Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

АЗОТФИКСАЦИЯ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ НА ЧЕРНОЗЕМАХ МОЛДАВИИ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "АЗОТФИКСАЦИЯ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ НА ЧЕРНОЗЕМАХ МОЛДАВИИ"

Л-г 92>б&

московский государственный университет '

им. М. В. ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

ЗУБКОВА Людмила Владимировна

УДК 631.461.51:631.82+632.954(478.9)

АЗОТФИКСАЦИЯ В А Г РОЭ К ОС ИСТ ЕМ АХ НА ЧЕРНОЗЕМАХ МОЛДАВИИ

(03.00.07 — микробиология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва — 1989

Работа выполнена в Отделе микробиологии Академии наук Молдавской ССР.

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

В. И, Сабельнцкова,

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Л1. М. Умаров,

кандидат биологических наук Т. А. Калининская,

Ведущая организация:

Всесоюзный Научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии (г. Ленинград-Пушкин).

Защита состоится «/<? » 1989 г. в

на заседании Специализированного совета К 053.05.86 по микробиологии и агрохимии в МГУ на факультете почвоведения по адресу: И9899, Москва, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения, аудитория М-2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан « » селгпл^ч |989 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

И. П. Бабьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЫ

Актуальнооть тдмы. Микробиологическая фиксация авота атмо-»-оферы.- один иэ наиболее важных процеооов, происходящих в почве, определяющих естественное в потенциальное плодородие, имеет большое значение как фактор природоохранный я вяергос берегащий. В настоящее время в земледелии широко применяются иатепоиввае технологии, направленные на получениеваоокяк урожаев сельскохозяйственных культур. Однако, внеоение в почву внооких доа •* удобрений, особенно вэотннх, я химических оредотв эащиты ра о т в-ний вызывает обострение.екологкческих'и аконокичеокюс Проблем. .Азотфикоация - едкногветтй вкологичеови чистый путь получения связанного азота, при котором принципиально невозможно. загрязнение окружвшей среда. • *

Впооледшв годы л Советском Союае а за рубежом вое большее внимание уделяетоя изучению бяологическо! фиксации- ' азота атмосферы. Использование оовременныхМетодов исследований позволило значительно реоширять знания в втой облаотя. Однако, имеется сравнительно мало сведений, полученных непосредственно . в полевых условиях о учетом региональных почвегшо-климатиче о-ких особенностей и приемов агротехники. Знание*вкологин оэот-фиксаши необходимо для правильного обоонования оиотемы мер, обеспечивавших рациональное и аффективное использование биолб-' гичзского азота. . * ' *■ .>■-

Почвы Молдавской ССР, несмотря не высокое естественное плодородие, подвергаются значительным антропогенным воэдейотви-ям, иэ которых наибольшее влияние на уовоенке азота атмосферы: оказывают минеральные удобрений и пестициды^ Б связи в этим необходимо всестороннее изучение спецификянх действия на азот- •

Г1 ' < - 4

Ь'^аЛ • а «а^*...,'..»«-ь^ ^^и-Л л./. .1: . ■ .! г: .

■ .«-'Т- .■>-," ■■"■.,. - ■ . - ...

. , . (С-ЧИ--,. „Л.*,...- 1,!„1„М

2 '. • _/

фиксирупдие микроорганизмы б конкретных агро&кооистеыах о цальо разработки научно-обоснованных приемов оптимизации соотношения минерального'н биологического азота, а также управления азот-фявсацкей в почве. ' '

. / Дисоертационнаяработа является составной частью тематики Отдела микробиологии АН МССР госре гио трации 61024114 Я 01.86.0033176), ~' ' .

, Цель и аррачи вооледоввний. Целью работы являюсь изучение аооощттивноЯавотфиксацЕИ вагровкосистемах на черноземах Молдаванок ССР ори антропогенном воздействии и изыскание приемов ее активизации.

Основные задачи исследований; * ..

1. Определить активность, чисвеинооть, 'состав азотфиксато--ров в агрофитоценозах раэншсаколого-гаографическкк аон Молдавской ССР. ' • "

2. Установить дозы минеральных и органических удобрений,;: максимально повшшвдае уровень ассоциативной азотфикоацяи в черноземах республики,." -„-;■ • -.-":*■■'"■"

3.. Изучить влияние на азотфикоиру ющу активность гербицидов, рекомендованных й.деропективных в интенсивной,технологии .: возделывания кукурузы. ^

4. Изучить влияние растений на ассоциативную азотфиксацию" в.еотеотвенйых и искусственных фитоценоаах.'

5. Выделять и «селекционировать активные ассоциация * чистые куш»туры азотфикоаторов и испытать их действие на растения и фиксацию азота. '

. ^агчная новизна результатов. Оценен уровень ассоциативной мотфиксации в вгроанооистемах на черноземах Молдавской' 1 ССР, Установлены приемы'управленде ааотфикоацией'при индуст-.

