Эффективность применения ризосферных диазотрофов под зерновые в зависимости от содержания органического вещества в почве

Сологуб, Дмитрий Борисович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Эффективность применения ризосферных диазотрофов под зерновые в зависимости от содержания органического вещества в почве
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Эффективность применения ризосферных диазотрофов под зерновые в зависимости от содержания органического вещества в почве"

На правах рукописи

СОЛОГУБ Дмитрий Борисович

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РИЗОСФЕРНЫХ ДИАЗОТРОФОВ ПОД ЗЕРНОВЫЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПОЧВЕ

Специальность 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2005

Работа выполнена в ГНУ Всероссийский НИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Завалин Алексей Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Ваулин Александр Васильевич, кандидат биологических наук Селицкая Ольга Валентиновна

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Ивановская государственная сельскохозяйственная академия

Защита состоится 2005 г. в 14 часов на заседании

диссертационного совета Д 006.029.01 при ГНУ Всероссийский НИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова. Адрес: 127550, Москва, ул. Прянишникова, д. 31 а, ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова.

Автореферат разослан оIQM 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук

Цыганок С.И.

10213-

г 7

Общая характеристика работы

Актуальность. Урожайность зерновых культур, наряду с другими факторами, зависит от обеспеченности растений азотом. Для этой цели используется только два его источника - химические азотные удобрения и биологическая фиксация азота (Шумный, 1991). Среди них особая роль принадлежит биологическому азоту, фиксированному в посевах злаковых культур ризо-сферными микроорганизмами, что позволяет вовлекать в агроценозы дополнительное количество азота и экономно расходовать минеральные азотные удобрения.

Реакция растений на инокуляцию ризосферньши микроорганизмами наряду с вовлечением в агробиоценоз азота атмосферы (Патыка, 1997; Шаба-ев,2004), заключается в усилении корневых выделений растений, увеличении биомассы и поверхности корневой системы (Кожемяков, 1997), стимуляции поступления в растения элементов питания (Кравченко, 2000; Кукреш, Хо-дянкова, 2001; Азубеков, 2001; 8а1с1е1,1987). Микроорганизмы способны продуцировать физиологически активные вещества (Васюк,1985; Белимов,1990; Игнатов и др., 1996; Кравченко, 2000), ингибировать развитие фитопатоген-ной флоры (Чеботарь, 1989; Патыка и др., 1997), стимулировать прорастание и увеличивать всхожесть семян (Наумов и др., 1997; Ефимов и др., 2000; Бай-рамов, 2001).

Продуктивность агроценоза может быть существенно повышена путем увеличения потенциала азотфиксирующей активности в корневой зоне за счет создания оптимальных условий для взаимодействия растений и микроорганизмов (Волкогон, 1997), в том числе изменения содержания в почве органического вещества и других агрохимических показателей почвы.

Цели и задачи исследований.

Цель работы - оценить действие ассоциативных биопрепаратов на использование растениями различных источников азота почвы, удобрений и атмосферы в зависимости от плодородия почвы и влияние на урожайность зерна зерновых культур. Для этого предусматривалось решение следующих задач:

1. Определить действие биопрепаратов на массу зерна и соломы яровых культур в различных экологических условиях.

2. Выявить роль биопрепаратов в накоплении азота растениями ячменя и яровой пшеницы.

3. Изучить влияние биопрепаратов на использование растениями азота удобрений (с применением стабильного изотопа 15Ы).

4. Оценить роль различных источников азота в формировании урожая ячменя и яровой пшеницы.

5. Исследовать состояние баланса азота удобрения (15Ы) в системе почва-растение при использовании биопрепар

Научная новизна.

Впервые установлена особенность действия ризоагрина и флавобакте-рина на массу зерна ячменя в зависимости от окультуренности светло-серой лесной почвы. На низкоокультуренной почве биопрепараты, практически не влияли на массу зерна. На среднеокультуренной почве флавобактерин положительно влиял на урожай ячменя не зависимо от погодных условий вегетационного периода, а действие ризоагрина на урожай проявлялось при достаточном количестве атмосферных осадков. Биопрепараты обеспечивают большую прибавку урожая зерна на среднеоплодородной почве, что связано, в первую очередь с содержанием органического вещества являющегося субстратом для азотфиксирующих бактерий. Внесение в низкоплодородную почву органических удобрений положительно сказывается на эффективности ризоагрина.

