень растения. Некоторые штаммы обладают высокой конкурентной способностью и образуют на корнях бобового растения много клубеньков, другие труднее проникают в корень и образуют меньше клубеньков. В связи с этим, для активного симбиоза штамм клубеньковых бактерий должен быть вирулентным (П.В. Кравцов, 1965; А.Т. Фарниев, Г.С. Посыпанов, 1996). Специфичные и вирулентные клубеньковые бактерии для обеспечения симбиотической азотфиксации должны обладать третьим важнейшим свойством - активностью. Активность - это способность штамма клубеньковых бактерий инициировать в клубеньке образование леггемоглобина, и фиксируя азот воздуха снабжать им растение. Активные штаммы образуют крупные клубеньки розового цвета и располагаются они в основной массе на главном корне и около него. Неактивные штаммы формируют клубеньки белого, серого или зелёного цвета, мелкие и разбросанные по всей корневой системе. Активность не является обособленным признаком клубеньковых бактерий и зависит от природы штамма, биологических особенностей растения-хозяина, почвенно-климатических условий, в которых протекает бобоворизобиальный симбиоз (Л. Ницэ, 1958; Л.М. Доросинский, 1967; С.А. Бегун, 1976; П.П. Вавилов, Г.С. Посыпанов, 1978; Н.И. Мильто, 1978; В.А. Тильба, С.А. Бегун, 1978; В.А. Тильба, 1997). Таким образом, важнейшим условием активного симбиоза является наличие специфичного вирулентного активного штамма ризобий. Если в районе культура ранее не воздел ы вал ас ь, то в почве нет спонтанных специфичных клубеньковых бактерий, а значит, для усиления процесса азотфиксации необходимо перед посевом проводить искусственное заражение бактериями семян или почвы. Чаще всего в качестве инокулята используют ризоторфин — препарат, содержащий чистую культуру клубеньковых бактерий, нанесенных на стерилизованный молотый торф (Е.В. Багаева, 1970; G.C.Tu, S.V.Tse, 1976; G. Hoflich, 1985, 1994; Л.Н. Бойко, 1993; I.A. Tikhonovich, N.A. Pro-porov, V.I. Romanov, W.E. Newton, 1995; A.B. Дозоров, 1996; А.В. Дозоров, T.A. Дозорова, 2000).
Однако эффекта от проведения инокуляции может и не наблюдаться, в случае, если неблагоприятно складываются внешние условия. Одним из таких факторов является кислотность почвы. Г.С. Посыиановым (1979, 1983) наиболее распространенные бобовые культуры были классифицированы но требованиям биологии вида к реакции почвенного раствора. Как правило, отличный симбиотический аппарат у всех зернобобовых культур образуется на слабокислых и нейтральных почвах с рПСол 6,5...7.
Формирование симбиотического аппарата сортов сои в зависимости от приемов предпосевной обработки семян
Соя, как и все бобовые растения, интенсивно использует атмосферный азот и дает высокие урожаи только в том случае, когда у нее складывается эффективный симбиоз с азотфиксирующими бактериями. Если почвы содержат мало клубеньковых бактерий, или их дикие формы малоактивны, бобовое растение прекращает усваивать атмосферный азот и начинает потреблять почвенный. Соя в лесостепи Поволжья - культура интродуцируемая, в почве отсутствуют спонтанные специфические штаммы клубеньковых бактерий. Кроме этого, на растениях сои клубеньковые бактерии обладают ярко выраженной сортовой специфичностью (Л.М. Доросинский, 1968; В.М. Желюк, 1981, А.В. Дозоров, 1998, 1999, 2000). В связи с этим прием инокуляции при возделывании сои должен быть обязательным.
В мировой практике возделывания бобовых культур инокуляция является общепризнанным приемом, однако условия, определяющие эффективность этого приема, изучены недостаточно. К числу таких условий следует отнести качество самого препарата, свойства штаммов клубеньковых и иных бактерий, способность их приживаться в почве, проникать в корни и осуществлять эффективный симбиоз. Очень важна при этом роль растения хозяина, условий его роста, корневого питания. Анализ многочисленных литературных источников указывает на то, что во всем мире стремятся повысить эффективность препаратов клубеньковых бактерий, которое выражается в поиске имеющихся форм и создании новых препаратов (штаммов) клубеньковых бактерий. Кроме этого, в последние годы во всем мире большое внимание уделяется вопросам гормональной регуляции важнейших физиологических процессов. Сейчас уже обнаружено и изучено, в той или иной степени, более 5 тысяч соединений химического, микробиологического и растительного происхождения, обладающих регуляторным действием. Из них в мировой практике используется около 1%. Вышли на стадию практического применения в сельском хозяйстве препараты третьего поколения, гектарные дозы которых исчисляются миллиграммами. (Кефели В.И., 1989). К числу таких регуляторов относится пектин полученный из амаранта. Е.Н. Офицеров, В.И. Костин, О.В. Цепаева (1997), В.И. Костин (1998) впервые показали, что пектин обладает фиторегуляторным действием. Исследования, проведенные А.В. Дозоровым (1998, 2001) на сое показали эффективность этого препарата, особенно при неблагоприятных погодных условиях.
