Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ НА СИЛОС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РИЗОСФЕРНЫХ ДИАЗОТРОФОВ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ НА СИЛОС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РИЗОСФЕРНЫХ ДИАЗОТРОФОВ"

ыт

На правах рукописи

Хассан Гарба Контагора

АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ НА СИЛОС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РИЗОСФЕРНЫХ ДИАЗОТРОФОВ

Специальность 06.01.04 — агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2002

Работа выполнена в Московской сельскохозяйственной академии им К А. Тимирязева и во Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им Д Н Прянишникова

Научный руководитель — кандидат биологических наук, доцент Н.Г. Ракипов

Научный консультант -доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. А. Завалин

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ю.П. Жуков, кандидат биологических наук A.B. Вакуленко.

Ведущая организация — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны РФ (НИИСХ ЦРНЗРФ)

Защита диссертации состоится Jcl/ipe^i 2002 г в часов на заседании диссертационного совета Д 220 043 02 в Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева по адресу. 127550, г. Москва, ул Тимирязевская, 49

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке

МСХА

Автореферат разослан '¿-ЦЫ 2002

г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологически" Чау

, | В.В. Говорима

Общая характеристика работы

'Актуальность работы. Кукуруза является одной из основных культур современного мирового земледелия, ее возделывание требует рационального использования биоклиматического потенциала территории и имеющихся материально — технических ресурсов. Среди факторов, определяющих продуктивность кукурузы, азотным удобрениям принадлежит важнейшая роль. Однако из-за сокращения применения минеральных удобрений происходит снижение ее продуктивности и качества зеленой массы. Это обусловило необходимость поиска новых дополнительных источников азотного питания растений. Среди них особая роль принадлежит использованию биологического азота, фиксированного в ризосфере злаковых культур за счет ассоциации с диазотрофами.

Эта проблема интенсивно развивается как в Российской Федерации, так и в других странах мира. Использование биологического азота в посевах злаковых культур позволяет повысить продуктивность растений, снизить использование средств зашиты растений в результате подавления интродуцированными микроорганизмами патогенной микрофлоры. Действие биопрепаратов на урожайность кукурузы обычно равноценно . внесению 30-45 кг/га азота минеральных удобрений, что имеет экономическое и экологическое значение.

Цели и задачи исследования. Целью проведения исследований было: определить эффективность инокуляции семян кукурузы препаратами ассоциативных диазотрофов, изготовленных на основе Pseudomonas fluorescens шт. 2137, Pseudomonas corrudato шт. 2184 и Mobiiis.

Для этого предусматривали решение следующих задач:

1. Исследовать влияние биопрепаратов на полевую всхожесть семян, накопление биомассы и использование растениями кукурузы азота в период вегетации.

2. Определить действие биопрепаратов и азотного удобрения на продуктивность кукурузы.

3. Выявить влияние биопрепаратов и азотного удобрении на показатели качества зеленой массы кукурузы.

4. Изучить использование растениями азота, фосфора и калия при внесении под кукурузы удобрений и инокуляции семян.

Научная новизна. Впервые проведена оценка эффективности инокуляции семян силосной кукурузы новыми штаммами ризосферных диазотрофов Pseudomonas fluorescens шт. 2137, Pseudomonas corrudato шт. 2184 по сравнению со

стандартным препаратом мобилин (Mobiiis) Выявлено ростостимулирующее и антипатогенное действие препаратов Показаны особенности действия биопрепаратов в зависимости от фона внесения под кукурузу минеральных удобрений Установлено положительное действие инокулянтов на урожайность зеленой массы кукурузы выращиваемой в светло-серой лесной почве Оно проявляется только на фоне без внесения азотного удобрения Инокуляция семян увеличивает использование растениями азота удобрений и почвы

Количественно охарактеризована доля источников азота в формировании урожая кукурузы, получены новые данные о вкладе биологического азота, размеры которого определяются видом используемых препаратов Проведена оценка размеров азотфиксации различными методами классическим разностным методом и разностным методом с использованием l3N Эти данные о размерах различных источников азота в формировании урожая кукурузы расширяют представления о характере действия биопрепаратов Показано, что в связи с ростом урожайности кукурузы при инокуляции семян, возрастает отчуждение из почвы с урожаем азота, фосфора и калия

Практическая значимость работы В результате проведенных исследований выявлено, что на светло-серой лесной почве наиболее эффективными препаратом, оказывающим положительное влияние на урожайность кукурузы является мобилин, затем следует Pseudomonas corrudato шт. 2184, и Pseudomonas fluorescens шт 2137.