С использованием стабильного изотопа 15Ы установлен коэффициент использования растениями азота удобрений при инокуляции семян биопрепаратами, который, как правило, возрастал. Не выявлено усиления минерализации свежеснесенного органического вещества при инокуляции семян ризоаг-рином.

Определены источники азота в формировании урожая: основным является азот почвы, доля азотных удобрений невелика и зависит от погодных условий вегетационного периода и плодородия почвы. При использовании биопрепаратов увеличивается доля условно-биологического азота в формировании урожая яровых зерновых культур.

Оценена роль биопрепаратов в балансе азота удобрений, заключающаяся в различном их действии в зависимости от погодных условий вегетационного периода и уровня плодородия почвы.

Практическая значимость работы.

Заключается в том, что выявлены особенности действия биопрепаратов на урожайность зерновых культур при различном содержании в почве гумуса и установлена положительная роль дополнительно внесенного органического вещества на действие инокулянтов. Знание этих закономерностей позволяет дифференцированно применять биопрепараты для инокуляции семян ячменя и яровой пшеницы в агротехнологиях их возделывания..

Проведена оценка методов определения количества дополнительного азота, участвующего в формировании урожая, позволяющая оценить эффективность использования биопрепаратов в земледелии.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации апробированы на конференции молодых ученых в Санкт-Петербурге (1999) и ВИУА (2001) и на Международном конгрессе по молекулярному взаимодействию

микроорганизмов и растений (С.-Петербург, 2003). По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 165 страницах, включая введение, обзор литературы, 5 глав, выводы, список использованной литературы включает 200 отечественных и зарубежных авторов. Работа содержит 42 таблицы, 8 рисунков, 8 приложений.

Условия и методика проведения исследований

Эффективность биопрепаратов (ризоагрин и флавобактерин) под яровой ячмень изучали в микрополевом опыте на светло-серой лесной почве на территории Дединовской опытной станции, расположенной в Луховицком рне Московской обл. В исследованиях использовали высокопродуктивный сорт ячменя Риск, выведенным НИИСХ ЦРНЗ, потенциальная урожайность которого достигает 8-9 т/га. Короткостебельный сорт характеризуется быстрым начальным ростом, устойчив к полеганию.

Почва различалась по степени окультуренности (низкая, средняя, высокая) и перед закладкой опыта она имела агрохимическую характеристику: 1 (низкая): pHKci 6,5-6,8, гумус (по Тюрину) 1,72-1,8%, Илг (по Корнфильду) 30-52 мг/кг, Р205 (по Кирсанову) - 145-150 мг/кг, К20 (по Кирсанову) - 80-83 мг/кг; 2 (средняя): pHKCi 6,1-6,8, гумус 2,68-2,80%, Nnr 54-58 мг/кг, Р205 -310-324 мг/кг, К20 - 120-131 мг/кг; 3 (высокая): pHKci - 6,3-6,8, гумус 3,69-3,81%, Ылг - 66-70 мг/кг, Р205 - 370-390 мг/кг, К20 - 310-320 мг/кг.

Заполнение почвой сосудов без дна, площадью 0,04 м2, проводили осенью. Для изучения баланса азота, накопления его растениями из минерального удобрения, использовали стабильный изотоп азота l5N в форме аммиачной селитры, меченой в обеих группах с обогащением 61,24 ат.%. Удобрение вносили весной из расчета 3 и 6 г/м2 (30 и 60 кг/га), повторность опыта четырехкратная.

Погодные условия во время проведения микрополевого опыта были различными. Вегетационный период 1998 г. по количеству осадков и среднесуточной температуре воздуха был благоприятным для роста и развития ячменя. Погодные условия 1999 г. складывались неблагоприятно: наблюдался недостаток атмосферных осадков при повышенной температуре воздуха. Вегетационный период 2000 г. был неустойчивый по увлажнению.

Для изучения роли ризоагрина в использовании растениями азота органических удобрений проводили мелкоделяночный опыт с яровой пшеницей сорта Крепыш на дерново-подзолистой грунтово-глееватой супесчаной почве на территории производственного объединения "Эмманус" в Тверской обл. Общая площадь делянки 1,4 м2, учетная 1 м2, повторность 4-х кратная. Агрохимические показатели почвы: pHKci 6,0-6,1, гумус (по Тюрину) 1,2-1,3%,

Илг 30-52 мг/кг, Р205 (по Кирсанову) - 215-210 мг/кг, К20 (по Кирсанову) -95-110 мг/кг.

