Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность инокуляции сои, применения цинка и молибдена на предкавказских черноземах

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Эффективность инокуляции сои, применения цинка и молибдена на предкавказских черноземах"

На правах рукописи

п о О Л

' * " " ------ - ----- - • 1 лл * . ■ ж

Переверзева Елена Владимировна

Эффективность инокуляции сои, применения цинка и молибдена на предкавказских чернозёмах

06.01.09 - растениеводство

Автореферат диссертации на соискание

учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Ставрополь 2000

Работа выполнена в Ставропольском научно-исследовательском институте сельского хозяйства.

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук Чернов А.Я.

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Бобрышев Ф.И.,

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Панков Ю. А.

Ведущая организация - Государственный центр агрохимической службы "Ставропольский".

Защита диссертации состоится 19 декабря 2000 года в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 120.53.01 при Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан 17 ноября 2000 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета,

доцент Желтопузов В.Н.

С- $ С ¿)

______Общая характеристика работы----- --------------

Лк'пл.н.нос'п. 1емы нее.отаний. Проблем;! биологического аапа была и остаётся актуальной для земледелия. Особенно велика его роль в условиях ухудшающейся экологической обстановки и недостаточной обеспеченности сельского хозяйства минеральными азотными удобрениями.

В нашей стране доля биологического азота в азотном балансе растениеводства еще крайне мала и составляет около 5%. При создании благоприятных условий для симбиоза она может возрасти до 35%. или 12-15 млн. т в год. что эквивалентно экономии Х0-90 млн. т самых энергоемких азотных удобрений. Положение о высокой эффективности, экономичности, экологической целесообразности использования процессов биологической азотфиксации в хозяйственных целях сегодня становится одним из основополагающих для современного земледелия. Данный подход находит своё технологическое воплощение при возделывании многих бобовых культур, и в частности сои.

В настоящее время идёт интродукция сои в районы, где есть условия для её возделывания, в частности в зону неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья.

Учитывая актуальность проблемы растительного белка МСХ Российской Федерации и правительство края приняли ряд документов, в которых обоснована возможность доведения к 2000 году посевных площадей сои в Ставропольском крас до 68.0 тыс. га. а производства зерна до 130 тыс т.

Однако, несмотря на большой объем проведенных подготовительных работ и создание базы для переработки сои. площади посевов под этой ку льтурой в крае не возрастают и не превышают 5-8, а в отдельные годы снижаются до 1 тыс.га Остается низкой и урожайность - 8-12 ила. Одной из причин сложившегося положения является недостаточная изученность и учет биологических особенностей сои для наиболее полного использования биологического азота этой культурой, в частности, условии минерального питания применительно к экологическим условиям зоны, что и определило актуальность и направление наших исследований.

Цель исследований. Выявить возможность повышения снмбиоти-ческой активности и продуктивности сои за счёт инокуляции, применения физиологически активных веществ и оптимизации питания цинком и молибденом при низком содержании их в почве.

В задачи исследований входило:

- уточнить нормы цинковых удобрений при внекорневой подкормке;

- определить наиболее эффективные сроки внекорневых подкормок цинком:

- выявить эффективность предпосевной инокуляции семян при наличии в почве спонтанных форм клубеньковых бактерий;

- установить влияние предпосевной обработки семян молибдено-вокислым аммонием на формирование и активность симбиотического ап-

парата сои;

- выявить возможность повышения симбиотической и фотосинтетической активности посевов сои за счёт применения эксудата проростков озимой пшеницы для предпосевной обработки семян;

- дать экономическую оценку эффективности изучаемых агро-приёмов.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований научно-производственного объединения «Нива Ставрополья» по теме 04.05. „Разработать ресурсосберегающие технологии возделывания зернобобовых и крупяных культур для неорошаемых условий Предкавказья" (01.10. НТП по растениеводству).

Научная новизна. Впервые для черноземов Центрального Предкавказья установлены:

оптимальные номы цинковых удобрений при недостаточной обеспеченности почвы подвижным цинком;

высокая эффективность инокуляции семян сои активным штаммом ризобий на фоне цинковых удобрений;

оптимальные сроки внекорневых подкормок сои цинком.

Практическая значимость работы. Определение оптимальных параметров основных факторов среды для максимальной симбиотической азотфиксации и обеспечение этих параметров позволяет получать на неорошаемых землях Центрального Предкавказья урожаи семян сои 20-25 ц/га и сбор белка 800...900 кг/га без применения азотных удобрений.

Апробация работы н публикация результатов исследований. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на расширенных заседаниях отдела зерновых и зернобобовых культур (СНИИСХ, 1994... 1996 гг.), на 4-ой Международной конференции СОИСАФ «Биологический азот в растениеводстве» (ТСХА, Москва, 1996 г.), на внугриву-зовской научной конференции Ставропольской ГСХА (Ставрополь, 1998г.).

Диссертационная работа рассмотрена, одобрена и рекомендована к защите на расширенном заседании отдела технологий возделывания сельскохозяйственных культур Ставропольского научно-исследовательского института сельского хозяйства.

По материалам диссертации опубликовано 3 научных работы и 4 находятся в печати.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В условиях Центрального Предкавказья, несмотря на наличие в почве спонтанных форм клубеньковых бактерий, предпосевная инокуляция семян активным штаммом ризобий является обязательным агротехническим приёмом.

2. Применение цинковых удобрений на фоне инокуляции повышает симбиотическую и фотосинтетическую активность посевов сои, урожайность и белковую продуктивность, увеличивает долю биологического азота в питании растений и формировании урожая, обеспечивает высокую экономическую эффективность производства.

3. Обработка семян эксудатом проростков озимой пшеницы со-

вместо с инокуляцией значительно активизирует биологическою азотфик-сацию и фотосинтетическую деятельность посевов сои. достоверно повышает продуктивность -------------------------

Структура ч »Пьём .ntcccpiaiiiui. Диссертационная работа изложена на 162 страницах машинописного некста, состоит из введения, 7 г лав, выводов и предложений производств). содержит 35 таблиц. 7 рисунков и 22 приложения.

Список литературы содержит 164 наименования, в том числе 9 на иностранных языках

Содержание работы 1. Активность симбиотической аютфиксашш и продуктивность сои в iaHiiciiMocnt or условий и приёмов жнделыванни (оГпор литературы)

Отражено народнохозяйственное значение сои. показана роль биологического азота в питании бобовых культур и место сои в современном земледелии, проанализированы литературные данные о влиянии условий выращивания и агротехнических приёмов на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность посевов и формирование урожая семян в зависимости от активности симбиоза, определены цель и задачи исследований.

2. Место, условия и методика проведения исследований Работа выполнена в Старопольском на>чно-исследовательском институте сслького хозяйства в 1993... 1996 годах. Исследования проводили на экспериментальном поле отдела технологий полевых культур в звене ошмая пшеница - соя. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный, среднемощный. среднесуглинистый на лесовидных суглинках; рН солевой вытяжки 6.5. содержание гумуса в пахотном слое .3.52%. общего азота 0.27%. подвижного фосфора - 28.X. обменного калия - 220 мг/кг сухой почвы

Экспериментальное поле Ставропольского НИИСХ расположено в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края. Среднегодовое количество ос;1дков по многолетним данным составляет 545 мм. сумма активных температур выше 10'С - 2SOO-3()()()"C Период со среднесуточной температурой воздуха выше КГС составляет 170-180 дней. Значение гидротермического коэффициента 1,1.