Полученные данные является основанием для использования биопрепаратов в технологиях возделывания силосной кукурузы в Нечерноземной зоне

Апробация работы и публикации Материалы диссертации представлены на конференциях аспирантов, докторантов и соискателей ВИУА (Москва, 1999, 2000 гг) -По теме диссертации опубликовано 3 работы

Объем и структура диссертации Диссертация изложена на 125 страницах, включает введение, обзор литературы, б экспериментальных глав, выводы, список использованной литературы, которой включает 240 отечественных и зарубежных авторов Работа содержит 20 таблици, 2 рисунка, приложения (1 таблица)

Методика проведения исследований

Исследования проводили в полевом опыте (1999, 2000 гг ) с районированным гибридом кукурузы Нарт 150 на светло-серой лесной почве на территории Дединовской опытной станции в Луховицком районе Московской области Посевная площадь делянки 33,6 ч2, учетная - 24,5 м\ повторность -четырехкратная Предшественником кукурузы был картофель, после уборки

которого в сентябре проводили зяблевую вспашку. Перед закладкой . опыта пахотный слой почвы имел следующую агрохимическую характеристику: pH ы 5,5 - 5,6, гумус (по Тюрину) 1,8 - 1,9%, NM1IH. - 18,6 - 21,9 мг/кг, P2Os (по Кирсанову) -147- 150 мг/кг, К20 (по Кирсанову) -92-96 мг/кг. ,

Весной поле бороновали. Минеральные удобрения вносили в предпосевную культивацию в форме На, Рсд и Кх. Инокуляцию семян проводили в день посева кукурузы в дозе 600 г. препарата на гектарную норму высева. В качестве прилипателя использовали 1% молоко, им же обрабатывали неинокулированные семена. Посев проводили в средине третьей декады мая с междурядьями 70 см. В полевом опыте при появлении полных всходов кукурузы определяли полевую всхожесть семян, в период вегетации нарастание биомассы растений, содержание в них азота. Уборку кукурузы проводили в конце августа в фазе молочно восковой спелости початков.

При уборке полевого . опыта определяли структуру урожая кукурузы, химический состав растений и биохимические показатели качества силосной массы кукурузы стандартными методами: азот - по Кьельдалю-Йодельбауеру, фосфор -фотоколориметрически ванадио-молибденовым методом, калий- на пламенном фотометре, кальций - тригонометрическим методом после мокрого озоления, сырой жир - методом обезжиренного остатка в приборе Сокслета, сырую клетчатку- по Генсбергу-Штоману в модификации ЦИНАО, сырую золу- методом сухого озоления, нитратный азот - с помощью ионоселективно электрода по методу ЦИНАО.

В опыте использовали препараты- изготовленные ВНИИСХМ на основе: Pseudomonas fluorescens шт. 2137, Pseudomonas corrudato шт. 2184 и Mobiiis.

Метеорологические условия в годы проведения опыта были различными. Вегетационный период в 1999 г. не был оптимальным. В мае кукуруза испытывала недостаток активных температур воздуха, а количество осадков превышало многолетнюю норму. В июне количество осадков составило только 10% от нормы, а температура воздуха превысила ее на 6,2t. Эти погодные условия отрицательно сказались на всходах кукурузы и нарастании биомассы. В июле и августе осадки и среднесуточная температура воздуха были выше нормы, что положительно отразилось на растениях кукурузы.

В 2000 г. количество атмосферных осадков и температура воздуха в третью декаду мая соответствовали многолетним значениям. В июне, когда происходила дифференциация '. корневой системы кукурузы, наблюдался резкий дефицит осадков. Температуре воздуха в отдельные дни . значительно превышала многолетнюю норму. Однако, это не оказало резко отрицательного влияния

на кукурузу В июле, когда происходит интенсивное накопление массы растений, при температуре воздуха чуть выше среднемноголетней нормы и количестве осадков в пределах нормы создались благоприятные усповия для кукурузы В последующий период вегетации при избытке атмосферных осадков и температуре воздуха чуть выше среднемноголетнего значения создались благоприятные условия для растений