В опыте использовали стабильный изотоп азота 1SN в форме NH4NO3, меченной в обеих группах с обогащением 4,98 ат. %. В качестве органического удобрения использовали солому озимой ржи, меченую ISN, с обогащением 6,608 ат.% и полуперепревший навоз. Азотное (3 г/м2) и органические удобрения (300 г/м2) вносили на делянки перед посевом. Дозы фосфорных удобрений - 3 г/м2, калийных - 6 г/м2 (соответственно 30 и 60 кг/га)

Погодные условия 1996 г. соответствовали среднемноголетним значениям. В 1997 г. в начале вегетации температура воздуха была ниже средне-многолетних значений, во вторую половину вегетации наблюдалось почти полное отсутствие осадков. В 1998 г. при появлении всходов температура воздуха была выше среднемноголетних значений, и испытывался некоторый дефицит влаги. В дальнейшем температура воздуха была близка к норме. В июле и августе выпали обильные дожди.

В обоих опытах' использовали препараты, изготовленные ВНИИСХМ. Ризоагрин- создан на основе штамма, относящегося к роду Agrobakterium radiobakter (штамм 204). В 1 г торфяного препарата содержится 8-12 млрд клеток бактерий. Флавобактерин - создан на основе штамма, относящегося к роду Flavobacterium sp. (штамм Jl 30). В 1 г торфяного бактериального препарата содержится 5-10 млрд. клеток бактерий данного штамма. Оба препарата являются порошковидным торфяным субстратом, обогащенные питательными веществами, с влажностью 45-50%.

Инокуляцию проводили в день посева из расчета 600 г препарата на 6 млн. всхожих семян. В качестве прилипателя использовался молочный обрат, из расчета 1,5-2,0% по отношению к массе семян. Посев семян производили во влажную почву. После появления полных всходов учитывали количество взошедших семян.

Уборку урожая проводили в фазу полной спелости зерна. Растения срезали на высоте 0,5 см над поверхностью почвы, через 12-15 суток обмолачивали. Определяли воздушно-сухую массу зерна и соломы. В опыте с ячменем определяли массу корней. Содержание общего азота в почве и растениях определяли по Къельдалю-Йодельбауеру, изотопный состав азота в растениях и в почве - на масспектрометре МИ-1301.

Расчет количества фиксированного азота проводили классическим разностным, разностным с использованием 1SN и методом изотопного разбавления.

Статистическую обработку результатов опытов осуществляли с использованием пакетов статистической обработки данных STAT, EXSEL.

Результаты исследований

1. Действие биопрепаратов на массу зерна и соломы яровых культур в различных экологических условиях В микрополевом опыте на светло-серой лесной почве масса зерна ячменя определялась погодными условиями вегетационного периода (табл. 1). Уровень плодородия почвы в большей степени влиял на урожай в благоприятные годы, а роль условий минерального питания растений проявлялась при неблагоприятных погодных условиях вегетационного периода.

Таблица 1. Влияние удобрений и биопрепаратов на массу зерна и соломы

ячменя в зависимости от плодородия почвы, г/сосуд

Зерно Солома

Вариант (В) 1998 г. 1999 г. 2000 г. Средняя Средняя за 3 года

Низоплодородная(А)

РК-фон1 (Ф1) Ф1+ризоагрин (РА) Ф1+флавобактерин (ФБ) ЫЗОРК - фон2 (Ф2) Ф2+РА Ф2+ФБ Ф1+Ы60 15,8 20,3 18,7 21,1 19.3 19,1 19.4 23,6 25,1 22,5 27,3 21,3 23,5 23,8 9,1 9,7 9,0 9,7 10,3 ' 10,0 11,1 16,1 18,4 16,7 19.4 17.0 17.5 18.1 19.8 23.1 22,6 26,1 23.9 24,6 26.2

Среднеплодородная(А)