Объектом исследований являлся районированный сорт Ходсон из группы среднеспелых с вегетационным периодом 121-130 дней с потенциальной урожайностью 30 ц/га. Посев сои - широкорядный, с междурядьями 45 см. в первой декаде мая. норма высева - 600 тыс всхожих семян на гектар. Повторность опыта четырёхкратная, размещение вариантов рендоми-зированнос. Общая площадь опытного участка 1.2 га, посевная площадь делянки 27 м~, учётная - 20 м2. Агротехника общепринятая для зоны.

В период проведения исследований годы по погодным условиям существенно отличались. Это позволило дать объективную оценку действия инокуляции семян и .микроудобрений на эффективность снмбиотической азотфиксации. формирование и урожайность семян сои.

Погодные условия вегетационных периодов 1993. 1995. 1996 гг. в целом оказались благоприятными для формирования урожая семян сои. В

1993 и 1995 годах отмечено крайне неравномерное распределение осадков в период вегетации. 1994 год по количеству осадков был крайне неблагоприятным для роста и развития растений, так за три летних месяца выпало всего 34% от нормы. Самым благоприятным по влагообеспеченности оказался 1996 год. который характеризовался большим количеством и равномерным распределением осадков.

Вопросы определения размеров фотосинтетической. симбиотиче-ской и семенной продуктивности посевов сои в зависимости от условий выращивания решали в полевых опытах. В полевом опыте №1 уточнили нормы цинковых удобрений при некорневой подкормке по следующей схеме:

1. Контроль, инокуляция, штамм 634®; 4. Ин + Ъс\ 0,050%;

Опрыскивание посевов водными растворами сульфата цинка с расходом рабочей жидкости 300 л/га проводили в фазы 1-2 настоящих листьев и бутонизации (4-5 настоящих листьев).

В полевом опыте №2 решали основные вопросы повышения сим-биотической и фотосинтетической активности посевов сон за счёт инокуляции и оптимизации питания цинком и молибденом при низком содержании их в почве по следующей схеме:

1. Контроль - без инокуляции; 5. Инокуляция + Мо + ;

4. Инокуляция + Zlъ,

В дальнейшем варианты обозначены:

Ин - инокуляция (штамм 634°); Мо - предпосевная обработка семян молибдатом аммония из расчёта 25г элемента на гектарную норму семян; - обработка вегетирующих растений сои в фазу 1-2 настоящих листьев раствором сульфата цинка в концентрации 0,05%; Ъх^ - тоже что и Z^\¡ в фазу бутонизации (4-5 настоящих листьев).

В полевом опыте №3 изучали возможность повышения симбиоти-ческой активности и семенной продуктивности сои сорта Зерноградская за счёт предпосевной обработки семян эксудатом проростков озимой пшеницы. Семена перед посевом обрабатывали свежеприготовленным эксудатом в норме 5 л на 100 кг семян совместно с ризоторфином.

Исследования проводили по общепринятым методикам. Определяли химический состав почвы и растений, влажность почвы, полевую всхожесть, густоту стояния растений в начале и конце вегетации.

Биометрический анализ растений проводили с четырёх повторений каждого варианта по фазам развития растений, где учитывати количество и массу клубеньков, концентрацию леггемоглобина (Лб) в них, определяли общий (ОСП) и активный (АСП) симбиотические потенциалы, площадь листьев, накопление сухой массы по органам, рассчитывали фотосинтетический потенциал (ФСП) и чистую продуктивность фотосинтеза (ЧИФ). Количество симбиотически фиксированного азота воздуха определяли по

2. Ин + гп 0,005%;

3. Ин + гп 0,028%;

5. Ин + гп 0,280%;

6. Ин + гп 0,500%.

2. Инокуляция, штамм 634-;

3. Инокуляция + Мо;

6. Инокуляция + Мо + Ъ\\2\

7. Инокуляция + Мо + 2п] +

величине удельной активности симбиоза (УАС) и АСП (Г.С. Посыпаном. 1983)

------------Результаты учёт;) урожая-подвергались математическом обработке

методом дисперсионно! о анализа (Б.А Доспехов. 19К5. В'П Томичоь. 1987).

Рет\ ,п. I ц| ы нее тедовнннй 3. Спмбиошчсскаи деятельность посевов сои в зависнмосш 01 шюк\-лянни и разной обеспеченное!и микроэлементами

Показана зависимость активности симбиоза от инокуляции и обеспеченности цинком и молибденом; приведены данные о динамике формирования симбиотического аппарата, концентрации леггемоглобнна в клубеньках; ОСП н АСП. УАС и количество фиксированного азота воиуха. Определена нижняя граница оптимальной концентрации цинкового удобрения для некорневой подкормки.

3.1. Определение нижнем границы оптимальной концентрации цинкового удобрения для некорневой подкормки При изучении концентрации сульфата цинка для некорневой подкормки в варианте с концентрацией сульфата цинка 0,05% отмечено увеличение площади листовой поверхности и накопления сухого вещества в сравнении с котггролсм. Наряду с высокими показателями фотосннтстичс-ской деятельности в этом варианте отмечен и максимальный уровень сим-биотической активности. Урожай семян в варианте с оптимальной дозой сульфата цинка 0.05% увеличивался на 20% по отношению к контролю (табл. 1).

Таблица I

Влияние концентрации Ъп Б04 на фоюсшпсгичсскун* ден-

Iс.и.посп.. сн.мбноIическл ю активное п. и урожайное п. сои, 1994 г.

Фа'.и - цветение Урожайность, ц/га

Концентра- Площадь Сухое Кол-во Масса

ция цинка. % листьев, тыелг/га вещество, т/га клуоень- ков. млн.шт/га Клубеньков, кг/га

Контроль (Ин 634б) 40.0 4.0 3,0 52 10.4

Ин Ъ\\ 0.005 38.9 3.7 2.4 56 10.9

Ин Ип 0,028 40.7 4.1 3.2 64 11.5

Ин 1х\ 0.050 41.6 4.6 2.9 96 12.5

Ин гп 0.280 37.0 4.0 3 Л 92 11.5

Ин Ъ\\ 0,500 39.2 3.3 3.1 84 11.5

НСР05 1.49

Нижней границей оптимальной концентрации сульфата цинка следует считать 0.05% раствор этого соединения, что согласуется с результатами исследований на других культурах (Каталымов М.В.. 1965. Церлинг В.В.. 1990). В дальнейших исследованиях для внекорневой подкормки использовали 0.05% раствор сульфата цинка.

3.2. Динамика формирования симбиотпчсского аппарата

Исследования показали, что образование клубеньков на всех вариантах происходило через 10-14 дней после всходов, в фазу первого тройчатого листа сои. Через 4-7 дней в клубеньках появлялся красный пигмент -леггемоглобин (Лб), обеспечивающий энергетические центры кислородом и способствующий высвобождению энергии для фиксации азота воздуха. К фазе полного налива семян сои клубеньки начинали зеленеть - Лб переходил в холеглобин (Хб) - и в конце вегетации они отмирали. Продолжительность активного симбиоза в благоприятные годы достигала 68...73 дня, общего 81 ...87 дней н была одинаковой по всем вариантам опыта.

Наибольшее количество и масса клубеньков формируется в годы с достаточным увлажнением почвы. Динамика массы и количества клубеньков в годы исследований по вариантам опыта имела одинаковую тенденцию: увеличивалась от фазы четырёх тройчатых листьев, наибольшей величины она достигала в фазу полного налива семян, а затем снижалась. В условиях засухи 1994 года в период образования бобов нарастание количества и массы клубеньков прекратилось. Недостаток влаги лимитировал накопление массы клубеньков по всем вариантам опыта. К фазе полного налива семян наиболее высокие значения этого показателя были в 6 раз ниже, чем среднее его значение за 3 года с нормальной влагообеспеченностью.