риальной технологии возделывания кукуруза. Выявлена умереннее дозы минеральных удобрений (В68Р45К45'' а также их сочетание

о навозом (20 т/га), максимально акт яви виру гада в ороцвсо. Пока' ' „ „ - J " " >

зано, что при увеличения доз н?к влвови do лее нитрогеяаэная активность равнозначна варианту о умеренными дозами. Установлено, что внеоение гербицидов из группы ацетанилидов и тиокар-баматов пролонгированного действия повышает ' азотфиксирупцуп активнооть. При бессменном 30-летнем возделывании кукуруэн уровень ассоциативной азотфпкоации оатается выооктл^

Ррактичедкад значимость работы. Подученные данные были использованы при ооставлениирекомеплаций, позволяющих повысить аэотфиксацип на черноземах республики (Рекомендации* -по-использованию удобрений в МоадявокоП ОСР на'I9S6-I990 гг. Киши пев, 1937). •

Апробацид диссертодронной рабоун. Материалы диссертации , . докладывались яа Республиканской конференции "Охрана природы в условиях интенсивной химизации сельскохозяйственного производства" (Кишинев, 1983); конференциях молодых ученых АНМССР "Молодежь, наука, производство" (Кишиневу 1984, 1906); Т Всесоюзном съезде микробиологов (Алма-Ата, 1985); Ш Всесоюзной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Москва^ -1986); Республиканской конференции "Микроорганизмы в вельском , хозяйстве" (Кишинев, 1988)., " *

. Публикации результатов исследований.' По теме диссертации опубликовано 8 работ. .

Структура и объем работы. Диссертация изложена на iigg ' страницах машинописного текста,-содержит 56 таблиц, 7 рисун-коп, включает введы-ле, 6 глав экспериментальной чаотя, внво-„ ли, описок попользованной литературы из 196 источников (из них 73 па пнострзшшх языках), приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ!! : I. ОБЪЕКТ!! И'. МЕТОД! ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводили в многолетни: полевых опытах в Центральной зона ЦССР на черноземах карбонатных и обшшовеншо а такие в различных вколого-географическихэонах республик!!, Схёш опытов приведены в таблицах^

Влияние минеральных и органических удобрений изучали на " опытной отапции пояеаодотва КСХИ ны._М.В.Фрунаа в стационарных;-опытахкафедры агрохимии (Учхоз "Нзтросы" Новоаненского р-на), .

Действие гербицидов, рекомендованных д перспективных для интенсивной технологии возделывания кукурузы изучали на богаре/ при орошении, а также по фону навоза в опытах Института кукурузы и сорго 11Ш "Гибрид" и кафедры общего и орошаемого земледелия КСХН им,'.Ю,Фрунзе.

. , Влияние 30-летаего бессменного выращивания различных сельскохозяйственных культур на а г отфин сирущуп активноохь почвы и численность диаэотрофов ио'о ледова ли в стационарных опытах ка-федрц'зеиявдедия КСЗД им, М.В.Фрунза.

.' Эффективность' инокуляции кукурузы активными азотфикоируп-щами, ассоциациями диааотрофных бактерий изучали р ывхкодеханоч-ноы опыта Научно-аксперкыенгадьной базы ЛН ЦССР,'

■ ООразШ- отбирали 8 ризосфере, разослана и ыевдурлдьях кукурузы и других культур в периоды основных фаз вегетации растении. Повторное» опытов 3-х кратная. Пчощадь делянок 100-400 м3, |г!опользованы районированные в республике сорта и гибриды.

Определение ааотфакоируицеЙ активности почвы проводили ааатиденовш и'етодоы (Умаров, 1976) на хроматографах СЬг©ш-4 и

Численность бактерий в почва и прикоркевой/эоне онрёделя- ■ ли методом прямого счете о использованием тштаоцентнов мик-роскошга-яо Звягинцев; иКожевину (1980); обиее количество авройннх аэотфикоируищихассоциаций - на глвкозо-ввгониватной среде,. аэоспярилл - на среде Бюлова-Доберейнерв модификации Т.АЯСалининской (Калининская в др., 1981); фокультатявно-внаа-робншс вэотфиксаторов - на сахарозно-картофельной среда* (Калининская, Лаврова, 1988); кяостридийметодом предельных раз' ' ' •

ведений на среде,Втаоградского с картофельной крошкой; азотобактера - методом рассыпки воздушно-сухой почвы наЭшби-агар.

Выделение азотфиксиру гашх ассоциаций и чистых культур проводили из ризосферы и ризопланн кукурузы и оз.пшеницн ваТлпко-эо-звтолизатвой и полужидкой малатной средах о последующий рао-севом ассоциаций на агариэовакные беэазотистае орвдыивыделэ-вием чистых культур диаэотрофов. •

Математическую обработку данных проводили по Б.А.Доопвхо-ву(1Э79), а также по методическим рекомендациям "Применение микрокалькулятора "Электроника Б3-34я для обработки дачши на' учных экспериментов" (Ленинград* 1993)*.'

4 II. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ' 'V? ' .

; V- ■ -

I. Распространение и активность аэотфиксируипих-микроорганизмов в'агрофитоценозах: на черноземах Модаавокой ССР

Черноземы - наиболее важный гив почвенного покрова респуб лики -.занимает около 60$ ее территории, образуют богатый ряд ■ подтипов (выщелоченные, типичные, обыкновенные, карбонатные, оводзоле'шгае и др.).