В модельном опыте изучали действие тех же препаратов на гибридах Нарт -150 и Росс Опыт проводили с песчаной культурой, в качестве питательной среды использовали смесь ДН Прянишникова В каждый сосуд высевали 25 семян кукурузы Инокуляцию препаратами из расчета 600 г на 400 тыс семян проводили в день закладки опыта Влажность песка в сосуде поддерживали в период проведения опыта в предетах 65-70% полной влагоемкости Сосуды с высеянными семенами помещали в вегетационный домик МСХА Проводили два опыта первый посеяли в начале июня, второй в начале июля Освещение и температура воздуха — естественные После появления всходов растения выращивали в течение 14 суток, после чего учитывали количество проросших растений, количество пораженных корневыми гнилями, сухую массу корней и надземной части кукурузы Повторность опыта четырехкратная

Для изучения использования растениями азота удобрений и источников азота в формировании урожайности кукурузы в микрополевом опыте использовали стабильный изотоп азота lsN в форме нитрата натрия с обогащением 16,252 .дт % Закладку опыта с изотопом азота, отбор проб растений, определение общего азота в растениях и последующее определение изотопного состава азота выполняли на масспектрометре МИ- 1301 согласно методики, описанной ДА Кореньковым (1999)

Экономическую эффективность использования минеральных удобрений и биопрепаратов проводили по методике, предложенной С С Андреевым (1999) из ВНИИ экономики сельского хозяйства РАСХН

Статистическую обработку результатов опытов проводили на персональном компьютере с использованием пакетов статистической обработки данных STAT, EXSEL

Результаты исследований Реакция гибридов кукурузы на инокуляцию в начальный период вегетации

Всхожесть семян кукурузы в первом модечьном опыте изменялась у гибрида Нарт-150 с 77 до 89%, у гибрида Росс от 68 до 84% У первого гибрида инокуляция семян биопрепаратами способствовала увеличению всхожести семян, при этом штаммы Peusodomonas достоверно действовали на этот

показатель. У гибрида Росс, наоборот, инокуляция снижала всхожесть. Во втором опыте отмечены примерно те же закономерности, что и в первом, хотя достоверных изменений не получено. -

В среднем по двум опытам инокуляция семян гибрида кукурузы Нарт- 150 обеспечила тенденцию увеличения всхожести семян от штаммов Peusodomonas, при этом чуть выше, чем от мобилина.

таблица 1.

Влияние инокуляции семян на сухую массу листьев и корней кукурузы,

г/10 растений

Вариант Листья Корни

1 опыт 2 опыт сред. 1 опыт 2 опыт сред.

На рт 150

Контроль 3,82 _ 6,37 5,10 2,52 2,91 2,71

Штамм 2137 4,33 6,95 5,64 2,80 3,90 3,35

Штамм 2184 4,15 6,43 5,29 2,61 3,39 3,00

Мобилин 3,67 7,02 5,35 3,28 4,85 4,06

Росс

Контроль 2,87 4,82 3,85 3,00 3,85 3,42

Штамм 2137 3,24 4,84 4,04 3,95 2,49 3,22

Штамм 2184 2,72 5,21 3,97 3,22 3,85 3,53

Мобилин 3,27 5,10 4,18 3,53 4,02 3,77

Р.% , 6,1 4,0 . 3,2 6,6 9,0 4,8

НСРо.5 0,62 0,67 0,43 0,60 0,96 0,47

При инокуляции семян кукурузы Нарт-150 снижалась пораженность проростков корневыми гнилями. от всех препаратов, причем в первом опыте • наиболее эффективными были штамм 2137 и мобилин. У гибрида Росс в первом опыте препараты, за исключением мобилина, также снижали количество пораженных растений. Во втором опыте снижение пораженности растений корневыми гнилями отмечено только при использовании мобилина.

Учет сухой массы листьев кукурузы позволил установить положительное влияние на этот показатель препарата на основе штамма 2137 у гибрида Нарт-150, при использовании других препаратов прослеживалась тенденция увеличения массы листьев. У гибрида Росс достоверного увеличения массы листьев от всех препаратов не установлено, однако, прослеживалась тенденция их возрастания (табл. 1).