РК-фон1(Ф1) Ф1+ризоагрин (РА) Ф1+флавобаетерин (ФБ) ЫЗОРК - фон2 (Ф2) Ф2+РА Ф2+ФБ Ф1+Ы60 20,9 40,6 34,9 30,0 36.6 34,5 30.7 17,4 19.2 17,7 22,1 20.3 23.4 23,1 9,7 12,5 12.5 12,3 12,9 12.6 12,5 16,0 24,1 21,7 21,5 23,3 23,5 22,1 16,5 26.4 23.5 23.3 27,7 24.6 25.4

Высокоплодородная (А)

РК-фон1 (Ф1) Ф1+ризоагрин (РА) Ф1+флавобактерин (ФБ) ЫЗОРК - фон2 (Ф2) Ф2+РА Ф2+ФБ Ф1+Ы60 28,9 38,0 33,6 38,2 37.4 30.5 34.6 14.8 14.9 14,2 17,9 17,7 18,1 19,2 9,3 11,0 13,0 12.5 13.6 13,2 15,4 17,7 21,3 20,2 22,9 22,9 20,6 23,1 21,7 25,2 26,6 26,5 23,7 25,5 27,0

Р,% НСР05 г/сосуд НСР(А) г/сосуд НСР (В) г/сосуд 6,73 5,46 2,07 3,15 14,17 8,15 3,08 4,7 3,34 1,09 0,41 0,63

В благоприятный год азотное удобрение обеспечило достоверную прибавку массы зерна ячменя на всех почвах. Максимальная прибавка (94% к фону РК) получена на среднеплодородной почве, на низкоплодородной почве прибавка сокращалась до 34%, на высокоплодородной до 31%. Наибольшая окупаемость азота удобрений прибавкой урожая зерна получена на средне-плодородной почве. При неблагоприятных погодных условиях вегетационного периода прибавки урожая зерна ячменя от N удобрения на всех почвах были недостоверны.

Ризоагрин и флавобактерин на низкоплодородной почве обеспечили только тенденцию увеличения урожая как без внесения ^удобрения, так и на фоне N30. На этой почве не увеличивалась урожайность зерна ячменя при возрастании дозы до N60.

Флавобактерин на среднеплодородной почве без №удобрения увеличивал массу зерна не зависимо от погодных условий года. Эффективность ризоагрина на этой почве проявлялась при достаточном количестве осадков, при резком их недостатке в период активной вегетации растений препарат был не эффективен. Оба препарата действовали на массу зерна ячменя практически эквивалентно N30. На фоне с внесением N30 увеличение урожая зерна от флавобактерина было в условиях недостаточного увлажнения.На высокоплодородной почве без внесения ^удобрения ризоагрин увеличивал урожай ячменя при достаточном количестве осадков (1998 и 2000 гг.), флавобактерин - только в 2000 г. На фоне с внесением азотного удобрения оба препарата были не эффективны.

На низкоплодородной почве прибавки от ризоагрина меньше, чем на среднеплодородной. На высокоплодородной почве эффективность ризоагрина выше по сравнению с низкоплодородной, но уступает среднеплодородной почве. Флавобактерин имел максимальную эффективность на среднеплодородной почве, на высоко или низкоплодородных почвах эффективность инокуляции семян этим препаратом снижалась.

Максимальная прибавка урожая зерна от биопрепаратов на фоне без азотного удобрения в оптимальные годы получена на почве со средним плодородием, затем следует низкоплодородная почва и высокоплодородная почвы.

Аналогично зерну изменялась масса соломы ячменя при изменении условий минерального питания (табл. 1).

Во втором опыте устанавливали роль свежевнесенного органического вещества в эффективности ризоагрина. Показано, что применение азотного удобрения на фонах РК, РК+солома и РК+навоз, как в отдельные годы так и в среднем, обеспечило повышение массы зерна яровой пшеницы по сравнению с каждым из фонов (табл. 2). Выявлено существенное варьирование действия ризоагрина на урожайность. В 1996 г. прибавка урожая от предпосевной об-

работки семян ризоагрином по отношению к РК-фону была значительно ниже прибавки урожая от применения N30, в последующие годы (1997 и 1998 гг.) урожайность на этих двух вариантах была почти одинаковой.