Подученные данные свидетельствуют о том, что численность . диазотрофов н азотфнкоирущая активность значительно варьируют в зависимости.от физико-химичеоких свойств почвы,, гвдротер-ынчеокнх уаловяв, растительного покрова, оклоновости земель, применяемых удовреаяйиоредствзащитн растений.

Ааотфякоирущаяакгнвноохьпочв под естественными и .но-жуоотвеышшн фитоценозами Ныла;

- под зерновыми культурами (нукуруэой, пшеницей) в черно-зеках выщелоченных я типичных Северо-Мовдавокойзонн от 3,0 до 17,8 мг н^кг почвы/чао•ТО'*1, в оподзо ленных чернозеыахЦент-ральвой валеоенной зовы- 4,2-15,7, в обыкновенных иповерхно-отно-карбонатных Окной зоны - 2,8-12,9 иг;. . - рцд многолетней люцерной соответственно - 10,3-23,0; 7,3-19,8} 6,4-16,6 кг; .■'" - на оосадкехвиноградника - от 1,4 до 6,9 иг азота; . - в почввподп ожогом леоа (лнпово-яоенавого, дубового) азотфиясацяя была

крайне слабой — 0,4-0,6 кг (табл.. I); Максимальная азотфиновруицая активность отмечена в лоймен-40-дуговых почвах! она была в 2,5-10 раз выше, чем в черноземах, Большое влияние на.азотфикоируицую активность почв и чио- / ленность диаэотрофов оказывает вродированноогь почв. Вами выявлен« значительные различия в вх численности и активности на склонах равной крутизны. Показано, что внизу склона но сравнению о верхом, азотфикоагия протекала в 1,4-3,9 раза энергичнее, численность диазогрофов была.в 2-6 раз выше. Очевидно, что подобные различия обусловлены не однородно о тьо'гядротернического * ■ режима в пределах оклона, миграцией и накоплением питательных * \'»ещеотв в вганвй его чаатя. , *■-' 1 ,

Таблица 1-- •

Азотфикоирутая активность почвы и численность » диазотрофов в черноземах основных вколого-' ; ; • географических зон Молдавской ССР {1900-1984 гг.)_

Фитоценоз^ Азотфивоирую-щая активность, мг и2/кг почвы/ час-Ю"1 , Чиоленнооть ..

азробнах диаэотрофов млн/г почвы в том числе азотобактера , КОВ/г почвы клострн-дий,. , тыс/г почвы :

Севаро-Молдавоная отепная к лесостепная зона; . рельеф, равнинно-степной| преобладают черноземы * выщелоченные и типичные " ■ - .

Кукуруза 6,0-17,8 . 16,5-22,3 378-942 558-570 .

Оз.пшеница. 3,0-17,0 18,0-23,6 .224-739 136-150

Центральная Молдавская задвоенная зова;' рельеф пересеченный, ходмиотнй; доминирует черноземы оподзолеяние

Кукуруза 4,9-14,0 12,5-15,5 386-824 78-90 .

Оэ.пшеница 4,2-15,7 14,4-15,7 : 306-665 45-50

Пкная зона; рехьеф вояниого-равгнинный» преобладают черноземы обыкновенные и поверхноотно-карбопатны« ■

Кукуруза 3,6-12,0 .13,2-13,5 * 349-506 • 56-60:

Оа.пшеница' 2,8-12,9 16,7-19,6 191-436 44-50'

- При благоприятных уоловиях.влвгообеояеченвоотя почва происходит резкая активизация биологической азотфиксаодаи Установлено, что усвоение азота атмосферы на орошаемых долях протекает в 1,3-2,4 раза интенсивнее, чем ва (богаре.

Многочисленные в многолетние данные показывают, что в черноземах реопубдики обитают в значительных количествах как аэробные,' так и анаэробные азотфиксаторы. Численность аэробных диаэотрофов под покровом кукурузы и шпеницы составляла 1£,5-

•; 8 18,0 млн, в том числе азотобактера - 191-942 коловдеобразутшх• единиц (КОЕ), клосгридий - 44-570 тыв/г почвы (табл. I). В ря-аоофере к ризолваве раотений раэвивается от 0,5 до 25 млн.: фа-культа тивно-ана эрабных микроорганизмов, среди которых обнаружены Представители:оеиейства Enterobacteriaoeae, а также Bacillus polymyxar аэослириллы доминируют преимущественно .на корнях, их численность 2,5-6 тыо/г корней (табл. 2).

'i Таблица 2 ■

Численность азогфиксирунцих микроорганизмов в ризосфере и ризоплане кукурузы и озимой ■■ пшеницы на/черноземе обыкновенной " " *""■■■

Варианты

Анаэробные организмы, тыс

- { Aspo бныа ^азотфикоагоры,

общее ко-(из них ¡общее количество |фикоато-1]шчество |ры. азота

из них сильные , фиксаторы]

¡8э0опи-

'риллы

Кукуруза ; ризосфера ризоплана Пшеница * ..ризосфера ризорлана

2500 2500 25000 20000'

2500 500

2500 500

1300 60

*

-1300

/ 500

25 6

ео- 4 6

2. Влияние минеральных и органических азотных - удобрений на азотфикоирушую активность почв ' и численность диазотрофов •"'■-■■■. ^

