Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эффективность использования бактерий Azotobacter для инокуляции семян Fhfranthus Cruentus

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Эффективность использования бактерий Azotobacter для инокуляции семян Fhfranthus Cruentus"

РГЗ 0/1

КАЗАНСКИЙ " "Г О С V ДА РСТВЕННЫИ УНИРЕРСИТЕТ

На правах рукописи

02ИГАН0ВА Г у з е л ь Узбековна

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БАКТЕРИИ РОДА АгоТОВАСТЕЕ ДЛЯ Н Н О К У Л Я Ц Н И СЕНЯН АНАЕАИТНиЗ СКиЕНТив

03. 00. 07 - НИКРОбИОЛОГИЯ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

КАЗАНЬ - 1993

Работа шполпсна на кафедре микробиологии казапского государственного университета

Научные руководители : доктор биологических паук.

профессор. академик АН РТ И. Е ленинская кандидат биологических наук, доиеат Е Г, Захарова

Официальные оппонента: доктор биологических наук.

н. с. ИВ*Н РАН А. В. Афиногенова кандидат биологических паук, с. н. с Института биологии НИ РАН М Н. Давидова

Ведущая организация: Казанский технологический

ункверешет, каФ. прошалешоа биотехнологии

Запита состоится - /О •<ре£раУ!$с. 1994 г. в_часов

на заседании специализированного Совета К 055.29.19 в казанском государственной университете по адресу: 420008, ул. Ленина, 18.

С диссертацией исаио ознакомиться в научной библиотеке ем. н. я Лобачевского Казанского универстггета по адресу: 420000, ул.Ленина. 35.

Автореферат разослан "__"__________ 1993г.

Учения секретарь специализированного Совета, кандидат биологических галс

А.ЯАскарова

Актуальность дроблена. Дроблена повышения продуктивности различных культур с применением экологически безопасных технологий, основывающихся на максимальном использовании биологических ресурсов агроФитопенозов, является одной из актуальных в современной практике сельского хозяйства. При этом особое внимание уделяется изучению закономерностей микробиологических процессов, протекающих в ризосфере растений, в тон числе наиболее эффективному использованию биологического азота (Звягин-дев, 1992 ).

Обеспечение культурных растений азотон имеет важнейшее значение для увеличения производства сельскохозяйственных продуктов. Существуют два основных способа поступления азота в почву: биологическая Фиксация азота микроорганизмами и внесение минеральных азотных удобрений. Как известно, чрезмерное увлечение минеральными удобрениями инеет ряд негативных последствий (Нишустин, 1985). АзотФиксапия является единственным экологически чистым путей получения связанного азота. В настоящее время значительно расширился список никроорганизнов, способных Фиксировать атмосферный азот, хотя не потерян интерес и к классическим азотФиксаторан. в частности, азотобактеру (Жабаев. 1990; Pandey a Kumar. 1989). Проблема поиска эффективных штамнов азотобактера остается одной из наиболее важных я одновременно сложных, учитывая, что они должны отвечать нно-гян требованиям, в число которых входят: способность Фиксировать атмосферный азот, продуцировать витамины, Фитогорноны, вещества, подавляющие рост Фитопатогенов.

В последние годы накоплен обширный экспериментальный материал по экологии, Физиологии, биохимии ассоциативной азот-Фиксапии, по применению азотФиксируюших микроорганизмов для предпосевной обработки сенян различных сельскохозяйственных культур. Вместе с тем, данные такого рода полностью отсутствует в отношении растений рода Amaranthus L. Использование этих растений за последние 10 лет резко возросло вследствие их способности при высокой урожайности синтезировать и накапливать большое количество легкоусвояемого белка.

Практически не изученным является вопрос о никробнон таселении ризосФерной зоны амаранта, о закономерностях изнэне-

ния их численности, видовои составе, биологической активности. Изучение микробиологических и бкохинических процессов в ризосфере амаранта, относящегося к группе С-4 растений, имеет большое теоретическое и прикладное значение, т. к. растения рода АтагапгЬцз обладают рядом морфологических и метаболических особенностей, принципиально важных для практического использования.

Пель и задачи исследований, в соответствии с вышеизложен-нын. целью настоящей работы явилось выяснение закономерностей микробиологических и биохимических процессов, протекающих £ ризосфере АтагаШЬиБ сгиеп1из, поиск и отбор высокоэффективные азотфшссаторов для бактеризации семян с целью повышения продуктивности амаранта, улучшения его качества и снихения доз вносиных минеральных азотных удобрений.

Конкретные задачи исследований состояли в следующей:

1. Изучить качественный и количественный состав никроФлорь ризосферной зоны Атагаг^Ьиэ Ь.

2. Определить биологическую активность в ризосферной зоне в процессе роста АтагаШЪиз сгиетиБ Ь.