Применение ризоагрина на фоне внесения соломы по эффективности было эквивалентно внесению азотного удобрения на том же фоне. В 1997 г. при достаточном количестве атмосферных осадков обработка семян ризоагрином на 15% повысила зерновую продуктивность растений по сравнению с вариантом РК+солома+МЗО. Положительное действие соломы на урожайность, вероятно объясняется тем, что она усиливает микробиологическую активность почвы в качестве органического субстрата (Минеев и др., 1993), и по-видимому, активность ассоциативных диазотрофов. Более значительное действие препарата проявилось на фоне РК+солома+№0. Поскольку в этом случае создаются благоприятные условия для минерализации органического вещества соломы при внесении азотного удобрения, но и также улучшается азотное питание растений как за счет И-удобрения, так и азота, фиксированного АсгоЬаЬегшт гайюЬасШ.

Таблица 2. Влияние ризоагрина на урожайность зерна яровой пшеницы, _ г/мг

Вариант 1996 г. 1997 г. 1998 г. Средняя Прибавка к фону РК

- 202 241 221 221 -

РК РА 221 272 243 245 24

N30 243 264 250 252 31

РА+ЫЗО 271 319 284 291 70

- 265 256 252 258 -

РК + N30 283 282 281 282 24

солома РА 290 321 297 303 45

РА+Ю0 318 357 327 334 76

РК + навоз - 291 290 292 291 -

РА 321 367 315 334 43

РА+Ш0 347 413 345 368 77

НСРо5 20,3 25,5 26,8 23,8

Р,% 3,13 2,75 1,50 2,79

Поскольку почва характеризовалось низким содержанием гумуса, внесение навоза позволило улучшить водный баланс почвы, повысить микробиологическую активность, обеспечить растения легкодоступными элементами питания. В этих условиях инокуляция семян ризоагрином обеспечивала, практически во все годы, достоверную прибавку урожая зерна, при этом максимальный его сбор от инокуляции получен при совместном использовании навоза и азотного удобрения в дозе 30 кг/га.

Влияние азотного удобрения, микробного препарата и форм органических удобрений на сбор соломы яровой пшеницы было таким же и на зерне.

2. Накопление азота в растениях ячменя и яровой пшеницы

Концентрация азота в зерне ячменя на низко- и среднеплодородной почвах, при использовании биопрепаратов и азотного удобрения, изменялась от 1,8 до 2,1 %. На высокоплодородной почве, в результате лучшей обеспеченности растений азотом, зерно содержало азота больше.

Применение ризоагрина на РК-фоне обеспечило незначительное увеличение содержания азота в зерне яровой пшеницы. Внесение N удобрения на том же фоне в 1996 и 1997 гг. также привело к некоторому увеличению содержания азота в зерне (1,66 и 1,80% соответственно), в 1998 г. оно практически не изменялось. В 1996 г. использование обработанных ризоагрином семян на варианте РК+солома несколько снижало содержание азота в зерне по отношению к фону с 1,72 до 1,51%, внесение же азотного удобрения на этом фоне, наоборот, .увеличило накопление этого элемента до 2,0 %. В два последующих года содержание азота в зерне не изменялось.

Содержание азота в соломе пшеницы мало изменялось от условий азотного питания. Использование ризоагрина и азотного удобрения, как совместно, так и раздельно, как правило, снижало содержание азота в соломе, поскольку в этом случае отмечался рост массы зерна яровой пшеницы.

Накопление азота в растениях ячменя при использовании биопрепаратов снижалось в засушливые годы только на низкоплодородной почве (табл. 3). На первой и второй почвах флавобактерин обеспечил меньшее накопление азота в растениях, по сравнению с ризоагрином. В засушливые годы на низкоплодородной почве, в большинстве случаев, инокуляция уменьшала накопление азота в растениях по сравнению с фоном. В среднем за три года, применение биопрепаратов увеличило накопление азота в растениях ячменя по сравнению с фоном без азотного удобрения. Максимальный вынос азота растениями на всех фонах плодородия почвы получен при внесении двойной дозы азотного удобрения. При этом почвы размещались в следующем убывающем ряду: высоко -, средне- и низколодородная (табл. 3), то на фоне с внесением соломы они были равными.

Максимальный вынос азота урожаем яровой пшеницы получен при использовании ризоагрина и допосевным внесением N30, при этом его значение возрастало при применении органических удобрений (табл. 4).