.При инокуляции семян обоих гибридов кукурузы изучаемыми

биопрепаратами наблюдается тенденция увеличения массы корней При этом достоверный рост этого показателя у гибрида Нарт-150 в среднем по двум опытам отмечен от штамма 2137 и мобилина У гибрида Росс достоверное увеличение массы корней от этого же штамма получено в первом опыте

В среднем за два опыта инокуляция штаммом 2137 и мобилином достоверно увеличивала сухую биомассу растений гибрида Нарт-150, у гибрида Росс эта закономерность характерна только для мобилина

Влияние условий минерального питания на биомассу и накопление азота в растениях кукурузы За счет инокуляции семян биопрепаратами происходит более интенсивное накопление сухой массы растений Действие биопрепаратов зависит от фазы развития кукурузы в 10-12 листьев наиболее эффективным является препарат на основе штамма 2184, в цветение более устойчиво действие мобилиина, в фазе молочно-восковой спелости все биопрепараты в равной мере способствовали возрастанию массы 1 растения по сравнению с фоном РК Во всех случаях действие инокуляции было эквивалентно внесению под кукурузу азотного удобрения в дозе N60

На фоне с внесением N60 все изучаемые препараты не оказали положительного влияния на сухую массу растений Вероятно, связано это с тем, что за счет внесения азотного удобрения в почве создался оптимальный уровень обеспеченности растений этим элементом, и действие интродукцированных микроорганизмов не эффективно С другой стороны, на фоне с внесением только фосфорных и калийных удобрений в результате как фиксации атмосферного азота, так и стимулирующего действие микроорганизмов происходило улучшение условий жизни растений, что способствовало и более интенсивному образованию органического вещества

В фазе 10 - 12 листьев азотное удобрение и биопрепараты слабо влияли на концентрацию N в растениях кукурузы В цветение проявилось положительное действие всех изучаемых инокулянтов на содержание азота в растениях на фоне РК, а на фоне КедРдзКбо - только биопрепаратов, изготовленных на основе штаммов 2137 и 2184 Вероятно, это является подтверждением как азотфиксирующей роли микроорганизмов, так и усиления поглощения растениями азота из почвы В фазу молочно-восковой спелости зерна в результате действия вышеуказанных факторов сформировало более высокая масса растений за счет ростового разбавления произошло снижение в них концентрации N При этом, данный факт характерен только для фона без азотного удобрения, при его внесении изучаемые биопрепараты, наоборот, способствовали некоторому повышению концентрации N в растениях.

Продуктивность и качество зеленой массы кукурузы в зависимости от использования биопрепаратов и удобрений

Учет урожайности зеленой и сухой массы кукурузы (табл. 2) показал, что внесение азотного удобрения в дозе Neo достоверно увеличивает сбор зеленой и сухой массы кукурузы. Прибавка от N«o к фону РК составляет 8,2 т/га (20%) зеленой массы и 3,0 т/га (42%) сухой массы. От применения N90 дальнейшего повышения урожайности зеленой массы кукурузы не происходит.

таблица 2.

Урожайность кукурузы в зависимости от азотного удобрения и _ ' __биопрепаратов, т/га _■ _

Вариант Зеленая Сухая

1999 г. 2000 г. среднее 1999 г. 2000 г. среднее

1.Р45Кбо-фон 1 30,2 47,0 38,6 5,2 9.0 7,1:

2. Фон 1 + Ps. шт. 2137 39,5 51.1 45,3 6,9 13.1 10,0

3. Фон 1 +Ps. шт. 2184 37,3 58,3 47,8 7.9 13,2 10,5

4. Фон 1 + мобилин 43,3 60,7 52,0 7,6 13,0 10,3

б.Ы^Кбо-фонг 39,3 58,2 48,7 7.2 13,0 10,1

б. Фон 2 + Ps. шт. 2137 37,7 58,5 48,1 6.4 14,4 10,4

7. Фон 2 + Ps. шт. 2184 44,3 59,8 52,0 7,4 11,8 9,6

8. Фон 2 + мобилин 45,7 56,0 50,8 8,0 - 12,2 10,1

9. NMP^Kío 43,4 62,9 53,1 9,2 13,5 11.3

Р, % 4,2 5,7 3,55 ; 4,4 . 7,4 5,04

HCPOJ 4,9 8,8 5,0 0,9 . 2.7 1,45

Сбор зеленой массы кукурузы достоверно возрастал при инокуляции семян препаратами на основе штамма 2184 и мобилин, прибавки к фону РК составляют 7,2 и 11,4 т/га или 18 и 28%, что равноценно внесению Neo- Независимо от вида препаратов, сбор сухой массы кукурузы в фазе молочно-восковой спелости зерна повышается на 2,9 - 3,5 т/га или на 41 - 49 %, что также равнозначно внесению под культуру азотного удобрения в дозе NM.

При использовании биопрепаратов , имеет место , слабая тенденция возрастания в структуре урожая кукурузы доли початков.