1000800600 400J 2000-

257

44

Контроль

706

564

180

Ин

Ин Мо

998

76

805

152

156

ки

Ин2п2 ИнМо2п1 гп2

□ Благоприятные 1995...1996 гг. В Неблагоприятный 1994г.

Рис. 1. Влияние ннокуляции семян н микроудобрений на накопление соси сырой массы клубеньков. Фаза - полный налив семян.

Изучаемые факторы существенно влияли на величину симбиоти-ческого аппарата. Несмотря на наличие в почве спонтанных форм клубень-

новых бактерии, эффективность инокуляции семян штаммом 634' была высокой в течение всей вегетации. Сырая масса клубеньков достигала 2.IX—2т25 г на растение, что в Зг~4 раъз выше. чем в контрольном варианте Установлено снижение симбиотической активности при совместной обработке семян молибденом, особенно в первой половине вегетации сои В годы с достаточной влагообеспечснностыо эти различия проявляются менее отчетливо. Снижение эффективности этого приёма, по-видимому, связано с отрицательным действием соединений молибдена на ,ки (неспособность клубеньковых бактерий, особенно в условиях дефицита почвенной влаги (Казачков Ю.Н., Шелевой Г.К., 1987). Применение цинка на фоне инокуляции семян существенно активизировало си.мбиошческую активность. В средние но влагообеспечетшости годы обработки цинком нивелировали отрицательное влияние молибдена.

Комплексным показателем величины симбиотического аппарата является его активный симбиотический потенциал (АСП). В годы с достаточной влагообеспеченностью величина АСП достигала 27...29 тыс. единиц и значительно снижалась в условиях засухи. Максимальный АСП в годы с достаточной влагообеспеченностью формировался в варианте с применением цинка в фазу бутонизации. В 1996 году в этом варианте он был в 5 раз выше, чем в контроле, и на 55% выше в сравнении с инокуляцией Высокие значения АСП за вегетацию отмечены в варианте с двукратной обработкой сульфатом цинка и в варианте с инокуляцией (табл. 2).

Таблица 2

Акпшнми симбиотический ногешшал сои (кг-днейЛ а) в зависимое 1 и

от условий выращивании, 1993... 1996 гг.

Год Контроль Ин Ин Мо Ин Zn: Ин Мо Ziii Ин Мо Zib Ин Мо Zn, Zn:

1993 6170 22154 14418 I 15228 20358

1994 2124 8176 4728 ! 6692 3552 3904 5164

i У95 1 1308 20893 16594 ! 24733 19725 19461 2 1 1 99

1996 5667 17746 13U67 27584 29262 25205

Среднее за 3 года 6366 15605 11463 19670 17513 14574 17189

Среднее ¡а 4 года 63 1 7 17242 12202 ! I 16942 Í 1 i

3.3. Удельная цкгшшоегь симбиоза и количество фиксированного азота воздуха

Величина УАС зависела от условий года и периода вегетации сои. В среднем за 3 года за период от четвёртого тройчатого листа до полного налива семян УАС по вариантам опыта составляла около 10 г азота на 1кг сырых клубеньков в сутки. Обработка цинком на фоне инокуляции в (разу бутонизации увеличивала УАС за вегетацию в среднем за 1995... 1996 годы на 52% (табл. 3).

Таблица 3

Удельная активность симбиоза (г/кг cvikii) п количество фикспро-_каппою азота воздуха (кг/га) по периодам онтогенеза сои_

Год Варианты Период

4-й тройчатый лист-цветение Цветение -образование бобов Образование бобов -полный налив семян 4-й тройчатый лист-полный налив семян

Удельная активность симбиоза, г/кг сутки

1994 Инокуляция Контроль 12,2 3,6 12.0 8.9

1995 Инокуляция Контроль 13,9 2,9 3.4 4.8

Ин Ъъг Контроль 17,3 8,6 6.2 8,3

1996 Инокуляция Контроль 8.5 12.3 11,7

Ин 7л\2 Контроль 24,1 13,5 15.2

Количество фиксированного азота воздуха, кг/га

1994 Контроль 6 3 10 19

Инокуляция 13 11 49 73

1995 Контроль 26 26 25 75

Инокуляция 48 46 47 138

Ин Zn-> 49 53 60 163

1996 Контроль 22 56 77

Инокуляция 53 187 240

Ин Zn; 78 294 372

В контрольном варианте за счёт спонтанных форм клубеньковых бактерий в годы с нормальной влагообеспеченностью было фиксировано 75...77 кг азота воздуха на 1 га, а в условиях засухи 1994 года этот показатель снизился в 4 раза и составил всего 19 кг азота воздуха на 1 га. Инокуляция семян обеспечивала в среднем за 1993... 1996 гг. усвоение растениями азота воздуха в количестве 150 кг/га, что больше чем в контроле в 2,6 раза. Применение цинковых удобрений на фоне инокуляции активизировало этот процесс дополнительно на 18...55% и обеспечило наибольшую фиксацию азота воздуха (табл. 3).

4. Фотосинтсткчсская деятельность посевов сон зависимости от активности симбиоза Приведены данные о росте и развитии растений, фотосинтетической деятельности посевов (площадь листьев. ФСП. ЧПФ. накопление су-

хого вещества), урожайности семян сои и структуры урожая, рассчитан коэффициент водопотрсбления сои в зависимости от погодных условий и обеспеченности микроэлементами.

4.1. Динамика формирования фотосиитетического аппарата и накопление сухого вещества В благоприятные по увлажнению годы площадь листьев имела тенденцию увеличиваться до фазы полного налива семян, в условиях засухи 1994 года нарастание листовой поверхности прекратилось уже в фазу образования бобов (рис.2).

60 50 40 30 20 10 Н

Неблагоприятный 1994 г.

4-й тройч.лист Цветение Образование Полный налив

бобов семян

Благоприятный 1996 г.

140 -1 130 -120 110 100 90 80 Н 70 60 50 А 40 -30 20 -10 -

4-й тройчлист Цветение

Образование Полный налив бобов семян

-д— Контроль к Инокуляция

Ин гп2

Ин Мо

Рис. 2. Влияние инокуляции и микроудобрений на формирование листовой поверхности сои, тыс.кв.м/га

Кроме того, в годы с нормальной влагообеспеченностью площадь листьев увеличивается в 1,5...2,0 раза. ФСП на 40%, ЧПФ на 50% по сравнению с засушливым 1994 годом.

Инокуляция семян, некорневые подкормки цинком, улучшая азотное питание растений активизируют фотосинтетическую деятельность посевов. С улучшением условий для симбиотической азотфиксацин площадь листьев увеличивалась в среднем на 50%, ФСП на 40%, что, в свою очередь, увеличивало накопление сухого вещества растениями сои (табл. 4).

Таблица 4

Показатели фотосинтетической деятельности посевов сои (числнтель-благопрнятные: 1995,1996 гг.; знаменатель - неблагоприятный 1994 г.)