Таблица 3. Накопление азота в растениях ячменя (зерно+солома+корни) в при обработке семян биопрепаратами, мг/сосуд

Вариант 1998 г. 1999 г. 2000 г. Среднее

РК-фон1 (Ф1) § 500 667 374 514

Ф1+ризоагрин (РА) x 3 794 685 349 610

Ф1 +флавобактерин(ФБ) о. 769 652 344 588

Ю0РК-фон2(Ф2) § 795 758 417 657

Ф2+РА § 737 644 359 580

Ф2+ФБ и 749 635 420 601

Ф1+Ы60 я ж 807 724 425 652

РК - фон1 (Ф1) а 505 624 327 485

Ф1+ризоагрин (РА) а с. 1094 687 386 722

Ф1+флавобактерин(ФБ) § 832 777 383 664

N30PK-фoн2(Ф2) ё г 5 * ж 1016 804 418 746

Ф2+РА 973 792 439 735

Ф2+ФБ 9 895 894 394 728

Ф1+Ы60 о 963 878 391 744

РК-фон1 (Ф1) 1 762 590 393 582

Ф1+ризоагрин (РА) 3 & 1006 607 462 692

Ф1+флавобактерин(ФБ) 1 1053 574 492 706

ШОРК - фон2 (Ф2) 5 § 1078 757 500 778

Ф2+РА о * У, 1014 694 536 748

Ф2+ФБ о о 1000 786 569 785

Ф1+Ы60 >л и 912 884 678 825

Таблица 4. Вынос азота с урожаем зерна и соломы яровой пшеницы, г/м2

Вариант

РК РК+солома РК+навоз

Год о сл о С<-> о го

1 < о ГО ( С О 5 1 <

а. $ си + с о- + <

0* о, Рн

1996 г. 4,05 4,56 5,31 5,91 6,12 7,27 6,44 7,55 6,55 7,07 7,50

1997 г. 4,48 4,66 5,71 5,85 5,09 5,87 6,10 7,25 5,87 7,12 6,96

1998 г. 4,39 4,99 4,81 5,59 5,22 5,55 6,07 6,47 5,95 6,44 7,04

Среднее 4,31 4,74 5,28 5,78 5,48 6,23 6,20 7,09 6,12 6,88 7,17

3. Коэффициент использования растениями азота из удобрений Коэффициент использования растениями ячменя азота из удобрений зависел от погодных условий вегетационного периода и уровней плодородия почвы (табл. 5). В год с достаточным увлажнением, не зависимо от плодородия почвы, ризоагрин и флавобактерин увеличили использование растениями азота удобрения. На первой и второй почвах более эффективным был флавобактерин, на третьей - ризоагрин. В среднем за три года на втором и третьем уровне плодородия биопрепараты, повышали использование азота растениями в среднем на 15-20%, при этом более значимо было действие ризоаг-рина. На низкоплодородной почве применение биопрепаратов снижало коэффициент использования азота из удобрений на 7 %.

Таблица 5. Коэффициент использования растениями ячменя __ удобрения, %____

Вариант 1998 г. 1999 г. 2000 г. Среднее

РК +N30 1 1 о 25 31 75 44

РК +N30 +РА «"о а вр 28 30 53 37

РК +N30 +ФБ 36 21 54 37

РК +N30 а а« 34 29 16 26

РК +N30 +РА 8 8 1 41 29 74 48

РК +N30 +ФБ 52 34 41 42

РК +N30 9 о § 19 35 36 30

РК +N30 +РА М§ 1 § а 30 44 61 45

РК +N30 +ФБ 20 36 70 42

Использование диазотрофных биопрепаратов возможно может увеличивать минерализацию органического вещества почвы (Титлянова и др., 1982), продукты которой, в частности азот, используются растениями. Известно, что растениями потребляются свежеминерализованные соединения азота, так называемые его лабильные формы (Кудеяров, 1989). Исходя из этого, предпринята попытка оценить роль диазотрофов в использовании азота из свежемине-рапизованного органического вещества, в качестве которого использовали солому озимой ржи, меченую стабильным изотопом |5Н (табл. 6).

Таблица 6. Коэффициент использования яровой пшеницей азота _удобрений, % __

Вариант 1996 г. 1997 г. Среднее

'"N30 29,0 21,8 25,4

30+ризоагрин 26,8 25,0 25,9

Солома 2,1 1,5 1,8

Солома (,!^)+№0 2,2 1,6 1,9

Солома ('^)+ризоагрин 2,2 1,4 1,8

Солома ('^)+ризоагрин+№0 2,2 2,3 2,2

Выявлено, что применение ризоагрина существенно не изменяло использование азота из аммиачной селитры. Растения яровой пшеницы использовали из меченной соломы около 2% азота. Ризоагрин и дополнительное внесение аммиачной селитры не увеличили коэффициент использования растениями азота из соломы, что свидетельствует об отсутствии эффекта усиления минерализации органического азота почвы.