Инокуляция семян кукурузы препаратами ризосферных диазотрофов на фоне внесения фосфорного и калийного удобрений снижает накопление в зеленой массе сырого белка (табл.3) в результате увеличения урожайности и вероятного недостатка в почве минеральных форм азота. При внесении N¿o содержание

сырого белка в зеленой массе кукурузы повышалось в 1999 г, а в 2000 г снижалось по сравнению с фоном РК. Применение на фоне ЫРК инокулантов обеспечило увеличение содержания сырого белка, что свидетельствует о лучших условиях обеспеченности растений азотом

В результате увеличения сбора зеленой массы от инокуляции семян кукурузы биопрепаратами в ней снижается накопление нитратов, на фоне без внесения N - удобрения При его внесении действие биопрепаратов на этот показатель качества менее выражено (табл 3)

Несмотря на это, во всех случаях содержание нитратов в зеленой массе кукурузы не превышало ПДК (200 мг/кг сырого вещества)

Биохимический состав зеленой массы кукурузы в зависимости от использования минеральных удобрений и биопрепаратов не претерпевает существенных изменений

таблица 3

Влияние условий минерального питания на содержание в зеленой массе кукурузы

сырого белка и нитратов

Сырой белок, % на N0)мг/кг сырого

Вариант сухое вещество Вещества

1999г 2000 г. среднее 1999г 2000г среднее

I Р«5Кбо- фон 1 10,6 5,38 8,00 113 95 104

2 Ф1+Рв шт 2137 9,38 4,38 6,88 85 72 79

3 ФІ+Рв шт 2184 9,63 4,62 7,12 92 91 92

4 Ф1+мобилин 9,31 4,19 6,75 62 64 63

5 ЫбоР^Кбо-фонг 11,12 3,81 7,46 80 92 86

6 Ф2+Ря шт 2137 11,88 5,50 8,69 133 88 110

7 Ф2+Рб шт 2184 10,12 6,62 8,37 50 102 76

8 Ф2+мобилин 11,88 5,88 8,88 76 76 76

9 МадР^КбО 10,38 4,94 7,66 92 104 98

Инокуляция семян кукурузы препаратами ризосферных диазотрофов слабо влияла на содержание в зеленой массе сырой золы, которое составляет 4,4 - 5,0 % и кальция - 0,35 - 0,44 % Под действием биопрепаратов в зеленой массе кукурузы имеется тенденция к увеличению концентрации Р2О5 с 0,21 -0,22 до 0,24 - 0,26 %, и К2О с 1,71 до 1,86 - 2,10 % (на сухое вещество)

Вынос элементов минерального питания с урожаем кукурузы в зависимости от использования удобрений и биопрепаратов

Инокуляция семян кукурузы биопрепаратами в результате увеличения урожайности зеленой массы повышала вынос азота с урожаем эквивалентно внесению N6o (табл 4) На фоне РК наибольший вынос азота получен по штамму 2184, на фоне NeoPjjKso - устойчивое увеличение выноса обеспечивает препарат мобилин В среднем за два года на фоне NéoPísKeo инокуляция семян всеми биопрепаратами увеличивала вынос азота с урожаем эквивалентно внесению N9oP«5K«o Возрастание выноса N с урожаем от инокуляции семян биопрепаратами на фоне N60P4sK«o происходит в результате повышения концентрации этого элемента в зеленой массе

Внесение под кукурузу возрастающих с 60 до 90 кг/га доз азотного удобрения повышает коэффициент использование азота в 1,4 раза, аналогичная закономерность отмечается при инокуляции семян мобилином.

таблица 4

Вынос элементов питания с урожаем зеленой массы кукурузы, кг/га

(среднее за 2 года)

Вариант Вынос, всего За счет инокуляции

N р2о5 к2о N р2о. к2о

1 р^кьо - фон 1 82 16 115 - - -

2 Фон 1 + Ps шт 2137 97 22 188 15 6 73

3 Фон 1 +Ps ют 2184 110 23 179 28 7 64

4 Фон 1 + мобилин 105 23 182 18 7 67

5 М«,Р45К6о-фон2 104 21 152 - - -

6 Фон 2 + Ps шт. 2137 124 25 203 20 4 51

7 Фон 2 + Ps шт 2184 122 23 198 18 2 46

8 Фон 2 + мобилин 133 22 178 29 1 26

9 N^sKm 129 24 164 - - -

Вынос фосфора с урожаем возрастает за счет инокуляции семян на фоне РК на 38 - 44 % (табл 4) На фоне с внесением полного минерального удобрения значительного увеличения выноса фосфора с урожаем не происходит, поскольку не было существенного роста продуктивности кукурузы