3. Исследовать уровень нитрогеназной активности в ризосфер« анаранта в зависимости от фазы развития растений.

4. Выделить из ризосферной зоны и отобрать наиболее перспективные штамны никроорганизнов - азотФиксаторов.

5. Изучить влияние отобранных пггамнов никроорганизнов на всхо жесть сенян. Формирование проростков и корневой систем] АтагапШ13 сгиегииз Ь.

6. В полевом опыте нетодон генетической наркировки определит приживаемость иптродушгрованных азотФиксаторов в ризосФер Атагашьиз сгиегииз I..

7. Изучить влияние бактеризации сенян анаранта на продуктов ность и качество получаеной продукции на Фоне различных до минеральных азотных удобрении в вегетационных и полевых опн тах.

Научная новизна. Впервые дана характеристика жизнедея тельнэсти микробных сообшеств в ризосфере новой корновой куль хуры Ашагатьиз стеШив. Показано стнкулируюшее влияние ама ранта па микроорганизмы, определяюсие плодородие почва;

- из ризосферы Amarantbus cruentas выделены микроорганизмы рока Azotobacter. обладаюиие одновременно высокой азотфиксирую-пей активностью, ро с тс тинулир уюшикй и фунгнстатическннн свойствами;

- показано, что искусственно созданные ассоциации штаммов Azotobacter и Azotobacter с апюмо-силикатными бактериями Bacillus mucllaginosus значительно повкиают эффективность инокуляции сеиян амаранта в сравнении с чистыми культурами;

- показано, что используемые пгганны и ассоциации обладают способностью улучшать азотное, фосфорное, калийное питание растений. а также положительно влияют на биологическую активность почвы.

Практическая значимость, в результате проведенных исследований показана целесообразность использования микроорганизмов из рода Azotobacter (отдельно и в ассоциации с Вас. nucllaglnosus) для повышения урожайности и улучшения качества амаранта, что проявляется в увеличении содержания белкового и снижении нитратного азота в растениях, с Целью получения эко-погически чистой продукции показана возможность снижения норм внесения азотных удобрений.

Апробация работа. Результаты работы доложены на Всесоюзном рабочей совеиании "Итоги научно-исследовательских работ с культурой амарант за 1987-88 гг"(Ленинград. 1989). на 1 Всесоюзной конференции "Возделывание и использование анарапта в СССР" (Казань. 1991). на Всесоюзной научно-производственном семинаре "Корновые растительные ресурсы - резерв интенсификации кормопроизводства" (Владикавказ, 1991). на III межрегиональной научно-производственной конференции "Амарант - проблема возделывания и использования" (Екатеринбург, 1992). на международном симпозиуме в Чехии "Лнарант как шпзевая. корновая и лекарственная культура" (Olomouc. 1993). на III Всероссийской ааучной конференции "Анарант: агроэкология. переработка, использование" (Казань. 1993).

Публикации, по материалам диссертации опубликовано 16 работ.

Объен работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы. раздела "Натериалы и методы", раздела "Результата и

обсуждения", диссертация завершается заключением, выводами и списком литературы. Материал диссертации изложен на 186 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, £5 рисунков. Список литературы содержит 196 отечественных и 130 иностранных наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Объекты и методы исследований. Исследования по изучению никроФлоры ризосферы Amaranthus cruentus проводили в полевых опытах на территории опытных участков Ботанического сада при КГУ. Изучение влияния бактеризации семян амаранта на продуктивность и качество продукции вели в вегетационных и полевых опытах, определение азотФнксируюшей активности в систене почва-растение проводили в модельном эксперименте, а также в условиях вегетационного и полевого опытов.

Объектами исследований служили перспективные штаммы бактерий из рода Azotobacter, выделенные из ризосферы амаранта багряного. Основными критериями при отборе бактерий служили: высокая скорость роста, способность к продуцированию витаминов группа В, недолилукс ус ной кислоты (ЕУК). к подавлению развития Фотопатогенных иккронидетов. высокая азотФикснруюпая активность, а также увеличение всхожести сеняы амаранта при обработке данными штампами.

Модельные опыты ставили в пластмассовых стаканчиках на 300 г почек в световой кзмере при световом режине: освепе-ние- 10 часов, затемнение - 14 часов.

Вегетационные опыты проводили в тешшде с естественным освешением в летний период. Растения выраиквали в сосудах, содержащих б кг почвы (почва дерново-подзолистая, Ph сол.- 5,9, содержанке гунуса - 1, в:<. Н ш. г. - 66, б иг/кг, Рр 05 - 53.5 нг/кг, К^О - 73,0 иг/кг) при трех уровнях азотного питания: без внесения минерального азота (контроль), при внесении аммиачной селитры из расчета с. 1 г д. в. (1,71 г/ б кг) и при использовании полозннпой дозы азота па Фоне ФосФорно-калийного удобрения. Гсчва полевых опытных участков - дерково-псдзо-листая того же состава, что и в вегетационном опыте. Растения выращивали на делянках площадью 10,5 м2, обпий размер опытного участка - 535,6 м2.