Конт роль Ин Мо Ин Ин Ин Ин Мо Zx\\

Показатель Ин Мо Мо

Максимальная площадь листь 70 98 90 108 103 95 103

ев, тыс.м2/га 41 46 44 57 54 56 57

ФСП. тыс. м" дней/га 2661 1929 3566 2280 3182 2137 3951 2644 3772 2605 3525 2540 3760 2676

Максимальное

накопление су 12,6 16,2 15,0 20,7 18,3 19,3 20,1

хого вещества, т/га 7,2 8Д 7,9 9,0 8,5 8,7 9,5

ЧПФ, г/м" сутки 4,8 3,7 4,4 3,4 4,6 3,5 5,1 3,4 4,8 3,1 4,7 з,з 5.4 3.5

4.2. Урожайность семян и коэффициент водопотрсбления сои

Урожай бобовых культур является интегральным показателем симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов. При лучшей обеспеченности растений азотом за счёт биологической азотфиксацин улучшились все показатели структуры урожая: масса бобов и семян на одно растение, обсеменснность боба, масса 1000 семян.

Анализ данных урожая показал, что при создании оптимальных условий для симбиотической азотфиксацин на неорашаемых землях соя способна без затрат азотных удобрений формировать урожайность семян в засушливые годы на уровне 13, а в благоприятные не менее 25 ц/га зерна.

В среднем за 4 года прибавка урожая семян за счет биологического азота в варианте с инокуляцией семян составила 2.7 ц/га, применение цинка на фоне инокуляции перед цветением достоверно повышало урожай се-

мян сои даже в сравнении с инокуляцией (1.3 ц/га). Прибавка по сравнению

с контролем в этом варианте составила в среднем за 3 года 3.9 ц/га (табл.5).

Таблица >

Урожайность семян сон, и/га_____

Год Контроль Ин Ин Мо Ин /м2 Ин Мо /п, Ин Мо 7м2 Ин Мо /П| /.112 1КТт

1993 20.5 23.5 22,9 22.4 22,1 1.90

1994 9.4 11.3 11,2 13.1 12.5 12.1 13,0 1.62

1995 19,4 21,4 21,0 22,7 21,9 22,3 22,5 1,69

1996 22.3 26,1 25,7 26,9 26,0 26.3 27,0 1.60

Среднее за 3 1 ода 17.0 1 Ч (1 19 л 2(1.ч 2",! 20,2 20.8 0.97

Среднее за 4 года 17,9 20.6 20,2 20.7 20.Х 0.82

Наряду с обшим урожаем, определенный интерес представляет вопрос о том, насколько эффективно соя использовала влагу на формирова-

ние урожая в различные по увлажнению годы (табл. 6).

Таблица 6

Коэффициент водошмреб.тснии сои___

Благоприятные годы Неблагоприятный год

Вариант Урожай Общий расход Коэфф водо-пот Урожай зерна, т/га Общий расход Коэфф Водопо-треб-

зерна, т/га влаги. м3/га рео-лен.. мУг влаги. м3/га лен.. м3/т

Контроль 2.14 3925 1834 0,94 2330 2479

Ин 2.48 3925 1583 1.13 2330 2062

Ин Мо 2.43 3925 1615 1.12 2330 2080

Ин 2Х^Г 3740 1390 1,31 2330 1779

Ин Мо 2,42 3925 1622 1,25 2330 1864

Ин Мо 2.44 3925 1609 1,21 2330 1926

Ин Мо Тщ 2п: 2.70 3740 1385 1.30 2330 1792

В годы с достаточным увлажнением коэффициент водопотребле-ния снижается на 21% В вариантах с активным симбиозом влага на формирование \рожая используется эффективнее на 22%.

5. Химический состав растений и качество урожая Изложены результаты анализов по содержанию азота в органах растений, показана динамика их накопления, вынос и максимальное потребление, доля участия источников азота в питании растений и формировании урожая семян сои, содержание и сбор белка и жира с урожаем семян сои.

5.1. Динамика потребления азота в зависимости от активности

симбиоза

Наибольшее количество азота посевы сои накапливали при благоприятных метеорологических условиях и высокой симбиотическон активности. В среднем за 3 года потребление азота при инокуляции штаммом 634б увеличивалось по сравнению с контролем на 34%. В варианте Ин2гъ, где была установлена наиболее высокая активность симбиоза, потребление азота возрастало дополнительно на 29%. В условиях дефицита почвенной влаги 1994 года потребление азота посевами сои по всем вариантам опыта значительно снижалось и составляло 38% от среднего потребления в годы с достаточным увлажнением (табл. 7).

Таблица 7

Потребление азота растениями сои но фазам развития, кг/га

Фазы развития Контроль Ин Ин2п2

1994 г.

4-й тройчатый лист 28 26 33

Цветение 87 92 99

Образование бобов 103 116 148

Полный налив семян 131 183 194

1995 г.

4-й тройчатый лист 25 27 33

Цветение 102 124 136

Образование бобов 200 232 274

Полный налив семян 291 339 410

1996 г.

4-й тройчатый лист 29 54 57

Цветение 129 170 240

Полный налив семян 354 520 715

Максимальное потребление азота в расчёте на 1 тонну семян и его вынос с урожаем зависели от обеспеченности растений азотом. В среднем за 3 года максимальное потребление азота по вариантам опыта составило 173 кг в расчёте на 1 тонну семян, а вынос - 66 кг/т семян. Максимальное потребление и вынос азота единицей урожая несколько повышаются при использовании биологического азота (табл. 8).

5.2. Доля участия источников азота в питании растений и формировании урожая семян сои Основные источники азота в питании бобовых растений - почва, воздух и азот минеральных удобрений (если их применяли). Доля участия

каждого источника в урожае изменяется в зависимости от условий выращивания и активности симбиотической азотфиксации: В "контрольном" варианте доля ччастия азота иоп\.\а в питании растений сои не превышала 2Х%. Иноку ляция семян у величивала долю биолог ическою азота в питании

растений сои до 44...52%.

Таблица 8

Максимальное потребление (числитель) н вынос (шамема 1 ель) ат-___т а (кг) 1 г семян сои__

Год Контроль Ин Ин2п;

1994 г. 139 162 148

57 61 63

1995 г. 150 158 181

66 73 74

1996 г 159 199 266

59 67 69

В среднем 149 173 198

61 67 69

Применение цинка на фоне иноку ляции при благоприятных метеорологических условиях способствовало формированию мощного симбио-тического аппарата, который на 57% обеспечивал потребность растений сои в азоте (рис. 3).

Урожай семян сои в решающей степени зависит от обеспеченности растений азотом, поскольку содержание его в семенах достигает 6. Х% к абсолютно сухому веществу.

Наиболее интенсивно в семена азот поступал в период от образования бобов до полного налива семян. Причем интенсивность поступления зависела от условий активной симбиотической азотфиксации В контрольном варианте, где питание растений азотом происходило за счет естественного плодородия почвы и спонтанной инокуляции, интенсивность поступления азота в этот период составила 5.9 кг/га в сутки. В варианте с инокуляцией семян активным штаммом ризобий этот показатель возрастал на 22%. При улучшении условий для симбиотической азотфиксации за счет применения цинка, интенсивность поступления азота в семена достигала 8,5 кг/га в сутки.

В контрольном варианте весь поступивший в растение азот за период: образование бобов - полный налив семян пошел в бобы Из вегетативных органов перераспределилось в репродуктивные 9 кг/га. Количество фиксированного азота воздуха в этот период составило 25 кг/га. Остальной азот поступил из почвы - 66 кг/га.

1994 г.

46И

Контроль

Ин

1995 г

Контроль

Иигп2

Контроль

1996 г

Ин

Иигп2

Рис. 3. Доля участия источников азота в питашн, растений сон

16

При у лу чшении у словий для симбиоза соотношение минерального и биологического азота для формирования репроду ктивных органов было иным. Анализ пост\плсния азота из различных источников в формирующиеся семена показал, что доля биологического азота увеличивается на 14... 17%. по сравнению с контролем, в вариантах с активной симбиотиче-ской азотфиксацисй.