Вносимая под кукурузу доза фосфорного удобрения 45 кг/га в два раза превышала отчуждение этого элемента с урожаем, поэтому не следует ожидать снижения обеспеченности ПОЧВЫ ПОДВИЖНЫМ Р2О5

Инокуляция семян кукурузы ризосферными диазотрофами на фоне

Р45К60 увеличивает вынос калия с урожаем зеленой массы на 56 - 63 %, на фоне ИвЛзК«, на 17 - 34 % (табл. 4). Наиболее значительное увеличение выноса калия при внесении полного минерального удобрения получено при- использовании биопрепаратов на основе штаммов 2137 и 2184. На фоне Р«К«о действие всех изучаемых препаратов примерно равнозначно. Возрастание выноса калия происходит за счет получения более высокого урожая зеленой массы, при внесении полного минерального удобрении и накопления в ней этого элемента. Вносимое калийное удобрение в дозе 60 кг/га не обеспечивает возмещение выноса калия с урожаем, поэтому возможно обеднение почвы подвижным КгО.

таблица 5.

Доля различных источников азота в формировании урожая зеленой массы

кукурузы, (среднее за два года)

Вариант N в урожае, г/растение

всего - 15м ■ почва "экстра" биологический *

1 2

1.Р43К«о-Фон 1 1,20 " - 1,20 - ■

2.Ф1+Р8.шт.2137 1,40 1,20 - 0,20 -

З.Ф1+Рз.шт.2184 1,52 - . 1,20 . - 0,32 -

4.Ф1+мобилин 1,40 1,20 - , 0,20 ' -

5.ЫбоР45Кбо-фон2 1,56 0,14 1,20 0,22 -

6. Ф2+Р8.шт.2137 1,79 0,24 1,20 0,22 - 0,13

7.Ф2+Рз.шт.2 184 1,90 0,23 1,20 0,22 ' - 0,23

8.Ф2+мобилин 1.94 0,31 1,20 0,22 - - ■ 0,21

9.Ы<юР45К6О 1,82 - 1,20 - -

* Доля источников азота в урожае, %

1.Р45К40-Фон 1 100 - 100 - - -

2.Ф1+Рз.шт.2137 100 86 - 14 ' -

З.Ф1+Р8.шт.2184 100 79 21

4.Ф1+мобилин 100 . 86 - 14 -

5.ЫбоР4зКбо-фон2 100 9 77 14 - -

6. Ф2+Р8.шт.2137 100 13 67 12 8

7.Ф2+Рз.шт.2184 100 12 63 12 - 13

8.Ф2+мобилин 100 16 62 11 - 11

9.Ы9оР45КбО 100 - - - - -

•Примечание: 1- разностный метод," 2- разностный метод с 13Ы.

С использованием стабильного изотопа азота ,5N определен вклад различных источников азота в формирование урожая зеленой массы кукурузы. Основная роль в формировании урожая принадлежит азоту почвы, его доля при инокуляции семян на фоне без внесения азотного удобрения составляет 79-86%. Биологический азот при использовании инокулянтов составляет 14-21%, при этом больше условно биологического азота в урожае получено по препарату, изготовленному на основе штамма 2184, штамм 2137 и мобилин в этом отношении эквивалентны (14 %).

При внесении под кукурузу азотного удобрения, меченного по 15N одним растением потреблялось от 0,14 до 0,31 г азота удобрения. Наибольшее количество меченного азота (0,31 г/раст.) растения накапливали при инокуляция семян мобилином, затем штаммом 2137 То есть, инокуляция семян кукурузы повышает использование растениями азота удобрений, что подтверждают данные полевого опыта Во всех вариантах где вносили под кукурузу |5Ыбо, количество -экстра азота составило 0,22 г/растение Учитывая что количество биологического азота, участвующего в формировании урожайности зеленой массы кукурузы при использовании биопрепаратов составляет от 0,13 до 0,23 г/растение, или 8 до 13%, это величина примерно такая же, что и при расчете по разностному методу.