Ризосферную никроФлору и влияние бактеризации семян изучали в вариантах: без азотных удобрений, с внесением 120 и 60 кг/га аммиачной селитры на Фоне ♦осфорно-калийного удобрения (суперфосфат - 90 кг/га и сульфат калия - 150 кг/га). Бактеризацию в вегетационных и полевых опытах проводили путем замачивания сенян амаранта в бактериальных

ft 9

суспензиях кз расчета 10 - 10 клеток/нл па 1 сеня. Повторность опытов - четырехкратная.

Лля характеристики ризосферы анаранта определяли 17 показателей. в число которых входили: численность бактерий-использттжых органические Форгш азота и углерода; споровых бактерий; никроинцетов: акткношшетов; бактерий. ЪспользуЕгтх минеральный азот; нитриФикаторов; дешггрификаторов; алюмосили-катнык. иеяяплозоразрушаюикх, олнготштроФильных, азотфикснрую-еих микроорганизмов. Ншсробиологические исследования прово шиш обеепринятыми методами.

Лктивкость окнслнтедьно-восстановителышх и гидролитических Ферментов определяли: каталазы- методой Баха и Опарина, уреазы и протеаз- методом Гапстяпа и Лрутшяна (Кояеяко. 1981); интенсивность разрушения клетчатки- анплнкакнотган методом; выделепие из почвы СО - газовохронатограФнческкн методом (Аксенов я Багашн, 1986).

Приживаемость интродуцировашшк птаинов азотобактера изучали с поношью мутантов. устойчивых к стрзптомшшну.

Нитрогеназную активность бактерий и почвенных образцов определяли методом редукхшн ацетилена (Унаров. 1976). Способность итаниов продуцировать витамины изучали биологическим методом с использованием витамннзависимых тест-культур (Возня-ковская. 1969), ПУК - калоринетрическин методом в кодификации Гордона и Вебера (Колешко, 1984).

„ Кроне того, в вегетационных и полевых опытах проводили Фенологические наблюдения и биометрические измерения.

Питательную ценность анаранта определяли методом ИЕ-отражательной спектроскопии в лаборатории агрохиннелиорации Ботанического сада при КГУ.

Статистическую обработку данных проводили по Досаехову il987).

- 8 -

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Характеристика микробного сообшества ризосферной зоны.

Исследование ризосферы Amaranthus cruentus показало, что в ризосферной почве количество всех изучаемых групп микроорганизмов значительно больше, чем в почве, не занятой растениями (рис. 1). РизосФерный эффект (R/S) наблюдается на протяжении всего вегетационного периода и составляет, в частности для бактерий, растущих на НПА, от 1,4 до 2.2 (рис. la). Преобладающей в ризосфере амаранта багряного является группа несдоровых бактерий. В меньших количествах обнаруживаются спорообразухвгае бактерии. среди которых ведущее положение занимают вас. subtilis и Вас. megaterlum.

В ризосфере амаранта широко распространены актинокилеты, относящиеся к роду Streptoroyces (секции Clnereus, Albus, Roseus). Численность их в 1,2 - 2,8 раза выше, чей в почве без растений (рис. la).

В составе грибной микрофлоры обнаружены никроиицеты из родов Trlchoderma, Aspergillus. Penlclllium. а также Фитопато-генные виды из родов Alternarla и Fusarlum. Ризосферный эффект для грибов составляет от 1,2 до 1.9 (рис. 16).

Анализ Физиологических групп микроорганизмов показал, что численность целлюлозоразрушаюших никробов в ризосфере в 1,5 -2.0 раза выше по сравнению с почвой междурядий (ркс. 16). а содержание нитриФикаторов и денитрификаторов б прикорневой зоне в некоторые Фазы развития амаранта в десятки раз выше, чем в контрольной почве (рис. 1в).

Наибольшая численность олигонитрофильных и азотФиксирую-ших микроорганизмов наблюдается в Фазы бутонизации и цветения растений. Величина R/S для олигонитрофильных микроорганизмов состаЕляет 2.0-7,5, для азотФиксируюямх бактерий - 12,0-18,0. Из азотФиксаторов в почве сод анарантон доминируют микроорганизмы рода Azotobacter, количество которых в ризосферной зоне в 2-4 ра?а выше, чем вне ризосферы. В ризосфере инокулирован-пых растений отнечено увеличение скорости продуцирования СО£н более высокая активность всех изучаемых ферментов: каталазы -е 1.6-4.3 раза, уреазы - в 2,0-7,0 раза, протеаз - в 2,7-4.0 раза, целлюлазы - на 11, 5--13.4*.