Доля минерального азота в этих вариантах составила 49...52%. Остальная часть приходилась на азот за счёт реутилизации из вегетативных органов (рис.4).

Вегет

Ингп2

Воздух 42%

Рис. 4. Доля отдельных источников азота в формировании репродук-I квпых органов сои за период образование бобов - полный палии семян, 1995 г.

5.3. Качество урожая и сбор белка Одним из основных показателей эффективности возделывания сои является белковая продуктивность, которая зависит от урожайности семян и содержания в них белка.

Содержание белка в семенах сои в зависимости от погодных условий года отличались довольно существенно - на 5...7%. В среднем, за годы

исследований в варианте с инокуляцией семян содержание белка было выше на 10%. по сравнению с контролем. Внекорневая подкормка цинком на фоне инокуляции повышала этот показатель в среднем ещё на 2.4%. Содержание белка в вариантах с применением молибдена было несколько ниже или на уровне инокуляции (табл. 9).

Таблица 9

Содержание (числитель - % АСВ) и сбор белка (знаменатель - кг/га) с урожаем семян сои в зависимости от условий возделывания,

1993... 1996 гг.

Год Контроль Ин Ин Мо Ин Zn2 Ин Мо Zn, Ин Мо Zn: Ин Мо Zni Zib

1993 39 800 41 964 41 939 40 896 42 941

1994 36 338 38 429 37 414 39 511 37 463 38 460 39 507

1995 41 45 42 46 43 44 45

795 963 882 1044 942 981 1013

1996 37 42 41 45 42 43 44

825 1096 1054 1211 1092 1131 1188

В среднем 38 653 42 829 40 783 43 922 41 832 42 857 43 903

В среднем за годы исследований, инокуляция семян и применение цинковых удобрений увеличивали сбор белка с гектара на 176...269 кг. Сбор жира тесно коррелировал с уровнем урожая семян.

6. Эффективность применения эксудата проростков озимой пшеницы для предпосевной обработки семян сои

Приведены данные полевого опыта о влиянии предпосевной обработки семян эксудатом проростков озимой пшеницы на основные показатели симбиотической и фотосинтетической активности посевов и продуктивность сои (табл. 10).

Инокуляция семян увеличивала массу активных клубеньков в 2 раза по сравнению с контролем. Обработка семян эксудатом на фоне инокуляции увеличивала этот показатель дополнительно на 42%. Активизация биологической азотфиксации в этом варианте позволила сформировать урожай, в среднем за 2 года. 18,2 ц/га и получить прибавку урожая за счёт биологического азота - 2,5 ц/га. Окупаемость энергозатрат на применение эксудата составила 17 раз.

Таблица К)

____Влияние предпосевной обработки семян спи эксудатом пророс 1 ков

о шмон шпешщм на спмбно! ическуТсГй фотосинтстическук»--------

дея 1С. п. нос II. и нродукч и внос I ь посевов сои, 1993... 1994 п .___

Вариант опыта Фаза - цветение Урожа йность. ц/га

Площадь листьев. см7раст. Су хос вещество, г/'раст Кол-во клубень ков. шт/раст. Масса клубен ьков. г/раст.

Контроль 718 6.6 3.3 0,24 15.7

Инокуляция 784 7.0 19.0 0,50 17,1

Иноку ЛЯЦИЯ+ эксудат 980 8.6 23,7 0,71 18.2

НСР05 0.71

7. Энергетическая н экономическая эффективность инокуляции, применения цинка и молибдена при возделывании сои

Показано, что при возделывании сои энергетически выгодно создавать оптимальные условия для активного симбиоза. Энергозатраты на применение цинка, инокуляцию и обработку семян молибденом окупаются более высоким энергосодержанием в прибавке у рожая.

Анализ экономической эффективности изучаемых агроприёмов показал, что высокую экономическую эффективность производства сои обеспечивают инокуляция семян и применение цинковых удобрений на фоне иноку ляции. При осуществлении указанных агроприёмов достигается наибольшая прибавка урожая и выход белка с 1 га. при этом себестоимость 1 ц семян по сравнению с контролем, снижается на 15... 17%. Здесь самый высокий уровень рентабельности производства 139... 144% и максимальный условно чистый доход с 1 га - 7872...8007рублей. В этих вариантах по сравнению с другими увеличивается годовой экономический эффект.

Выводы

1. На чернозёмных почвах Центрального Предкавказья соя сорта Ходсон в благоприятные годы способна формировать урожай семян не менее 25 ц/га за счёт естественного плодородия почвы и биологической фиксации азота воздуха без применения азотных удобрений и орошения.

2. Несмотря на наличие в почве спонтанных форм клубеньковых бактерий, эффективность инокуляция семян активным штаммом ризобий 634® была высокой в течение всей вегетации сои. Масса активных клубеньков в этом варианте увеличивается в 3...4 раза, площадь листьев на 25...50%, накопление сухого вещества на 20...35%, урожай семян на 10...20%, количество фиксированного азота воздуха на 54... 163 кг/га, содержание белка в семенах на 10%, сбор белка с 1 га на 25...27%.

3. Предпосевная обработка семян молибденово- кислым аммонием в дозе 50 г на гекгарную норму семян в 1,1...2,4 раза снижает массу активных клубеньков в фазу полного налива семян, при этом площадь листьев

уменьшается, в среднем, на 7 тыс.кв.м/га, накопление сухого вещества 0,9 т/га, а урожай семян остаётся на том же уровне.

4. Оптимизация питания по цинку, в целом, положительно влияет на фотосинтетическую и симбиотическую активность посевов сои. При изучении концентрации раствора сульфата цинка от 0,005 до 0,5% наиболее эффективна концентрация 0,05% при которой сырая масса клубеньков увеличивается на 85%, урожай семян на 20% в сравнении с контролем. Повышение концентрации раствора не приводит к повышению показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов сои.

5. Применение цинка совместно с инокуляцией создаёт наиболее благоприятные условия для симбиоза: увеличивает массу активных клубеньков в этом варианте в 3,5...3.9 раза, активный симбиотический потенциал в 3,1 раза, удельную активность симбиоза в среднем за вегетацию на 52%. повышает содержание леггемоглобина в клубеньках на 20...30%.

6. Накопление азота целым растением достигает максимума в фазу полного налива семян. Доля участия азота воздуха в питании растений сои составляет при оптимальных условиях симбиоза 43...57% от общего потребления, в контрольном варианте она не превышает 28%. При формировании урожая семян доля биологического азота увеличивается на 14... 17% в вариантах с активной симбиотической азотфиксацией.

7. С улучшением условий для симбиоза повышается фотосинтетическая деятельность посевов. В варианте с оптимальными условиями симбиоза площадь листьев в среднем за 3 года составила 91 тыс.кв.м/га, фотосинтетический потенциал 3515 тыс.кв.м дней/га, что соответственно на 51 и 42% выше, чем в контроле. Активность фотосинтетической деятельности прямо коррелирует с активностью биологической азотфиксацин.

8. Коэффициент водопотребления сои в годы с достаточным увлажнением снижается на 21%. В вариантах с активным симбиозом влага на формирование урожая используется эффективнее на 22%.

9. Наибольший урожай семян получен при оптимизации условий для биологической азотфиксацин. В среднем за 4 года прибавка урожая та счёт биологического азота в варианте с инокуляцией семян составла 2,7 ц/га, применение цинка на фоне инокуляции перед цветением достоверно повышает урожай семян сои на 3,9 ц/га. При этом содержание белка в семенах в варианте с инокуляцией выше на 10%, по сравнению с контролем. Внекорневая подкормка цинком повышает этот показатель ещё на 2,4%. Инокуляция семян и применение цинковых удобрений увеличивают сбор белка с гектара на 176...269 кг. Сбор жира тесно коррелирует с уровнем урожая семян и не зависит от изучаемых факторов.