В региональных условиях проводились исследования по применению ризоторфина, изучалась активность различных штаммов ризобий, однако появление современных сортов сои северного экотииа, новых бактериальных препаратов, стимуляторов роста вызывает необходимость определения эффективности приемов предпосевной обработки семян на формирование сим-биотического аппарата и его активность.
Для активной фиксации азота воздуха бобовыми культурами одним из главных условий является наличие специфического, вирулентного, активного штамма ризобий. Каждый вид ризобий инфицирует одну или несколько бобовых культур. Эта особенность называется видовой специфичностью. Некоторые штаммы более приспособлены к конкретному сорту, что определяет их сортовую специфичность (Е.Н. Мишустин, В.К. Шильникова, 1968).
В случае если культура в данной зоне, на конкретном поле, возделыва-ется давно, и она традиционна для зоны, то в поле есть спонтанные, специфические штаммы, приспособленные к ней. Инокуляция заводскими штаммами в этом случае, как правило, бывает неэффективной и не увеличивает симбиотический аппарат и его активность.
Если культура на поле ранее не выращивалась, то в почве отсутствуют специфичные, спонтанные штаммы ризобий. Клубеньки на корнях растени не образовываются, а, следовательно, и не фиксируется азот. В этих случаях необходима инокуляция семян специфичным, вирулентным штаммом ризо-бий. Многолетними исследованиями проведенными в Ульяновской области Я.Ф. Дырдой (1990), А.В. Дозоровым (1998, 2000, 2002), Дозоровым Л.В., Костиным О.В. (2003), доказана высокая эффективность приема инокуляции, особенно при совместном внесении с микроэлементами. В связи с этим, вариант «ризоторфин+Mo+Mn» в наших исследованиях был взят за второй контроль, с которым сравнивали другие способы предпосевной обработки семян сои.
Проведённые нами исследования показали что, в вариантах, где инокуляция не проводилась, происходило образование клубеньков за счёт спонтанных штаммов ризобий, присутствующих в почве. Объясняется это тем, что на опытном поле Ульяновской ГСХА соя возделывается более 20 лет, и спонтанные клубеньковые бактерии, став частью почвенной микрофлоры, в условиях, благоприятных для их деятельности, активно инфицируют растения. Однако, даже с учётом образования клубеньков за счёт спонтанных штаммов, инокуляция семян активным штаммом, обработка их пектином и экстрасолом отдельно и совместно с микроэлементами, оказывала положительное влияние на сроки образования клубеньков, продолжительность симбиоза и размеры симбиотического аппарата (табл. 2; 3) .
Исследованиями установлено, что предпосевная обработка семян способствовала более раннему, на 1-2 дня, образованию клубеньков. Сортовых различий не наблюдалось, можно лишь отметить незначительное влияние погодных условий в весенний период.
Через 3...5 дней после образования клубеньков в них появляется красный пигмент - леггемоглобин (Лб), обеспечивающий энергетические центры кислородом и способствующий высвобождению энергии для фиксации азота воздуха. В фазу начала налива семян клубеньки начинают зеленеть — леггемоглобин переходит в холеглобии (Хб), - и через некоторое время они отмирают.
Динамика формирования листовой поверхности, ФСП и ЧПФ
К фазе начала налива семян, когда ассимиляционная поверхность листьев достигает своего максимального значения, отставание контрольного варианта по годам у сорта Магева составляло от 6 до 18 тыс.м /га, у УСХИ 6 - от 5 до 10 тыс.м /га. Заметных различий в площади листьев между изучаемыми вариантами не обнаружено во все фазы развития сои и годы исследований.
Изучение взаимосвязи между площадью листовой поверхности и массой активных клубеньков на посевах сои за годы исследований методом корреляционно-регрессионного анализа показало, что наиболее тесная связь между признаками наблюдается в фазу бутонизации - цветения (у сорта УСХИ 6 коэффициент корреляции (R) равен 0,99; коэффициент детерминации (D) - 98,4%, у сорта Магева соответственно 0,94 и 88,4%). Уравнение регрессии для сорта УСХИ 6 имеет вид: Y = 64,153 + 0,503х - 0,000704х ; для сорта Магева - Y = -10,764 + 0,2717х - 0,000549х2
Кроме того, наблюдалась тесная корреляционная связь между площадью листовой поверхности и урожайностью. В фазу начала налива семян у сорта УСХИ 6 коэффициент корреляции (R) равен 0,96; коэффициент детерминации (D) - 92,9%, у сорта Магева соответственно 0,93 и 85,7%. Уравнение регрессии для сорта УСХИ 6 имеют вид: Y = -29,254 + 1,082х; для сорта Магева - Y = 9,641 + 0,3048х.