млн 12 ■

¡о-&

6 ■ 4 ■

А'ЛН 2б|

2,52,0-V-

V

0,5Т м щ Т «Г Ж ¡V

Рис.1 Нзкеяение численности некоторых групп микрооргэниз-ноз в ризосфере Атагап1.Ьиз сгиеШиз. Обозначения: I- вегетативная. Фаза; II- бутонизация; ш-дветение; 1У-плодоношение; а-обшее количество гетеротрофов <1.2). актинонидеты (3.4); б-иикронидета (1.2).целлюлозоразрушаюгаие иикроорганизны (3,4); в-нитриФикаторы (1,?.), денитрификаторы ( 3,4); г-олигонитро-фялы ( 1,2). азотфиксируюшне никроо р ганиз ны (3,4)

г. Критерии отбора эффективных штампов азотобактера.

В процессе выполнения работы из ризосферы АтатапИназ сгиепШз в различные Фазы его развития было выделено 23 пггаииа бактерий, растущих на элективной безазотистой среде. После оп-

ределения их иитрогеназной активности было отобрано 4 штаииа Azotobacter chroococcum (б 35. н 25, ц 40 и б 1). азотФиксиру-хшая aiCTHBHOCTb отобранных культур колеблется от 65.0 до 289» б ни С2 Щ/Фл. час.

Как показали лабораторные опыты, все изученные штаммы азотобактера способны синтезировать и выделять в среду витани-ны группы В: биотин (0.02 - 0,09 мг/л), пиридоксин (О. з - 1.65 мг/л), тианин (0.3 - 1,95 нг/л). пантотеновую кислоту (0,1 -Я. 25 мг/л). кроне того, они являются активныни продуцентами 1шдолилуксусной кислоты. Так. штаммы В 35 к И 25 образуют соответственно 64,7 и 69.ó нг/л НУК. Наксинальное накопление витаминов и гетероауксина происходит в стационарную Фазу развития бактерий.

Одним из «{акторов положительного влияния азотобактера ка растение можно считать его антагонизм по отношению к фитопато-геннын никромидетам, встречавшимся в ризосфере растений. Было установлено, что все исследованные штанны в той или иной степени: оказывают угнеТаиаэе действие па развитие таких Фитопато-гешшх никромицетов,как Alternarla, Fusarium и Botrytls, процент подавления которых составляет от 49. 6 до 85,0'<.

Проверка всхожести семян амаранта в лабораторных условиях показала, что их обработка азотобактером увеличивает энергию прорастания на 14. 0-32, 5'/■, прнчен наибольший эффект проявляется ери использовании скеси штаммов Azoíobacter. Усиление энергии прорастания бактеризованных семян имеет определенное практическое значение е связи с низкой и неравномерной всхожестью сенян амаранта в полевых условиях.

3. Приживаемость штаммов азотобактера в ризосфере.

При изучении приживаемости азотобактера в ризосфере амаранта использовали нутанты, устойчивые к 500 ккг/нл стрептони-пина. Сравнение культурапьно-норфологических признаков "меченых" штанмов, их ннтрогеназной активности и способности продуцировать HVX не обнаружило существенных различий с исходными штаммами.

Анализ данных по приживаемости показал, что популяционные кривые интродуцированных штаммов не инеют принципиальных раз-

- И -

личия (рис. 2).Еыло установлено, что все пгтанмы сохраняются в ризосфере иногулированяых растений в течение всего вегетационного периода. Е ноненту созревания растений их численность остается на уровне 1,0-1.25 млн/г прикорнезой почвы. Стабилизация численности наступает через 1.5 месяца после инокуляция азотобактерон и па 15 дней раньше при инокуляции вместе с алю-но-силикатныни бактериями. При комплексной бактеризации численность азотобактера была примерно в 4 раза выше, чем при применения смеси азотобактеров, что. по-видинону, свидетельствует о положительном влиянии силикатных бактерий на приживаемость азотобактера.

4." Влияние бактеризации на биологическую активность в ризосфере Amaranthus cruentus. в результате микробиологических исследований было уста-

3«

СУТКИ

I ■ I-1--1--(--

<0 20 30 45 60 90

Рис. 2 Динаника численности популяций АгсИоЬас^ег в ризосфере АтагаШШз сгиетиз.