Применение минеральных удобрений и навоза оказывало стимулирующее действие на активность асооциагивной азотфикоации вод кукурузой. Цри внесении полного минерального удобрения в умерен-

1 них дозах аэогфинсирутщая активность повысилась по

сравнению о контроле« в 1,6-3,7 раза. Увеличение доз нйс вдвое и более не оказывало депреосируодего влияния на азотфиксяци'ю, ' но и на приводило к заметной ее активизация - во вое сроки по-следований нитроганазнвя активнооть в этих вариантах бнла практически равнозначной и составляла: в варианте с умеренными дезами (н60Р45к45) 32,2-40,4, в варианте о удвоенными дозами

~ 33»2-43,7 мкг азота/кг лочвы/чэо. Наибольший ' уровень азотоуовоения наблюдался при совместном применении и68*45к45 0 20 т/'га на®оэа - от 61,9'до 100,7 миг азота, тогда лак в контроле »тот показатель колебался от 10,в до 20,7 миг, т.е. нкже в 6 о лишним раз (табя, Э), При внесении навоза 20 т/га ааотфшсоирупцая активность повысилась в 2,1-4,3 раза,. 40 т/га - в 2,8-5 раз, • '

Таблица 3

Влияние удобрений на в зотфикояру шую активность чернозема карбонатного на посевах кукурузы • ■

■ ■ ' ' | Азотфиксирусщая активность, " '

■ " •_ ' ! 1983 Г. 1 1984 г. { 1985 Г. ~

1. Контроль (без удобрений) 20,7+1,7 15,9+1,1 'ю,8±1,1

2. Кб0г45К45 » 32,2+1,5 30,8+2,3 40,4+2,4

3. И135Тд0К90 33,2+2,1 43,7^2,7 39,7д2,6

4. Навоз 20 т/га 43,1+1,6 56,5+6,I 46,4+1,5

5. Иавоэ 40 т/гэ 58,9^2,0 97,7^7,8 53,9^1,6

6'-и68р45К45 + иаж>3 ' •

20'т/гй - 61,5£Е,5 100,7*7,9 69,2д2,6 ■

Усвоение молекулярного азота атмосферы боктериями-двазотро-фпми п почвот в значительной степени зависит от гидротермических

факторов.,Так, в оотрозаоуоливом 1983 г. о оуиыой осадков 330 ми азотфнконруощая активнооть.на удобренных делянках составляла в ореднем за вегетацию 32,,2-61,9 мкг ааотатогда как в 1984 г. о более благоприятны» яапасоч влаги (426 мм) - 38,8-100,7 мкг Кд/ кг/чао (табл. 3.).

.г На развитие диаэотрофоь гюдохлтедьное влияние оказало применение минеральных и органических' удобрении. При ввеоении одного навоза (20 и 40 т/га),атакжа оошестно о нрк общая чис-" ленноагь Салтерий в I г почвы возрастала в ореднем до 20,4-29*,5 млрд. (тай*. 4), в том Числе азотобактера - 648-377 коло-ниеобразупщих единиц (КОЕ) или соответственно в 2-3 раза.

Таблица 4

Изменение числевнооти бактерий (млрд/г почвы) в черноземе .* * карбонатном яри.внесении удобрений \

Фазы развития растений -

Вариант 15-6 листьев цветение полная опе- среднее-за

I • ' лооть зерна вегетации

1933 год

I. Контроль 4,2- 5,7 9,9 . 6,6

а. Яб8Р45К45 . ; Навоз 20 т/га 8,5 6,8 12,3 9,9

з. 4; * 5,6 9,4 9,7 : 11,2 12,1 16,7- . 9,1 12,4

5. Навоз 40 т/га :: 9,3 13,5 12,0 - 11,6

н6а?45К45-+ + навоз 20 т/га 9.3 17 Д 1984 ГОД '' .15,0 / , -» 13,8 .

I. Контроль .14,1. 15,41 . 19,5 . 16,3

а; 3; 4. *68Р45К45 • »135*90%) , Навоз 20 т/га 18,1 16; 7 22,4 20,2 18,2 25,5 . 36;1 36.1 34.2 ■ V 27,5 23,6 ' 2714 '

Б. Навоз 40 т/га; ' 18,9 * 19.1 24,2 . - 20,4

ь 1 ',' к6ар45К45:л+ ; ,+ аавоа 20 т/га ¡-г 21,0 25,6 42,0' • 29,5

Наиболее активное развитие бактерий было в года облаго-приятным гидротермическим режимом, например в 1984 г. (табл.4). Установлена тесная положительная корреляция между численное- j ты> азотобактера и азотфиксирующей активностью почва (г еО,805+ +0,296). . '

Положительное влияние навоза я смешанных удобрений проявилось не только в уоилении ассоциативной аэогфиксации я увеличении численности двазотрофов. По данным К.Д.Загорчи (1985, 1987) в черноземах атих стационаров совместное внеоение нрк я навоза уменьшало минерализацию гумуса на 15-20^, За 8-летний севооборот его содержание в почве полноотью возобновилось. Урожайность кукурузы в этом вариенте была самой высокой - 62,2 ц/га при общей продукции сырого белка 760 кг/ra, в контроле беа удобрений соответственно - 60,3 ц/га и 500 кг/га, .