Как показали наши исследования, величина листовой поверхности во многом зависит от метеорологических условий, складывающихся в период вегетации и от активности симбиотической деятельности. Однако, для получения высоких урожаев важно не только создание большой листовой поверхности, но и увеличение продолжительности её функционирования с наибольшей продуктивностью. Л.А. Ничипорович (1970) отмечает, что основным показателем фотосинтетической продуктивности растений является накопление ими сухой массы в пересчете на единицу сплошной листовой поверхности за определенный период. Объединяют и характеризуют эти показатели фотосинтетический потенциал (ФСП) и чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ).
Следует отметить, что величина фотосинтетического потенциала, как и площади листьев во многом зависит от влагообеспеченности в течение вегетации и от активности симоиотичсского аппарата. В наших исследованиях наибольший ФСП был сформирован сортом УСХИ 6 в 2002 г. и составил но вариантам опыта 4071...4960 тыс. м" дней/га. Самым неблагоприятным но этому показателю был 2001 год - значения ФСП у сорта УСХИ 6 на уровне 2245...2530 тыс. дней/га. У сорта Магева по годам исследований значительных изменений не наблюдалось. В среднем за годы исследований значения ФСП находились в пределах 1648...2522. Наибольшие значения ФСП были зафиксированы в 2003 году в вариантах, где были применены для предпосевной обработки пектин совместно с микроэлементами и экстрасол совместно с микроэлементами - 2373 и 2552 тыс. дней/га соответственно, что выше контроля соответственно на 30 и 40% (табл. 15, прилож. 6).
Чистая продуктивность фотосинтеза, которая характеризует интенсивность образования и накопления органической массы урожая, за годы исследований у сорта УСХИ 6 была несколько ниже в 2002 году, у Магевы по годам практически одинакова. Значительных отличий по вариантам опыта не наблюдалось. В среднем за 2001-2003 гг. этот показатель у УСХИ 6 находился в пределах 3,23...3,77; у сорта Магевы - 3,13...3,50 г/м2 в сутки. Оптимизация условий симбиотической деятельности сортов сои повышала ЧПФ у сорта УСХИ 6 на 0,14...0,54; у сорта Магева - на 0,14...0,37 г/м в сутки (табл. 15, прилож.7).
Изучение взаимосвязи между ФСП и накоплением сухого вещества показывает тесную связь между этими признаками. Так у сорта УСХИ 6 в фазу начала налива R - 0,96, D - 91,6 %, У = - 1387,527 + 2,653х; у сорта Магева в эту же фазу: R - 0,93, D - 87,6%, У = 3367,28 + 1,086 х.
Таким образом, изучаемые варианты предпосевной обработки семян, а именно инокуляция совместно с микроэлементами, пектин и экстрасол применяемые отдельно и в сочетании с микроэлементами, способствуют росту индекса листовой поверхности у сорта УСХИ 6 в 1,06...1,55 раза, у сорта Магева в 1,22...1,62 раза. При складывающихся благоприятных погодных условиях изучаемые приемы обеспечивают увеличение фотосинтетического потенциала на 30...40%, и несколько повышают чистую продуктивность фотосинтеза.
Более интенсивный рост листовой поверхности, обусловленный предпосевной обработкой семян, способствовал активизации фотосинтеза, что повлияло в конечном итоге на накопление сухого вещества посевами сои. Нами выявлена тесная корреляционная связь между площадью листовой поверхности и накоплением сухого вещества. Гак в посевах сорта УСХИ 6 в фазу начала налива: R - 0,98; D - 96,5%; У = -4114,456 + 191,48х; у сорта Магева в эту же фазу: R-0,95; D-91,9%; У = 455,961 + 70,654х.
Потребление растениями элементов минерального питания и вынос их единицей урожая
У сорта Магева в 2001 г. но вариантам не наблюдалось больших различий, максимальное потребление азота по сравнению с лругими вариантами обеспечила обработка экстрасолом и микроэлементами - 161 кг/га, что выше контроля на 38 кг/га. В 2002 г. наибольшее потребление азота обеспечило проведение обработки экстрасолом - 294 кг/га и экстрасолом совместно с микроэлементами - 293кг/га. В варианте ризоторфин+Mo+Mn в этом году потребление азота растениями составило 288кг/га, что больше чем в контроле на 48 кг/га. В 2003 г. наибольшее количество азота было потреблено в вариантах с совместным применением ризоторфина и микроэлементов и экст-расола и микроэлементов - 214 кг/га, несколько ниже в варианте пектин с микроэлементами - 212 кг/га что ішіне, чем в контроле соответственно на 45 кг/га и 43 кг/га.