Максимальное количество биологического азота, определенное по балансовому методу с использованием стабильного изотопа l5N получено при инокуляции семян штаммом 2184

Экономическая эффективность применения удобрений н биопрепаратов под кукурузу Ведение сечьскохозяйственного производства должно обеспечивать получение экономически выгодного урожая сельскохозяйственных культур Поэтому проведен расчет экономической эффективности использования минеральных удобрений и биопрепаратов под кукурузу. Учитывая близкие уровни урожаев приведены обобщенные показатели в среднем за 2 года проведения полевого опыта (табл 6) Прибавка урожайности зеленой массы от применения удобрений и биопрепарата в годы исследований колебалась от 6,7 до 14,5 т/га, стоимость которой оценивается от 2822 до 6107 руб/га

Затраты на использование минеральных удобрений, инокуляцию семян кукурузы и уборку дополнительного урожая в зависимости от варианта опыта составляют от 543,7 до 1718,5 руб/га С учетом этих параметров максимальный чистый доход получен при использовании под кукурузу NeoP« и биопрепаратов на основе Pseudomonas corrudato шт. 2184 и мобилин

таблица 6. ;

Экономическая эффективность применения под кукурузу удобрений и биопрепаратов, среднее за 2 года

Показатель Вариант

Фон№ шт.2137 Фоні+Рз. шг.2184 Фон1+ мобилин . фон2 Фон2+Рз. пгг.2137 фон2+Рз. Шт.2184 Фон2+ мобилин

Прибавка урожая зеленой массы к контролю, т/га 6,7 ' 9,2 13,4 10,1 9,5 , 13,4 12,2 14,5

Стоимость прибавки урожая зеленой массы, руб/га 2822 3875 5644 4254 . 4001 5644 5138 6107

Затраты на применение биопрепарата, руб/га 135 135 135 - 135 135 135 -

Затраты на применение удобрения, руб/га - . - - 564 564 564 564 834

Всего затрат на применение удобрений и биопрепаратов, руб/га 135 135 135 564 699 . 699 699 ' 834

Затраты. на уборку дополнительного урожая, руб/га 408,7 561,2 817,4 616,1 579,5 817,4 744,2 884,5

Всего затрат, руб/га 543,7 696,2 952,4 1180,1 1278,5 1516,4 1443,2 1718,5

Чистый доход, руб/га 2278,3 3178,8 4691,6 3073,9 2722,5 4127,6 3694,8 4388,5

выводы

1 Инокуляция кукурузы биопрепаратам положительно влияет на всхожесть семян, снижает пораженность проростков корневыми гнилями, улучшает формирование корней растений и надземной массы Наиболее эффективным под кукурузу из изучаемых препаратов является штамм 2137, который по действию не уступает стандартному мобилину

2 За счет инокуляции семян биопрепаратами происходит белее интенсивнее накопление биомассы растений Действие биопрепаратов зависит от фазы развития кукурузы в 10-12 листьев наиболее эффективным является препарат на основе штамма 2184, в цветения более устойчиво действие мобилина, в фазе молочно-восковой спелости все биопрепараты в равной мере способствуют возрастанию массы 1 растения по сравнению с фоном РК Положите чыюе действие инокуляции было эквивалентно внесению под кукурузу азотного удобрения в дозе N¿0 На фоне с внесением N40 все изучаемые препараты влияли на формирование сухой массы растений

3 В фазе 10-12 листьев азотное удобрение и биопрепараты слабо влияют на концентрацию N в растениях кукурузы В цветение проявляется положительное действие изучаемых биопрепаратов на содержание азота в растениях на фоне РК, а на фоне N^0^45^0 - только биопрепаратов на основе штаммов 2137 и 2184 В фазе молочно-восковой спелости зерна, в результате ростового разбавления, произошло снижение концентрации N в растениях на фоне без внесения азотного удобрения При его внесении изучаемые биопрепараты способствовали слабому повышению концентрации N в растениях

4 Азотное удобрение в дозе N60 достоверно увеличивает сбор зеленой и сухой массы кукурузы, прибавка к фону РК достигает 8,2 т/га (20%) зе пеной массы и 3,0 т/га (42%) сухой массы

При инокуляции семян препаратами на основе штамма 2184 и мобилииом прибавки зеленой массы к фону РК составляют 7,2 и 11,4 т/га или 18 и 28%, что равноценно внесению N60 Независимо от вида препаратов, сбор сухой массы кукурузы в фазе молочно-восковой спелости початков повышается на 2,9-3,5 т/и или на 41-49 %, что равнозначно внесению под культуру азотного удобрения в дозе Ибо При использовании биопрепаратов имеет место стабая тенденция возрастания в структуре урожая кукурузы доли початков