3, Влияние фосфорных удобрений на аэотфиксирутаую ,

'. активность я численность диаэотрофов в ' черноземах под кукурузой

Для выяонения роли фосфора в ассоциативной аэотфиксации под кукурузой в многолетнем стационарном полевом orare сравни-'

вали следующие варианты: N-135^90» ,'и135рЭО» И135?90кэо " Пока~ ' зано, что азотфидоирутщая активность почв зависит от наличия я дозы этого элемента в ооставе удобрений (табл. 5), Так, применение полного минерального удобрения я азотно-фосфсрного ' по сравнению о аэотно-наяийнвми значительно активизировало ёзот-фяксашш во все ороки исследований: при внесения и(Э5ГЭ0 усвоение азота атмосферы повысилось в среднем за вегетацию в 3.64,8 раза, на варианте И,35Р90к90 - в 3,3-5,1, а при внесении * nU5K90 " ЛЙШЬ в раза по оравненип с неудобренными

участками. На делянках без применения азота (Рдо^до^ отмечена

_ 12 . . шойиая вэотфиксирусщая активность почвы: она была в I,7-4,4 раза выше, чаи в контроле и в 1,2-1,9 раза ао сравнению о вариантом ы|Э5кзо* ■

Таблица б

. Блшшие фосфора на азотфакоируицую активность чернозема карбонатного

Вариант

■■ ч ' 1 1 ■ —. .. . —

АзотФикоирувщая активность, .Л мкг "г /кг/чао (вреднее-за.

вегетационный период_

ХЭвЭ Г. } 1984 Г. } Х965 г.

I. Контроль (без удобрений) II,2+0,0 17,6^1,9 8,7±0,В

^90%) 18,6±1,2 45,4+5,0 38,4+1,5

3, Ки5К90 15,6+1,3. 23,5±1,5 20,4+1,2.

^■пэ'эо.- -40,0д3,0 77,0^4,6 42,1*1,1

5, Ии5Р90К90 36,4+1,8 84,3^7,0 44,8±1,6 ■

6. »1вор90*эй - 41,0+2,5 81,2*7.4 48,2+1,8. М1в0т120к90 - ' ; ' 44,3^6,3 46,7^1,4

0- ^ЗЗ^Ыо111 20,3+1,2 33,7+1,6 29^1,5

* Фосфор в доз« 3&0 кг/га вйвоен I раз в дотацию в 1982 г.

Исключение фосфоре во состава удобрений приводило к снижение уровня аэотфикоадяи, общей численности диазотрофов и, в-той чиалв, а^обобахтера. Наиболее активно фиксация азота атмосферы происходила при внесении фосфора в дозе до 90 кг/га; • увеличение ев до 120, а также запасное внеоение I раз* в ротации под предшественник Р^ед ингибяроваяо нитрогенаенув актив-нооть в 1,5-2,5 раза, по сравнению о применением Рдо (табл.5), Но данным кафедры.агрохимия КСХИ им. М.В.Фрунзе ежегодное-внесение" Р^ф и одноразовое за&аоное - выше 200 кг/га вызывала

. . . 13

ч %

заболевание, кукурузы полосчатым хлорозом, что приводило » недобору урожая. -

4. Влияние гербицидов на аэотфиноециюв черноземах

при возделывании кукурузы * <

По уровне пестищщноВ нагрувки Цолдавокаа ССР ^занимает одно из первых меот среди сельскохозяйственных регионов страны. В настоящее время широкое использование гербицидов в земледелии привело к тому, что они стали постоянно действующим:акологичен-ким фактором,- оказывающим влияние хах на формирование номплекоа почвенных микроорганизмов, так к на его функционирование,.

Подученные нами данные показали, что действие гербицидов на азотфнкоапип обуоловлеко их химической природой и зависит от гкдротершпеоккх и агротехнических условий применения. Так, внесение эрадикана снижало фиксацию атмоофарного азота микроорганизмами в 1,5-4 раза (табл. 6).

. Использование адирокоа {венгерского аналога эрадикана) подавляло азотфяясацию на богаре в 2 раза, тогда как не орошаемых делянках такие же дозы гербицида,активиэяроважи уовоеыиа молекулярного азота в 1,3-1,5 раза (рио.1). * Д

Прлманение арадщшна-энограгербицида пролоягяровааного действия - оказало положительный;эффект: по сравнению о чистым препаратом нитрогеназная активность повысилась на богаре в 1,82, а при орошении - в,6,3-? раз, а по сравнению о контролем - в 1^5-4,2 раза {табл. 6). ' .

Прк| внесении атразина а богарных условиях, как во фону навоза, так и без него, отмечено ослабление активности нитрогена- . зы. Применение его на орошаемых делянках значительно повышало фикоадию атмосферного азота: в среднем за вегетацию она возрос-

& •

10

Г ■

Рис. I, Влюшие гербицидов на аэотфиясирупщую активность почвы (средние данные за_1986-1988 гг.): А - без орошения; Б - ври орошении; , , I - контроль, 2 - алирокс, 3 - ласоо, 4 - ацетая

Таблица 6

Влияние рекомендованных гербицидов на'азотфиксируипую -активность черноземов

' [Азотфшсоируотая, активность! мкг и2/

Варианты |кг/чао (среднее за вегетационный пер.)