Таким образом, создание благоприятных условий для симбиоза оказывает большое влияние на динамику потребления азота, фосфора и калия.
При разработке научно-обоснованной системы удобрений для определения их норм под отдельные культуры необходимо иметь сведения о максимальном потреблении и выносе культурой элементов питания. Вынос - это отчуждение с поля элементов питания единицей урожая семян и соответствующим количеством прочей органической массы).
Максимальное потребление - это наибольшее количество питательных веществ, участвующее в создании единицы урожая. Разность между максимальным потреблением и выносом равна количеству питательных веществ, которое оставляет после себя культура в поле с корневыми, пожнивными остатками и растительным опадом.
Показатели выноса определяют в период уборки урожая. Максимальное потребление всех элементов питания у сои наблюдается в период налив семян - полный налив семян, когда нижние бобы начинают желтеть, верхние выполнены, но листья ещё не опадают, затем начинается сбрасывание листьев сверху вниз, спад недоразвитых генеративных органов и отмирание мелких корней. Этот процесс продолжается до полного созревания семян, в результате чего часть элементов питания растения теряют.
В литературе встречаются разные сведения о количестве элементов питания, потребляющем соей для формирования 1 т семян. Так, по данным Г.С. Посыпанова (по П.П. Вавилову, 1986) максимальное потребление азота составляет 82 кг, фосфора - 26 кг; калия — 47 кг; вынос соответственно — 72; 23 и 38 кг. Г.В. Коренев (1990) отмечает, что на образование 1 т семян и соответствующего количества соломы расходуется 80...90 кг азота, 36...40 кг фосфора, 60...65 кг калия. По данным В.И. Руденко (1988) соя в среднем на формирование 1 т зерна требует 70...75 кг азота, 20...2,5 кг фосфора и 30...40 кг калия.
Значительные различия в приведенных данных обусловлены неодинаковыми почвенно-климатическими условиями районов возделывания сои, химическими и физическими показателями почв, сортовыми особенностями культур.
В наших опытах во все годы исследований у обоих сортов не проявлялось резких отличий по вариантам в максимальном потреблении азота. Однако наблюдалась тенденция к его увеличению в вариантах с применением предпосевной обработки (табл. 26). В среднем за три года у сорта УСХИ 6 в варианте экстрасол+Mo+Mn максимальное потребление азота составило 97 кг, фосфора — 23 кг, калия - 43 кг в расчёте на одну тонну семян, вынос этих элементов составил соответственно 74 кг; 19 кг и 22 кг на 1т семян. У сорта Магева максимальное потребление азота в среднем за три года в этом же варианте составило 93кг, фосфора 24кг, калия 46 кг/1т семян. Вілнос азота, фосфора и калия с одной тонной семян составил соответственно 84; 21 и 35кг.
В связи с важной особенностью бобовых культур, которая определяется их способностью использовать атмосферный азот, особое внимание необходимо уделять колебанию содержания этого элемента в растениях и изучению условий, способствующих большему накоплению азота. В связи с этим, нами были получены данные о том, из каких источников азот поступает в растения и семена, какова доля участия источников азота в питании растений и доля участия отдельных вегетативных органов в обеспечении семян этим элементом питания, сколько его поступает в период налива семян непосредственно из почвы и сколько в результате симбиотической деятельности, какое влияние на этот процесс оказывает усиление симбиотической азотфикса-ции в результате проведения предпосевной обработки семян, а также поч-венно-климатические условия.
Как показали проведённые нами исследования, доля участия источников азота воздуха и почвы во многом зависела от складывающихся метеорологических, почвенно-климатических условий и активности симбиоза (рис.7). В среднем за годы исследований, на контрольном варианте, за счёт спонтанных клубеньковых бактерий, которые находились в почве, сортом УСХИ 6 было фиксировано 73 кг/га, сортом Магева - 37 кг/га, что от общего потребления составило соответственно 30% и 23%.
В вариантах с совместным применением ризоторфина и микроэлементов, пектина и микроэлементов и экстрасола и микроэлементов из воздуха фиксировалось во все годы исследований наибольшее количество азота. Доля участия азота воздуха в питании растений составила в среднем у сорта УСХИ 6 в варианте ризоторфин+Мо+Мп 45%, в варианте пектин+Мо+Мп — 40% и в варианте экстрасол+Mo+Mn -49%.У сорта Магева в этих вариантах данный показатель принимал соответственно следующие значения: 35%, 34% и 38%.
Похожие диссертации на Влияние приёмов предпосевной обработки семян на симбиотическую активность и продуктивность сортов сои в лесостепи Поволжья