5 Инокуляция семян кукурузы препаратами ризосферных диазотрофов на фоне фосфорного и калийного удобрений снижает накопление в зеленой массе сырого белка, на фоне N60 содержание сырого белка в зеленой массе при использовании инокулянтов несколько возрастает В результате увечичеяия сбора зеленой массы от инокуляции в ней снижается накопление нитратов не зависимо от фона вносимых под культуру минеральных удобрений

6 Биохимический состав зеленой массы кукурузы в зависимости от использования минеральных удобрений и биопрепаратов не претерпевает

существенных изменений. Инокуляция семян кукурузы препаратами ризосферных диазотрофов слабо влияет на содержание в зеленой массе сырой золы, которое составляет 4,4-5,0 % и кальция - 0,35-0,44 %. Под действием биопрепаратов в зеленой массе кукурузы имеется тенденция к увеличению концентрации Р205 с 0,21-0,22 до 0,24-0,26 %, и К20 с 1,71 до 1,86-2,10 % ( на сухое вещество).

7. Инокуляция семян кукурузы биопрепаратами в результате увеличения зеленой массы повышает вынос азота с урожаем эквивалентно внесению N«0-На фоне РК наибольший вынос азота получен по штамму 2184, на фоне N«0 РК - вынос азота увеличивает препарат мобилин. На фоне КбсЛзК^о инокуляция семян всеми биопрепаратами повышала вынос азота с урожаем эквивалентно внесению Иж^Кбо.

Внесение под кукурузу возрастающих с 60 до 90 кг/га доз азотного удобрения повышает коэффициент использование азота удобрений в 1,4 раза, аналогичная закономерность отмечаемся при инокуляции семян мобилином.

8. Вынос фосфора с урожаем кукурузы при инокуляции семян возрастает на фоне РК на 38 - 44 %. На фоне с внесением ЫРК значительного увеличения выноса фосфора с урожаем от биопрепаратов не происходит. Вносимая под кукурузу доза фосфорного удобрения 45 кг/га в два раза превышает отчуждение этого элемента с урожаем, поэтому не происходит снижения обеспеченности почвы подвижным Р203.

9. Инокуляция семян кукурузы ризосферными диазотрофами на фоне РдзКбо увеличивает вынос калия с урожаем зеленой массы на 56-63 %, на фоне ОД^К» на 17-34 %. Наиболее значительное увеличение выноса калия при внесении полного минерального удобрения получено при использовании биопрепаратов на основе штаммов 2137 и 2184. На фоне Р4зК$о действие всех изучаемых препаратов примерно равнозначно. Вносимое калийное удобрение в дозе 60 кг/га не обеспечивает возмещение выноса калия с урожаем, поэтому возможно обеднение почвы подвижным КгО.

10. Инокуляция семян ассоциативными диазотрофами в 1,6-2,2 раза повышает использование кукурузой азота удобрений. Основная роль в формировании урожайности зеленой массы кукурузы на фоне РК. принадлежит азоту почвы 79-86 % и 62-67% при внесении азотного удобрения. На фоне без внесения ^удобрения биологический азот в урожае составляет от 14 до 21 %, на фоне с внесением N - удобрения 8-13 %. Инокуляция семян кукурузы штаммом 2184 способствует максимальному использованию растениями биологического азота, установленному обоими методами.

11. Максимальный чистый доход может быть получен при внесении под кукурузу МбоР45Кбо и инокуляции семян мобилином. Высокие экономические показатели могут быть достигнуты и при внесении под кукурузу минеральных удобрений.

Практическое предложение

Для повышения урожайности силосной кукурузы, возделываемой на светло - серой лесной почве рекомендуется проводить инокуляцию семян стандартным биопрепаратам мобилин, а также новыми препаратами, изготовленными на основе штаммов Pseudomonas fluorescens шт 2137, Pseudomonas currodato шт 2184

Работы, опубликованные по теме диссертации

1 Гарба X Контагора, Продуктивность силосной кукурузы при использовании азотного удобрения и аэотфиксирующих биопрепаратов //Тезисы докладов Всероссийской молодежной научной конференци Санкт-Петербург, ГУ 1999 С 47 С-ПБ

2 Гарба X Ко»ггагора.Азотное питание и продуктивность кукурузы на силос при использовании ризосферных диазотрофов //Бюллетень ВИУА № 113 М 2000 С 101

3 Гарба X Контагора. Реакция гибридов кукурузы на инокуляцию биопрепаратами в начальный период вегетации //Бюллетень ВИУА № 115 М 2001 С 170

Объем 1,0 п.л.

Зак. 127

Тираж 100 экз.

АНО «Издательство МСХА» 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44