I Х983 г. Г 1964 г. 1 1985 г.

Контроль Эрадакан, 7 л/га Зрэдякан-акстра, 7 л/га Эрадикан/атразин,, 10 л/га Ротепрпм, 7,5 л/га

Контроль , Зрадикзн', 7 л/га ■ Эрадкка н-экотра, 7 л/га' Эрадикан/атразин, 10 л/га Ротаярнм, 7,5 л/га Атразин, 6 кг/га

Без орошений 2,31+0,23 1,73М>,14

0,32+0,03 0,24+0,02 При орошении 2,97^0,15. 0,87^0,08

• 9,95+0,83 1,69+0,15 11,86+0,38

0,21+0,01 0,06^0,01 0,26+0,03 0,19^0,02 0,11+0,03

1,71+0,35 1,15+0,10 7,24+0,90 0,94+0,11 4,74^,33 3,70+0,67

0,39+0,06 0,58+0,05. Г,02+0,03 0,08+0,01 0,47+0,ЪЗ

0,57^0,04 0,14+0,01 1,00+0,04 0,61+0,03 .0,26+0,03 3,63+0,39

' ля по оравнанию о контролем в 2,2-0,4 раза (табл. 6).

Неучено влияние перспективной группа гербицидов - вцетени-

.лидов на продуктивность аэотфпксации в черноземах. Их внесение

в основном оказывало стимулирующее действие на ввязывание азота

двазотрофамв (рис. I). Так, применение яаооо (алахлора) повиси» ч ' 4

ло азотфиноащго при орошении и на богаре в 1,7-7, .ацетала (аце-тахлора) - в 1,3-10 раз по оравнвнию о контролем. >

В течение1904-1967 гг* изучен большой набор гербицидов из разных систематических групо, применяемых по фону навоза 80 т/га Установлено, что атот агротехнический прием в иреобладавдем большинстве случаев уменьшает ингибирующее действие пестицидов • на фиксацию азота атмосферы. Результаты показали (рис, 2), что на вариантах о навозом нятрогеназная активность:была близка к контролю. Общий уровень аэотфиноации на »тих делянках возроо во сравнению о.участками без навоза в среднем в 2-4 раза. Иоключе-^ ние составляют врадикав и его аналог алироко, применение:которых подавляет езотфиксацию как'яо фону навоза,.так и Oes него.

Влияние растений на ассоциативную азотфякоацио У. и численность диазотрофов: . ,

Влияние различных'видов растений на аоооциатявную азотфяк-сацию взучали в опытах о 30-летним бессменным roc выращиванием, ' Установлено, что усвоение азота.микроорганизмами под различными монокультурами зависит:от биологических особенностей растений . (рио. 3). ■ _ ■ ' '

' Наиболее высокий уровень азотфиисации выявлен -при бессменном возделывании кукурузы..В разные годы нитрогеназная актив- .. ноотьколебалаоь в пределах 2,24-3,29 мг н2/кг почвы/чао•. Вод мононулътурсй подсолнечника мороорганизмами уоваявалооь ■"

16

* а. .я * 1 г. $ 4

Рас. 2. Влияние навозе на азотфиксируицую активность чернозема

обыкновенного при внесении гербицидов:

1 - без навоза; П - навоз 60 т/га.

Варианты опыта: в 1984 г. I -контроль, 2 - эрадикан,.

3 -.атразин, 4 - примакстра; в 1985 г. I - контроль,

2 - алиртно, 3 - линурон, 4 - яримзксгрв.

IД9-ЗД0 мг азота. На бессменных посевах озимой шаницн и особенно люцерны фивоация азота была в 3,4-20 о лишним раз слабее^ чем в ризоофере кукурузы.

Очевидно, такие резкие различия в продуктивности, азотфик-сации под изучаемыми культурами обьясняются качественным составом я количественным содержанием корневых выделений," а. также веществ, образующихся при разложении растительных остатков. По литературным данным, сухой вес- гелеподобных слизистых веществ, образуемых корнями кукурузы, составляет около 12,5 т/га, в их составе в больших яолкчествзх присутствуют сахара и органические кислоты, тогда как при бессменном выращивании пшенпцн и люцерны образуются феиольше соединения; кроме того, монокультура шиекицц способствует увеличению численности грибов - токои-

у ' ; 17 у ■ -- \

кообразователей и уменьшение числа бактерий.

<

v

..-------..'У ' \\

«и-.-.—

1Ю

tm

Гали

.. ?во, 3. Азотфнкоирующая активность под различными ионоиульту- V -V рами и в почва бессменного черного пара (среднее 8а

вегетацию): • . - . . -

I- кукуруза; 2 - подсолнечник, 3 - озимая пшеница, - . 4 - аалекь, 5 - пар, 6 - кюцеряа -

у Под многолетним перелогом (залежью) нитрогеназная актив-• нооть ооотавляла 0,33-0,67, в почве пара - 0,20-0,53 мг/аэота/: : кг почвы/чае*10-?. Еа уровень был близок к показателям аэото-усвоения на вариантах о бессменной пшеницей и люцерной {рио.Э).