10. Обработка семян эксудатом проростков озимой пшеницы значительно активизирует биологическую азотфиксацию и фотосинтетическую деятельность посевов сои: повышает массу активных клубеньков в 3 раза, площадь листовой поверхности на 36, сухую массу на 30%, урожай семян на 2,5 ц/га. Окупаемость энергозатрат на применение эксудата составляет 17 раз.

11. Экономическая оценка изучаемых приёмов показывает, что при

создании благоприятных условий для симбиоза достигается наибольшая прибавка урожая и выход белка с гектара, при этом себестоимость 1 ц семян снижается на 15... 17%. Здесь самый высокий уровень рентабельности производства 139... 144% и максимальный условно чистый доход с 1 га -7872...8007 рублей.

Предложения произволе! ву

Для получения высоких устойчивых урожаев семян сои в условиях чернозёмов Центрального Предкавказья необходимо создавать оптимальные условия для активного симбиоза:

- семена перед посевом инокулировть активным штаммом рнзобин 634° и обрабатывать эксудатом проростков озимой пшеницы,

- проводить внекорневые подкормки 0,05% раствором сульфата цинка в фазы 1-2 настоящих листьев и бутонизации. Наиболее технологичной является обработка цинком перед цветением, так как совпадает по сроку с химической прополкой.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Эффективность применения эксудата проростков озимой пшеницы как способа предпосевной обработки семян сои и гороха.// Вопросы полевого и лугового кормопроизводства: Сб. научн. трудов /СНИИСХ. Ставрополь. 1996. - С. 71-74 (соавт. Антонов В.Б.. Трунов С.Ф ).

2. Симбиотическая активность и продуктивность сои в зависимости от условий минерального питания на карбонатных чернозёмах Центрального Предкавказья. // Биологический азот в растениеводстве. Тезисы докладов четвёртой Международной научной конференции СО-ИСАФ. Москва. 1996. - С. 86-88 (соавт. Антонов В.Б.).

3. Условия эффективного использования биологического азота посевами сои на чернозёмах Предкавказья. // Биологический азот в растениеводстве. Тезисы докладов четвёртой Международной научной конференции СОИСАФ, Москва. 1996. - С. 39-40 (соавт. Каппушев А.У.. Панков И.С.).

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Переверзева, Елена Владимировна

Введение

Глава I. Активность симбиотической азотфиксации и продуктивность сои в зависимости от условий и приёмов возделывания (обзор литературы).

1.1.Особенности биологии и сорта сои. 1.2.Требования сои к обеспеченности элементами минерального питания. 1.3.Условия активного ризобиального симбиоза. 1.4.Заключение по главе.

Глава II. Место, условия и методика проведения исследований.

Глава III. Симбиотическая деятельность посевов сои в зависимости от инокуляции и разной обеспеченности микроэлементами.

3.1 .Определение нижней границы оптимальной концентрации цинкового удобрения для некорневой подкормки.

3.2. Динамика формирования симбиотического аппарата.

3.3. Содержание леггемоглобина.

3.4. Удельная активность симбиоза.

3.5. Количество фиксированного азота воздуха за межфазные периоды и за вегетацию в зависимости от условий выращивания.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Эффективность инокуляции сои, применения цинка и молибдена на предкавказских черноземах"

Актуальность темы исследований. Проблема биологического азота была и остаётся актуальной для земледелия. Особенно велика его роль в условиях ухудшающейся экологической обстановки и недостаточной обеспеченности сельского хозяйства минеральными азотными удобрениями.

В нашей стране доля биологического азота в азотном балансе растениеводства ещё крайне мала и составляет около 5%. При создании благоприятных условий для симбиоза она может возрасти до 35%, или 12-15 млн. т в год, что эквивалентно экономии 80-90 млн. т самых энергоёмких азотных удобрений. Положение о высокой эффективности, экономичности, экологической целесообразности использования процессов биологической азотфиксации в хозяйственных целях сегодня становится одним из основополагающих для современного земледелия. Данный подход находит своё технологическое воплощение при возделывании многих бобовых культур, и в частности сои.

В настоящее время идёт интродукция сои в районы, где есть условия для её возделывания, в частности в зону неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья.

Учитывая актуальность проблемы растительного белка МСХ Российской Федерации и правительство края приняли ряд документов, в которых обоснована возможность доведения к 2000 году посевных площадей сои в Ставропольском крае до 68,0 тыс. га, а производства зерна до 130 тыс. т.

Однако, несмотря на большой объем проведенных подготовительных работ и создание базы для переработки сои, площади посевов под этой культурой в крае не возрастают и не превышают 5-8, а в отдельные годы снижаются до 1 тыс.га. Остается низкой и урожайность - 8-12 ц/га. Одной из причин сложившегося положения является недостаточная изученность и учёт биологических особенностей сои для наиболее полного использования биологического азота этой культурой, в частности, условий минерального питания применительно к экологическим условиям зоны, что и определило актуальность и направление наших исследований.

Цель исследований. Выявить возможность повышения симбиотической активности и продуктивности сои за счёт инокуляции, применения физиологически активных веществ и оптимизации питания цинком и молибденом при низком содержании их в почве.

В задачи исследований входило:

- уточнить нормы цинковых удобрений при внекорневой подкормке;

- определить наиболее эффективные сроки внекорневых подкормок цинком;

- выявить эффективность предпосевной инокуляции семян при наличии в почве спонтанных форм клубеньковых бактерий;

- установить влияние предпосевной обработки семян молибденовокис-лым аммонием на формирование и активность сим биотического аппарата сои;

- выявить возможность повышения симбиотической и фотосинтетической активности посевов сои за счёт применения экссудата проростков озимой пшеницы для предпосевной обработки семян;

- дать экономическую оценку эффективности изучаемых агроприёмов.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований научно-производственного объединения «Нива Ставрополья» по теме 04.05. „Разработать ресурсосберегающие технологии возделывания зернобобовых и крупяных культур для неорошаемых условий Предкавказья" (01.10. НТП по растениеводству).

Научная новизна работы заключается в том, что впервые для черноземов Центрального Предкавказья установлены:

- оптимальные нормы цинковых удобрений при недостаточной обеспеченности почвы подвижным цинком;

- высокая эффективность инокуляции семян сои активным штаммом ри-зобий на фоне цинковых удобрений;

- оптимальные сроки внекорневых подкормок сои цинком.

Практическая ценность работы заключается в том, что определение оптимальных параметров основных факторов среды для максимальной симбио-тической азотфиксации и обеспечение этих параметров позволяет получать на неорошаемых землях Центрального Предкавказья урожай семян сои 20-25 ц/га и сбор белка 800. .900 кг/га без применения азотных удобрений.

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на расширенных заседаниях отдела зерновых и зернобобовых культур (СНИИСХ, 1994. 1996 гг.), на 4-ой Международной конференции СОИСАФ «Биологический азот в растениеводстве» (ТСХА, Москва, 1996 г.), на внутривузовской научной конференции Ставропольской ГСХА (Ставрополь, 1998г.).