Обозначения: Н-количество бактерий з 1 г; 1-пгганм Ш25; 2-Б1; 3-В35; 4-Ц40; 5-смесь штаммов АгогоЬасгег; б-ассогшапия Azot.obact.er и Вас. шисИадШозиз

новлено. что бактеризация сенян улучшает условия разннохення i ризосферяой зоне большинства групп никроорганизнов. При этом i ходе вегетации при всех трех уровнях азотного питания происходит достоверное увеличение численности: бактерий, используюшю органические и минеральные Формы азота Св 1,г-40, о и 1,2-6. '< раза соответственно), актинонипетов (в 1.2-12, 8 раза), целлюдо-зоразруоаювих микроорганизмов (в 1,3-17,О раза), олигонитроФи лов (в 1.5-40,0 раза), спонтанной азотфиксируюшей микрофлоры (f 4,0-34,0 раза), силикатных бактерий (в 1. 2-7.о раза). Нитрифицирующие бактерии реагируют на бактеризацию в гораздо меньше* степени, чем другие микроорганизмы. Ях численность на протяжении всего вегетационного периода отличается стабильностью i увеличивается при обработке незначительно. Содержание никрони-петов в ризосфере опытных растений достоверно снижается {£ 1.4-3,9 раза). Обрашает на себя внинание тот Факт, что в составе никронипетыого сообшества происходит перегруппировка в сторону уменьшения в опытных вариантах численности таких Фитопатогенных микрошшетов, как Alternaría, Fusarlum.

Усиление размножения микроорганизмов в ризосфере бактеризованных растений коррелирует с активизацией их биохикичесхоЕ деятельности, вследствие чего повышается Ферментативная активность ризосФерной почвы (табл. 1). При этой в большинстве случаев ббльшая эффективность наблюдается при комплексной бактеризации.

5. АзотФиксируюшая активность в ризосфере Amaranthus cruentus.

В зегетадионных и полевых опктах обнаружено сильное стимулирующее действие анаранта на процесс азотФиксашш в прикорневой зоне. Нитрогеназная активность в ризосфере амаранта багряного в полевой эксперименте составляет от 1.24 до 96.8 ига Н/кг час в зависимости от Фазы развития растений, что в 2 -20 раз выше, чей в почве междурядий (табл. 2). Наксинун азот-Фиксируюшей активности приходится на фазу плодоношения амаранта, Высокие значения потенциальной азотфиксируюшей активности, по-видинону, объясняются,с одной стороны,тем. что анарант относится к группе с-4 растений с повышенной интенсивностью Фо-

Таблица 1

ферментативная активность в ризосфере амаранта при применении минеральных и бактериальных удобрений

>ернента Варианты Фазы развития растений

вегета- - бутони- цветение плодоно-

тивная зация шение

1атадаза РК 5, 63 5. 50 12.75 3.15

(в МГ Н?02 НРК 3, 82 3. 50 8. 30 2.10

1а 1 г поч- Н03РК 4, 00 3. 15 9.0 2.45

вы за РК+азотоб 7.44 10. 80 21,40 3. 33

1 час) РК+снесь м- -о 5.85 12.05 22. 35 3. 83

НСР0)05 0. 33 1,25 0. 91 0. 25

/реаза (в РК 1. 36 1. 28 1. 08 1,40

<г НН; на НРК 2. 53 2.45 2. 20 2.90

1г почвы за Но(5 РК 2» 90 2. 53 2. 35 3. 15

24 часа Р^азотоб. 1, 37 1.44 1. 64 2. 16

РК+снесь н- -о 1. 50 1. 52 1, 75 1. 88

НСР005 0. 18 0. 47 0. 39 0. 35

1ротеазы РК 0, 16 0. 27 0, 59 0, 16

(в нг гяи- НРК 0, 27 0,44 1. 28 0, 26

гана на 1г Но,5 РЕ 0. 33 0,60 0.90 0,44

почвы за РК+азотоб. 0. 16 0, 33 1. 27 0, 19

24 часа) РК+снесь н- -о 0, 33 0,44 1. 33 0. 28

- НСР0|<,; 0, 08 0. Об 0, 2? 0, 00

Зеллюлаза РК - 28. 3 32, 3 39. 3

(в '/.) РК+азотоб. - 30, 6 47. 9 52,4 .

РК+снесь н -о - 47. 7 48. 5 56, 9

госинтеза. а с другой - тем, что в его ризосфере активно раэм-яожаются азотФиксируюшие никроорганизны.