Нами установлено, что на посевах кукурузы, , выращиваемой в севообороте, азогфикоация в ризосфере протекала;в 1,4-2,Зараза интенсивнее, чем в меадурадьях и на.пару. Различия проявились . .у уже на раяних стадиях развития растений,.достигая максимума в период цветения, когда в ризосфере кукурузы фиксировалось азо-: в 3 раза больше, чем s междурядьях. У '

16

6. Влияние инокуляции аэотфиконрупцими бактериями на рост и развитие сельскохозяйственных раотений

С целью активизации процесса ассоциативной еэотфяксации ; вод.сельскохозяйственными культурами многими авторамп лредлага-етоя поВыоить количеотво азотфиксирупдах бактерий путем искусственного обогащения ризосферы растений их активными штаммами.

. Иэ риэооферы и ризопланы кукурузы я озимой пшеницы, произраставших в различных почвенно-ялиматических зовах МССР, нами было ввдвле'Йо 37 а зо тфиксирующях ассоциаций и 60 чистых культур. Ассоциации проявляли значительно большую нитрогеказнуо активность по сравнена» о чистыми культурами; 13,2-111,4 против 0,3-1,6 мкг азотаДО мл ореды.

■•,*"• Таблица,?

Влияние инокуляции азотфикеируювдими аосоциацяями на урожай зеленой мае он и зерна кукурузы

Варианты опытов fposàfi зале-1 ной массы, } ц/га \ Прибавм % ï,¡Урожай )зеряа,-{ ц/га ¡Прибавка. * ,

Контроль без бактеризации 181,2 _ 91,2 (

Бактеризация аоооциа-» 6/Э . 162,0 -10,6 - 92,7 1.6

19/4 216,0 19,6 100,6 10,3

22/3 . 204,9 13,1 101,4 11,2

V . 27/3 • 225,8 24,6 105,0 15,1 ■ ■ - *

. ' ВСР05 _ '; * * i1 ' * 18,1 7,4 -

Для обработки семян кукурузы в полевом мелкоделяночном опыте быля отобраны наиболеё активнае ассоциации. Показано пх неоднозначное действие на развитие кукурузы. На ранних стадиях неге-

19 ...

тации растений (7-8 листьев) различия по вариантамбыли несущественными, По мере развития кукурузы вффентивнооть инокуляции проявилась более четко. Наибольшее положительное влияние оказало применение ассоциаций * 19/4 и 27/3: прибавка урожая .зеленое массы составила соответственно 19,6 и.24,6%, верна - 10,3 и 15,1/С (табл. 7)« Под влиянием бактеризации увеяичнюоь содарха-ниаобщего азота. Накопление его.в зеленой ыаоое в зависимости варианта ооотавило 0,12-0,46?, в зерне.- 0,П-0,1Б^; Инокуляция активными ассоциациями повышала азотфикоирувдуо активность почва только, в начальные периоды вегвтациинукуруэы] в фаза 7-8 листьев она возросла по сравнение 6 контролем в; 2,63,7 раза; в дальнейшем различия между бактеризованными и небак-теризованкыми вариантами сгладились. _ ; -.'.я."...'.: • ' . 1 .-, В соотаве наиболее активных аоооциацкй выявлены'бактерии' семейства Еп*егоЪасе«г1»сеа«, рода Аюер1г111шп,. а также Ва-о111ив ро1угауха. : .

. . . В и В О Д Ы V, ' \ , '

' I. Установлено, что в доминирующих подтипах черноземов биологическая азотфиксация:составляла 2,8-18,5 мг к5 /кг почва/ яойменно-луговнх - в 2,5-10 раз выше; эрозионные процессы на черноземах.снижали нитрогенаэнуо активность в 1,4-3,9 раза,' Выявлены азробше диазотрофы (7-29 и-более млн/г почвы), анаэробы рода 01оа*г1<Швд (44-558'тыо.), ;_Агоер1г111ищ (2,56 тыс./г. корней)', ' (до 1,2 тыо." КОЕ), бактерии семейства ЕпгвгоЬаа1«г1аов»в, , а также 'Вав111иеро1улдгха, • . у. 2. Установлены' умеренные дозы минеральных удобрений" ; > (%вр45к45>' повышающие: аэотфнноациюв черноземах-на посевах' кукурузы в 1,6-3,7 раза по.сравнению.о контролем) увеличение'

.. . - ч ■ - - го . • •

доз в 2 и более раз {"^.тео^зо^эо* не изменяло активность процесса,.что вахио о экономической-и екологической точек зрения, Наиболее интенсивно "азотфикоация протекала при совместном-приыенеяии И6аР45Кд5 о 20 т/га навоза и составляла' 61,9 - ■ . 100,7 мкг «2 /кг/чао, что ваше, чем на неудобренных вариантах - в S раз.

3. Показано, чго фосфорные удобрения могут регулировать ей-

■ . %

тивность азотфиксации в черноземах: их применение под кукурузу в дозе 90 кг/га активизировало процесс в 3-5 раэ{ Р£20* 8 такжв запасное одноразовое внесение PggQ под предшественник снижало китрогеназнуп активность в 1,3-2,6 раза по сравнению о вариантом, где вносили Pqq, ■ %

4, Установлено, что применение рекомендованных гербицидов

т из группы тиокарбаметоь (эрэдинвн, алирокс) и сим-трваэинов по-t давяяяо, биологическую азотфиксаци» в 1,5-4 раза, тогда как внесение перспективных ацетанилидов (ацетая, лассо) повышало процесс в 1,6-7 раз. Использование гербицидов пролонгированного „действия <эрадикан-экстра), применение навоза и орошения снижа-.ет их отрицательный еффект на нитрогеназнуп активность.