Автор искренне признателен коллегам: с.н.с., кандидату сельскохозяйственных наук В.Б. Антонову, лаборантам В.И. Кемаевой, Л.А. Куликовой, З.Ф. Кельблер, Т.В. Надуда, Т.Д. Шлыковой за совместную работу и помощь в проведении исследований. В обсуждении результатов принимали участие заведующий лабораторией технологий возделывания полевых культур СНИИСХ, доктор сельскохозяйственных наук А.У. Каппушев и заведующий лабораторией почвоведения СНИИСХ, доктор сельскохозяйственных наук М.Т. Куприченков, за что выражаю им искреннюю благодарность. Благодарю научного руководителя диссертационной работы заведующего отделом технологий возделывания сельскохозяйственных культур СНИИСХ, кандидата сельскохозяйственных наук А.Я. Чернова и профессора Г.С. Посыпанова за методическую помощь в проведении исследований и подготовке диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Растениеводство", Переверзева, Елена Владимировна

Выводы

1. На чернозёмных почвах Центрального Предкавказья соя сорта Ходсон в благоприятные годы способна формировать урожай семян не менее 25 ц/га за счёт естественного плодородия почвы и биологической фиксации азота воздуха без применения азотных удобрений и орошения.

2. Несмотря на наличие в почве спонтанных форм клубеньковых бактерий, эффективность инокуляция семян активным штаммом ризобий 634б была высокой в течение всей вегетации сои. Масса активных клубеньков в этом варианте увеличивается в 3.4 раза, площадь листьев на 25.50%, накопление сухого вещества на 20.35%, урожай семян на 10.20%, количество фиксированного азота воздуха на 54. 163 кг/га, содержание белка в семенах на 10%, сбор белка с 1 га на 25. .27%.

3. Предпосевная обработка семян молибденово- кислым аммонием в дозе 50 г на гектарную норму семян в 1,1.2,4 раза снижает массу активных клубеньков в фазу полного налива семян, при этом площадь листьев уменьшается, в среднем, на 7 тыс.кв.м/га, накопление сухого вещества 0,9 т/га, а урожай семян остаётся на том же уровне.

4. Оптимизация питания по цинку, в целом, положительно влияет на фотосинтетическую и симбиотическую активность посевов сои. При изучении концентрации раствора сульфата цинка от 0,005 до 0,5% (по действующему веществу) наиболее эффективна концентрация 0,05%» при которой сырая масса клубеньков увеличивается на 85%, урожай семян на 20% в сравнении с контролем. Увеличение концентрации раствора не приводит к повышению показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов сои.

5. Применение цинка совместно с инокуляцией создаёт наиболее благоприятные условия для симбиоза: увеличивает массу активных клубеньков в 3,5. 3,9 раза, активный сим биотический потенциал в 3,1 раза, удельную активность симбиоза в среднем за вегетацию на 52%, повышает содержание леггемоглобина в клубеньках на 20. .30%.

6. Накопление азота целым растением достигает максимума в фазу полного налива семян. Доля участия азота воздуха в питании растений сои составляет при оптимальных условиях симбиоза 43. 57% от общего потребления, в контрольном варианте она не превышает 28%. При формировании урожая семян доля биологического азота увеличивается на 14. 17% в вариантах с активной симбиотической азотфиксацией.

7. С улучшением условий для симбиоза повышается фотосинтетическая деятельность посевов. В варианте с оптимальными условиями симбиоза площадь листьев в среднем за 3 года составила 91 тыс.кв.м/га, фотосинтетический потенциал 3515 тыс.кв.м дней/га, что соответственно на 51 и 42% выше, чем в контроле. Активность фотосинтетической деятельности прямо коррелирует с активностью биологической азотфиксации.

8. Коэффициент водопотребления сои в годы с достаточным увлажнением снижается на 21%. В вариантах с активным симбиозом влага на формирование урожая используется эффективнее на 22%.

9. Наибольший урожай семян получен при оптимизации условий для биологической азотфиксации. В среднем за 4 года прибавка урожая за. счёт биологического азота в варианте с инокуляцией семян составла 2,7 ц/га, применение цинка на фоне инокуляции перед цветением достоверно повышает урожайность семян сои на 3,9 ц/га. При этом содержание белка в семенах в варианте с инокуляцией выше на 10%, по сравнению с контролем. Внекорневая подкормка цинком повышает этот показатель ещё на 2,4%. Инокуляция семян и применение цинковых удобрений увеличивают сбор белка с гектара на 176.269 кг. Сбор жира тесно коррелирует с уровнем урожая семян и не зависит от изучаемых факторов.

10. Обработка семян экссудатом проростков озимой пшеницы совместно с инокуляцией значительно активизирует биологическую азотфиксацию и фотосинтетическую деятельность посевов сои: повышает массу активных клубеньков в 3 раза, площадь листовой поверхности на 36, сухую массу на 30%, урожай семян на 2,5 ц/га. Окупаемость энергозатрат на применение экссудата составляет 17 раз.

11. Экономическая оценка изучаемых приёмов показывает, что при создании благоприятных условий для симбиоза достигается наибольшая прибавка урожая и выход белка с гектара, при этом себестоимость 1 ц семян снижается на 15. 17%. Здесь самый высокий уровень рентабельности производства 139. 144% и максимальный условно чистый доход с 1 га -7872.8007 рублей.

Предложения производству

Для получения высоких устойчивых урожаев семян сои в условиях чернозёмов Центрального Предкавказья необходимо создавать оптимальные условия для активного симбиоза:

- семена перед посевом инокулировать активным штаммом ризобий 634° и обрабатывать экссудатом проростков озимой пшеницы,

- проводить внекорневые подкормки 0,05%о раствором сульфата цинка с расходом рабочей жидкости ЗООл/га в фазы 1-2 настоящих листьев и бутонизации. Наиболее технологичной является обработка цинком перед цветением, так как совпадает по сроку с химической прополкой.

1.4. Заключение.

На основе исследований А.У. Каппушева, 1981, 1996; Н.В. Медянникова, 1981; Н.М. Казьмина, 1982; В.Н. Довгаль, 1983; C.B. Волощенко, 1985; C.B. Груздова, 1987; В.Б. Антонова, 1991 для условий Центрального Предкавказья разработаны технологии возделывания сои на основе биологической азотфиксации дифференцированные, с учетом опасности проявления эрозионных процессов, материально-технической оснащённости хозяйств, плановой урожайности сои.

В этих технологиях дано теоретическое обоснование оптимальных параметров основных факторов среды для максимальной азотфиксирующей активности симбиотической системы соя - клубеньковая бактерия. Выявлены восприимчивые к инфицированию клубеньковыми бактериями сорта, эффективные виды и дозы минеральных удобрений, штаммы клубеньковых бактерий. Установлены особенности фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов сои при различных типах минерального питания, формирования урожая (количества и качества).

Однако, до настоящего времени не изучены, а значит и не разработаны приёмы , использования на сое микроэлементов Мо и Ъп, содержащихся в минимуме в обыкновенных черноземах Центрального Предкавказья. На этих почвах, с низким содержанием подвижного фосфора, вносимые фосфорные удобрения связывают и без того малые запасы усвояемого цинка и он становится в первом минимуме. При рН обыкновенных чернозёмов 6,0-6,5 подвижность и биологическая доступность цинка наиболее слабая.

Цинк играет важную роль в процессах фотосинтетической деятельности растений, которая непосредственно связана с симбиотической активностью. Кроме того, цинк активизирует образование триптофана, предшественника ин-долилуксусной кислоты, высокое содержание которой в зрелых клубеньках коррелирует с максимальным уровнем азотфиксации.

Цинк повышает устойчивость растений к сухим и жарким погодным условиям, бактериальным и грибковым заболеваниям, что имеет большое значение в условиях неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья.