В настоящей работе показано, что инокуляция семян анаранта

Таблица I

АзотФиксируюшая активность в ризосфере анаранта багряного (нкг н/кг час)

Варианты Бутонизация Цветение Плодоношение

РК-Фон 2, 35+ 0. 60 1, 24+.0. б 85, 0+ 5.3

РК+азотобактер 2, 50+ 0. 65 37. 9 ±4. 1 620. 0+15, 1

РК+скесь м-о 230, 4 ±10.5 858, 3i20. 4 356. 0+11.0

HPK-Фон 0 2. 33+0, 60 96. 8+6, 7

НРК+азотобактер 2. 24+0.34 5. 10+0, 91 114. 0±7. 2

НРК+смесь н-о 1. 32+0.20 17. 50±1. 90 132. 0t7,4

Но, 5 PK-фон 3. 89t0, 45 5. 10+1. 2 77. 4±4, 15

H0iS РК+азотобактер 1, 30+0,12 8, 45+0. 9 254. Olli.8

П„5 РК+смесь н-о 4. 29+0,75 416. 7+12, 5 116. OilO. 3

почва без анаранта 0 0, 24±0, 1 36. 612.7

увеличивает азотфшссируюоую активность в десятки ргз в вариа] так без внесения азотных удобрений, в 1,5 - 80 раз на фоне ш ловинной дозы азота ив 1.2 - 7,0 раза при внесении азотло; удобрения з количестве 120 кг/га.

При этой максннальнкх значений активность азотФнксад: достигает в вариантах с комплексной бактеризацией. Влиен инокуляции на нитрогеназпую активпость в ризосфере анарап проявляется в течете всего вегетационного периода, что связ но, по-ридикому, с активная развитием азотфиксируших мккроо ганизмов в зоне корней в ходе всей вегетации.

5. Влияние бактеризации на продуктивность и качество АтагагШтз сгчеплиз. в вегетационных и полевых опытах изучалось вяеяп перспективных штамнов азотобахтера и ассоциации Аго^Ьасгег Вас. пмсИгзтозиз на урожай и качество амаранта багряного п трех уровнях азотного питания. Результаты измерения основе биометрических показателей анаранта свидетельствуют, что ба теризапия положительно влияет на рост и развитие растеш* особенно в начальный период их развития. Прирост биомассы ал

ранта происходит как за счет высоты растений (в 1,2-2.4 раза), так и за счет нассы листьев (в 1,2-2,75 раза), стеблей (в 1.2-5.9 раза) и кетелок (в 1.2;8, 3 раза). Выявлено положительное влияние инокуляции на развитие корневой системы анаранта. Так. во время бутонизации корневая масса амаранта достоверно увеличивается в средней в 1,6-2.9 раза по сравнению с контролем.

Результаты полевых испытаний показали, что иаибольиее влияние на продуктивность растений оказывает применение ассоциации микроорганизмов на Фоне половинной дозы минерального азота. Из результатов таблицы 3 видно, что урожайность амаранта в разные годы различается. Однако при инокуляции сенян микроорганизмами тенденция к увеличению продуктивности растений сохраняется и прирост урожая составляет в среднем 44, 5/..

Бактеризация оказывает влияние я на накопление азота, ФосФора и калия в почве и в растениях. Содержание азота в ризосфере бактеризованных растений возрастает до 55, в'/., что ииеет большое зпзчепие при возделывании анаранта. т. к. известно, что на среднеобеспеченных Босфором и калием дерпо-во-лодзолистых почвах определяющим фактором дня этой культуры является наличие в почве доступного азота. Несколько в меньших количествах происходит накопление в почве под бактеризованными растениями фосфора и калия. Так. содержание Фосфора увеличиваете? на 4-45/.. калия - па 3-1Т/. от контроля.

Отмечается значительное увеличение содержания протеина в различных органам амаранта при бактеркзащш (табл. 3). Это имеет особенно вагное значение, поскольку корма из амаранта вводятся в рацион жквотпых, в основном, как белковая добавка. Одновременно с этим происходит некоторое повышение содержания ФссФора и калия в надземной массе растений. Так, процентное содержанке КцО увеличивается в среднем на 1,5-3,5Z.

Особенностью растений семейства Araaranthaceae является способность накапливать нитрата е дозах, превышающих обычное содержание их в другие растениях (HartIn de Troiani a R. Sancher T. , 1991). В связи с этим, с целью экологического контроля в различных органах растений била определена концентрация нитратного азота. Максимальное содержание ннтра-

Таблица 3

Влияние бактеризации семян анаранта микроорганизмами на его урожайность

Варианты Урожай- Прибав- урожай- При- Содержание

ность ка ность ба- СЫРОГО ПРО-

т/га 7. т/га вка теина СО

1990 г. 1991 г. 7. листья стебли

PK-Фон 34. 9 29, 9 21. 3 14,0

РК+азотоб. 50, 3 43. 9 36, 1 20, 6 24. г 15, 9

РК+смесь н- 051. 3 49. 7 41. 2 37. 7 22,4 14,7

НСРо, с ь 2. 52 10, 78

HPK-фон 36. 6 31. 0 23.0 17. 9

НРК+азотоб. 53, 9 47. 2 43. 0 38, 6 26. 6 19.0

НРК+снесь 54. 9 50. 0 44. 7 44. 1 27.4 17. 2

HCP0joj 2. 5С 5. 14

Н0,s РЕ-ФОН 36, 0 31. 25 22, 1 12,0

H„iS РК+азот. 53. 8 49. 3 46, 8 49.8 25.4 16. 3

Ы„5 РК+смесь 54. 8 52. 0 47, 7 52.5 25.0 18, 9

НСР0;05 2, 04 1. 82

тов (424-794 мг/кг) обнаружено в стеблях контрольных растений (рис. 3). При бактеризации содержание нитратного азота во всех органах амаранта значительно снижается, причен в стеблях на 6. 2-64. 7у. в зависимости от доз вносимых удобрений.