6. Установлено, что при 30-яетнем бессменном возделывании ' кукурузы азотфикоирующая активность оставалась на высоком уровне; по сравненпо о озимой пшеницей и люцерной уровень усвоения азота был'выше в 20 и более раз,, что является одним из "взжпих доказательств высокого биологического потенциала кукурузы, обос-. новывзющем це лес о обра эноот ь ее использования как.предшественник под многие"культуры и более длительного культивирования в севообороте. ,'",..'.'-■ 14 6. Выделены и отоелекционированы активные ассоциации пзот-фиксирующих бактерий, применение которых для предпооевной. обработки семян кукурузы повышало урожай зеленой мпссы ня 19,6-24,6,

верна 7 не 10,1-15,35?, В состава ассоциаций обнаружены орадата-

ЗИТехв 0?ыеЙ0*ва: £пЪегвЪав*вг1аоеа»~, рода 1вовр}г1Л.1ив),е тав-Хв Ввс111ив ро1утаухо, ; *. ■• ; . '*

: ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ . ••'•

. *4>'и усовершенствовании индустриальной технологии вовдзлыва ноя кукуруви ва черноземах карбонатных и обыкновенных МССР доя '»ффективного л рационального использования биологического азота Предлагается:

, I, Внеоение умеренных доа минеральных удобрений (»¿0"Р4дК в также их\сочетание о навозом, так как увеличение доз 1№к не активизирует взотфикоацию.и.вызывает обострение зкодогичеоких и экономических проблей. ' : "

2, Использование'фосфорныхудобрений в дозах до 90 кг/га, ке^одш из важных факторов, покопавших усвоение аэота'атмоофе-ры на пооовах кукурузы. 1

3, Применение орошения я навоза в интенсивной■■ технологии роздедыванкя кукуруза, а также использование препаратов пролонгированного действия арадинана-екотра и перспективных ацетани-лидов, как мероприятий, овджащих отрицательный аффект гербицидов. ■ 1 ... \ ■ ' . . . " ■ '

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТИЛЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Зубкова Л.В, Влияние,агровкологичеоких факторов на численность неоимбиотяческих азотфиксаторов на пооевах кукурузы в, черноземе карбонатном МССР // Молодежь, наука, производство: Тез. докл. Респ.' конф. молодых ученых АН МССР.' Кишинев, 19В4

... слоз-104. . " • • • '• . . •

2. Сабевьникова В.И., Цресман Л.М., Зубкова Д.В.'Влияние аколо-■ го-географических факторов и антропогенной нагрузки на азот-

22 ' ' " фиксирующую активность почв Молдавской: ССР// Г Всесоюзный оьеэд микробиологов; Тез; докл.-Алма-Ата, 1985. С.161.

3. Зубкова Л.В,. Биологическая аэотфиноация на посевах кукуруза и на пару при одинаковой антропогенной нагрузке// Молодежь, наука, производство; Тез. докл. Peon, конф, молодых 'ученых АН МССР. Кишинев» 1986. С.147-140. -

4. Сабельниковэ В.И., Пресман Л.М., Зубкова Л.В. и'др.Несим-биотическая аэотфиксация на посевах оэ.пшеницы и кукуруза при внесении удобрений // Микроорганизмы в оельском хозяйстве: Тез. докл. ИХ Воесоюзн. конф. М,,1986, С,80,

5. Зубкова Л.В., Сабельникова В.И. Биологичеокая аэотфиксация на посевах кукурузы при внесении удобрений // Извеотяя АН МССР, сер. биол. и хим. наук. Кишинев, 1987. № 4. С.31-35.

6. Пресман Л.М., Зубкова Л.В., Мохова Т.В. Влияние (посменного выращивания кукурузы и озимой пшеницы на неоимбиотическую езотфиксацию в почве// Микроорганизмы в сельоком хозяйстве;

. Tea, докл. Респ. конф. Кишинев, 1988. C.I05.

7.-Зубкова Л.В. Влияние гербицидов на неоимбиотическую азотфвх-сацию в черноземных-почвах на посевах кукурузы // Микроорганизмы в оельском хозяйстве: Тез. докл. Респ.

-Конф. Кишинев, 1988. С.106. - '

8. Зубкова Л.В. Несимбиотическая вэотфиясация в ризосфере кукурузы при внесении удобрений // Известия АН МССР, сер. бпол. и хим, паук, Кишинев, 1988. * 6, С.38-40.

№

А ■

-Подписано.-в печать 06,06.89; АБ 04559, формат 60x64 1/16. Печ. л. 1.--.Отпечатано на;ротапринта. Заказ Д £32. Тираж виз." . ■

|вПОГрафа^ рздатедьства."Штиянца", Кишинёв, £77004, ул. Берзарина, 8- -

/

V

ч