Соя весьма чувствительна к недостатку цинка, при котором значительно снижаются показатели фотосинтетической деятельности, падает симбиотиче-ская азотфиксирующая активность. Необходимым условием для развития КлгоЬшт ]рошсит и фиксации азота является сбалансированное питание по фосфору и цинку.

В карбонатных почвах происходит быстрое закрепление растворимых форм цинка, поэтому наиболее эффективно опрыскивание вегетирующих рас

30 тений.

Региональная недостаточность в обыкновенных чернозёмах Центрального Предкавказья растворимых форм молибдена и их важная роль в жизнедеятельности растений, особенно, в процессах фиксации атмосферного азота, определяют эффективность применения молибденовых удобрений. По имеющимся данным, наиболее перспективным способом применения молибдена при возделывании сои является предпосевная обработка семян (25 г элемента на гектарную норму семян) совместно с нитрагинизацией.

Анализ имеющегося материала позволяет предположить, что в условиях неустойчивого увлажнения обыкновенных чернозёмов Центрального Предкавказья инокуляция, предпосевная обработка семян экссудатом проростков озимой пшеницы, молибденом, применение внекорневых подкормок цинком, будут способствовать созданию наиболее благоприятных условий для фотосинтетической деятельности и симбиотической активности посевов сои. Высокий уровень фиксации азота воздуха приведет к увеличению урожайности и белковой продуктивности сои без применения азотных удобрений.

Глава II. Место, условия и методика проведения исследований.

Исследования проводили на экспериментальном поле отдела технологий полевых культур Ставропольского НИИСХ в звене озимая пшеница - соя в 1993. 1996 годах. Почва опытного участка - чернозём обыкновенный среднемощный среднесуглинистый на лесовидных суглинках; рН солевой вытяжки 6,5, содержание гумуса в пахотном слое 3,52%, общего азота 0,27%, подвижного фосфора - 28,8, обменного калия - 220 мг/кг сухой почвы.

Для исходной агрохимической характеристики опытного поля на участке были заложены почвенные разрезы. Содержание микроэлементов по профилю свидетельствует об очень высокой обеспеченности подвижным бором, высокой - марганцем, слабой обеспеченности цинком и молибденом (табл. 1).

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Переверзева, Елена Владимировна, Ставрополь

1. Антонов В.Б. Симбнотнческая активность и продуктивность сои в зависимости от приёмов возделывания на чернозёмах Центрального Предкавказья: Дисс. . канд. с.-х. наук. -М., 1991. 158 с.

2. Алов A.C. Удобрение сои в США (сводный реферат) // Сельское хозяйство за рубежом: Растениеводство. 1964. - № 12. - С. 14-19.

3. Анненков Б.Г. Сравнительная интенсивность нарастания сухого вещества и развития клубеньков у некоторых сортов сои // Условия произрастания и урожай сои. Новосибирск, 1978. - С. 92-100.

4. Антыков А.Я., Стоморев А.Я. Почвы Ставрополья и их плодородие. -Ставрополь: Кн. изд-во, 1970. -416 с.

5. Бабич A.A. Удобрение под сою // Зерновое хозяйство. 1975. - № 1. -С. 38-39.

6. Баранов В.Ф. На чернозёмах Северного Кавказа // Зерновое хозяйство. 1978.-№ 9.-С. 45-46.

7. Басистый В.П., Калинина H.A. Удобрение сои на переувлажнённых землях // Зерновое хозяйство. 1974. - № 2. - С. 41-42.

8. Бегун С.А. Развитие клубеньков на корнях сои в зависимости от внешней среды // Вопросы возделывания основных культур в Амурской области / ВАСХНИЛ СО. Новосибирск, 1976. - С. 117-120.

9. Бегун С.А. О распределении клубеньков по корневой системе сои. -Науч.-техн. бюлл. ВНИИ сои. 1976. - Вып.1. - С. 45-49.

10. Беликов И.Ф. Развитие растений сои в зависимости от размещения // Соя.-М., 1963.-С. 88.

11. Беликов И.Ф. Биологические основы рационального использования световых условий в посевах сои // Зерновые и масличные культуры. -1968. -№1,-С. 34-36.

12. Бережной И.Н. и др. Зерновые и зернобобовые культуры. Кишинев, 1975. - 301 с.

13. Бондар Г.В., Лавриненко Г.Т. Зернобобовые культуры. М.: Колос, 1977.-255 с.

14. Бумбу Я.В. Простые опыты с микроэлементами. Кишинев: Штиинца, 1986.-32 с.

15. Вавилов П.П., Посыпанов Г.С. Бобовые культуры и проблема растительного белка. М.: Россельхозиздат, 1983. - 253 с.

16. Волощенко С.В. Обоснование основных приемов возделывания сои на предкавказских карбонатных черноземах зоны достаточного увлажнения: Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. Ставрополь, 1985. - 20 с.

17. Генкель П.А. Физиология растений. М.: Просвещение, 1975. - 335 с.

18. Герасимов Н. Г. Сравнительная продуктивность зернобобовых культур в Ставропольском крае: Автореф. дисс. . канд. с.-х. наук. -Ставрополь., 1966. -21 с.

19. Гиренко Л., Щербаков В. Соя источник белка // Корма. - 1975. - № 6. -С. 35-36.

20. Глянько А.К., Шевчук В.Е. Эффективность применения микроэлементов под сахарную свёклу, картофель и бобовые культуры в условиях Иркутской области // Изв. Иркут. СХИ. 1966. - Т.З, Вып.25.-С. 139-147.

21. Голов В.И. Особенности накопления и выноса серы и основных микроэлементов растениями сои // Сб. научн. тр.: Биология, селекция и генетика сои. Новосибирск, 1986. - С. 62-73.

22. Гонта В.С. Поглотительная поверхность корневой системы сои в зависимости от доз азотного питания и влажности почвы // Тр./ Благовещен. СХИ. 1971. - Т.6, Вып.2. - С. 130-134.

23. Грицун А.Т. Применение удобрений в Приморском крае. -Владивосток, 1965. 433 с.

24. Груздов C.B. Применение гербицидов в посевах сои на мицеллярнокарбонатных черноземах зоны неустойчивого увлажнения: Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. Ставрополь, 1987. - 18 с.

25. Демолон А. Рост и развитие культурных растений: Пер. с франц./ Под ред. З.И. Журбицкого. -М., 1961. -400 с.

26. Джамро Г.Х. Формирование урожая семян зернобобовых культур в зависимости от активности фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов.: Дисс. . канд. с.-х. наук. М., 1983. - 232 с.

27. Дмитриенко П.А., Ватриховский П.И. О неодинаковой способности различных бобовых культур усваивать фосфор из труднорастворимых фосфатов // Докл. ВАСХНИЛ. 1965. - Вып.З. - С. 18-22.

28. Довгаль В.Н. Формирование урожая семян сои при разной обеспеченности элементами минерального питания (на типичных черноземах зоны неустойчивого увлажнения): Автореф. дисс. . канд. с.-х. наук. M., 1983. - 14 с.

29. Доросинский Л. М., Новикова А.Т., Загорьев И. В. Некоторые итоги работ и задачи научных учреждений географической сети опытов по изучению эффективности нитрагина // Актуальные проблемы сельскохозяйственной микробиологии. Л., 1974. - С. 3-11.

30. Доросинский Л.М., Тильба В.А., Бегун С.А. Об использовании биологического азота амурскими сортами сои // Биология, генетика и микробиология сои. Л., 1976. - С. 74-79.

31. Доспехов Б.А., Пупонин А.И. Земледелие с основами почвоведения. -М.: Колос, 1978.-256 с.

32. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. - 360 с.33