Обобщая результаты вегетационных и полевых опытов, можно прийти к заключению о несомненном влиянии птаннов азотобактера и ассоциации Azotobacter и Вас. nnicllaglnosus на урожайность и качественные показатели Ainaranthus cruentus. что говорит о хорошей отзывчивости данного растения на инокуляцию. Положительное действие бактеризации ножно свести по крайней мере к 5 основным Факторам: усиление активности микроорганизмов ризосферы; увеличение количества доступного растениям биологического азота; выработка бактериями витаминов и ИУК; за-

(мг-Мь)

700-

&оо -500 ■ коо 500200 •

100-

гЬ

РК

1

ЛИСТЬЯ 1

РК.

>1РК Ко 5 РК

стевли '

РК ЫРК (<0,5 РК

соцветия '

Рис. 3. Влияние бактеризации на содержание нитратного азотав различных органах амаранта о - контроль; хшЩ- обработка азотобактером; ЬВМ - обработка ассоциацией азотобактера и алюно-силикатных бактерий

шита от патогенной почвенной микрофлоры; увеличение'поверхности корневой систены, что приводит к повышению использования элементов питания.

Больший эффект от инокуляции семян амаранта получен на фоне умеренной дозы азота, что способствует наиболее эффективному использованию азотсих удобрений и позволяет сократить норны их внесения. Это, в свою очередь,ведет к получению более дешевой и экологически чистой продукции.

ВЫВОДЫ

1. Впервые изучен качественный и количественный состав никроорганизнов в ризосфере Ашагаг^ьиэ сгиепгиэ ь. Показано, что в ризосферной зоне амаранта создаются благоприятные условия для развития различных Физиологических групп микроорганизмов, в том числе и азотфиксируипих.

2. Отмечена более высокая биологическая активность ризосферной зоны анаранта по сравнению с почвой без растений.

3. Показано, что внесение минерального азота положительно влияет на развитие в ризосФерной зоне большинства групп никрсорганизнов и активность гидролитических ФернентоБ.

4. Из ризосферы Amaranthus cruentus выделены никроорга-низны рода Azotobacter. обладающие одновременно высокой азот-Фиксируюшей активностью, ростстинулируюшими и фунгистатически-ни свойствами.

5. Впервые проведенная бактеризация сенян азотобактерон и ассоциацией азотобактера и адюмо-силикатных бактерий оказала положительное влияние на всхожесть семян амаранта и Формирование проростков.

6. Установлено, что штаины азотобактера, внесенные с се-ненани,хорошо приживаются и длительное время сохраняются в ризосфере анаранта багряного, присутствие силикатных бактерий способствует лучшей приживаемости азотобактера и повышает уровень стабилизации их численности.

7. Бактеризация сенян анаранта приводит к увеличению численности большинства групп ризосферных микроорганизмов и повышению биологической активности ризосФерной почвы.

8. внесение штаммов азотобактера вызывает повышение потенциальной азотФиксируюлей активности почвы.

9 При бактеризации улучшается обеспечение растений азо-тон, фосфором, калием, что положительно влияет на накопление растениями этих эленентов. Значительно увеличивается содержание протеина при одновременном снижении количества нитратного азота в растениях, что имеет большое значение для улучшения кормовых и пищевых качеств амаранта.

10. Инокуляция семян амаранта микроорганизмами позволяет сократить нсрмы внесения минеральных азотных удобрений и повысить урожайность на 20,6-52,5Z.

Список работ, опубликованных по тене диссертации:

1. Ожигановз Г. V. . Кипенская Л. В., Дегтярева И. А., Ахметзянова г. Г. Влияние различных удобрений на количественную динамику микроорганизмов в ризосфере амаранта // Тез. докл. раб. совет. "Итоги научно-исследовательских и прикладных работ с культурой анаранта".- Ленинград, 1989. - С. 47.

- 19 -

г. Ожиганова Г. V.. Донрачев Н. Я., Дегтярева В. А.. Ахметзянова Г. Г. Ззненение численности никроорганизнов в ризосфере анаранта под влиянием различной обработки почвы и удобрений // Тез. докл. Всесоюз. науч. -произв. конФ. "Корковые растительные ресурсы - Фактор научно-производственного процесса в кормопроизводстве". - Киев - Белая церковь, 1989. -с. 57.

3. Дегтярева И. Л., Ожиганова Г. У. Характеристика микроорганизмов ризосферы анаранта и влияние на них минеральных удобрений // Тез. докл. итоговой конФ. нол. ученых "Изучение и оптимизация агроэкосистен в целях повышения их продуктивности и устойчивости". - Казань. 1989.- с. 1а.

4. Ожиганова Г. У., Дегтярева П. А.. Зенскова Г. Р., Ланских Г. П. Перспективы использования бактериальных препаратов для инокуляции семян анаранта // Тез. докл. П итоговой конФ. нол. ученых и спец. "Анарант: агроэкология, переработка, использование". - Казань. 1991. - С. 32-33.

5. Нуриева 3. В., Внкнурзина в. Г., Ожиганова Г. V.. Дегтярева И. А. Развитие корневой система амаранта багряного при обработке семян азотобактером // Тез. докл. П итоговой конФ. нол. ученых и спец. "Анарант: агроэкология, переработка, использование*. - Казань, 1991. - С. 26-27.

6. Ожиганова Г. У., Глонти Е. Г. . Сайманова Р. А. Влияние спутника азотобактера на его Физиологическую активность. Деп. В ВИНИТИ, 1990, Н 4164-В90.

7. Чернов И. А.. Колупаев Б. П., Вагизова А. С., Ожиганова Г. У. Возделывание амаранта багряного без применения ядохимикатов в условиях Татарстана // Тез. докл. Всес. совеш. 'Перспективы создания экологически чистых технологий возделывания сельскохозяйственных культур". - Ленинград. 1990. - С. 3.

8. Ожиганова г. у., Ахнетзянова г. г.. Дегтярева и. А. и др. Влияние инокуляции сенян амаранта различными микроорганизмами на его продуктивность // Тез. докл. 1 Всес. конФ. "Возделывание и использование анаранта в СССР".- Казань, 1991. - С. 154.

9. Ожиганова Г. У. . Дегтярева И. А., Андреева Н. Г. , Чернов И. А. Перспективы применения бактериальных удобрений при возделывании анаранта багряного // Тез. докл. 12 конФ. почвоведов. агрохимиков и земледелов Ср. Поволжья и Урала "Почвы

Среднего Поволжья и Урала, теория и практика их использования и охраны". - Казань, 1991. - 42. - С. 165-166.

10. Эффективность бактеризации сенян анаранта. Научно -нетох^ческие основы земледелия // Земледелие. - 1991.- Н1.- с. 31.

11. Ozhieanova G., Tchernov I. The influence of amaranth seed lnoculation Ьу Azotobacter ln plant productivitr // Intern. stop. "Amaranth as a food, forage and medicinal crop". - Olomouc Hltra, 1992. - P. 32-33.

12. Ожиганова Г. V., Захарова H. Г., Дегтярева И. А. и др. Использование микробной РНК-азы для обработки семян Ama-ranthus cruentus // Биологические науки. - 1992. - Н 2. - С. 135-138.

13. Ozhlganova G.. Degtereva I.. Chernov I. utilización de la microflora fijadora de nltrogeno Asociada, para el incremento del rendimiento de los Amarantos// Amarantos. Hovedades e Informaciones. - 1993. - H 13. - P. 2-3.

14. Ожиганова Г; У.. Андреева Н. Г.. Захарова Н. Г. изучение азотфиксируюшей активности и способности к продуцированию физиологически-активных вешеств микроорганизмов рода Azotobacter // Тез. докл. III всерос. науч. конФ. "Амарант: агроэкология, переработка» использование". - Казань. 1993. -С. 13.

15. Ожиганова Г. V.. Захарова Н. Г., Зеискова Г. Р.. Чернов И. А. Влияние бактеризации сенян анаранта багряного на рост и развитие растений при разных уровнях азотного питания // Тез, докл. III Всерос. науч. конФ. "Анарант: агроэкология, переработка, использование". - Казань. 1993. - С. 15.

16. Ожиганова г. V., Дегтярева И. А., Андреева Н. Г., Захарова н. Г. Применение сухого препарата азотобактера для предпосевной обработки сенян амаранта // Тез. докл. III Всерос. науч. конФ. "Амарант: агроэкология, переработка, использование". - Казань. 1993. - С, 17.

Сдано в набор 20.12.93 г. Подписано в печать 21.12.93 г. Форм.бум. 60 х 34 1/16. Иеч.л.1. Тираа 90. Заказ 532.

Лаборатория оперативной полиграфии ИГУ 420008 Казань, Ленина, 4/5