4. Источники азота в формировании урожая.

Известно, что при определении размеров ассоциативной азотофиксации ни один из существующих методов измерения в полевых опытах, не свободен от погрешности (Умаров, 1986, Boddey, 1987). Поэтому проводили оценку несколькими методами (Завалин, Духанина, Чистотин и др, 1998; 2000).

В опыте с яровым ячменем в благоприятный год при обработке семян флавобактерином на РК-фоне в зависимости от плодородия почвы количество условно фиксированного азота в урожае ячменя составило 232-284 мг/сосуд. Ризоагрин на среднеплодородной почве без внесения азотного удобрения обеспечил максимальное использование растениями условно фиксированного азота - 558 мг/сосуд. При внесении азотного удобрения биопрепараты не обеспечили фиксации азота воздуха (табл. 7). При неблагоприятных погодных условиях 1999 и 2000 гг. фиксированного азота в урожае было значительно меньше (от 0 до 126 мг/сосуд). Внесение азотного удобрения способствовало в этих погодных условиях незначительной фиксации азота (86 мг/сосуд). Установлено также, что на среднеплодородной и высокоплодородной почвах в условиях 2000 г. увеличилось количество билогического азота в урожае, что свидетельствует о влиянии содержания в почве углерода на дополнительную азотфиксацию.

Таблица 7. Количество дополнительного азота, участвующего в формировании урожая ячменя при использовании биопрепаратов, мг/сосуд

Вариант Разностный метод Разностный, с использованием lsN

1998 г. 1999 г. 2000 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г.

РК+РА р Я 257 43 0

РК+ФБ в* 232 5 0

PK+N30+PA to о. л § 0 0 0 0 0 0

РК+Ш0+ФБ X 4 0 0 7 0 0 26

РК+РА О W 3 1 558 65 37

РК+ФБ 284 126 56

PK+N30+PA РК+Ю0+ФБ 'й а <0 о е-4 0 0 26 86 27 0 0 0 25 81 0 0

РК+РА ё я 246 5 59

РК+ФБ ° 1 283 0 94

PK+N30+PA О CU ч § 0 0 36 0 0 9

РК+ГО0+ФБ « 0 54 68 0 49 32

При расчете количества дополнительного азота, участвующего в формировании урожая разностным методом с использованием стабильного изотопа ,5Ы получены схожие результаты. Повышение урожайности ячменя и содержания азота в растениях на вариантах, где не выявлено поступление биологического азота в растения, можно объяснить тем, что биопрепараты, возможно, способствовали подавлению патогенной микрофлоры и увеличению использования растениями азота почвы (Кравченко, 2000).

Сравнение двух методов расчета количества биологического азота участвующего в формировании урожая, показало, что разностный метод и разностный с использованием стабильного изотопа дают близкие значения и оба могут применяться при оценке действия биопрепаратов.

Основным источником в формировании урожая ячменя являлся азот почвы (табл. 8). Его доля зависит от погодных условий вегетационного периода и плодородия почвы. Доля биологического азота в формировании урожая зависела от погодных условий вегетационного периода, применения азотных удобрений и плодородия почвы. Минимальной (от 2 до 8 %) доля азота удобрений получена в 1998 и 1999 гг., и лишь в 2000 г. она возросла до 25 %. Биопрепараты снижали долю азота почвы в формировании урожая только при благоприятных погодных условиях вегетационного периода.

Внесение азотного удобрения, не зависимо от плодородия почвы, не отразилось положительно на азотфиксации. Максимальная доля фиксированного азота в урожае (55%) получена при использовании биопрепаратов на фоне РК в условиях благоприятного вегетационного периода.

Доля азота удобрения в формировании урожая ячменя в 1998 и 1999 гг. составляла 2-9% от общего содержания его в растениях. В условиях засушливого 2000 г. она возросла до 5-25 %. На почве с низким содержанием органического вещества применение ризосферных диазотрофов и минерального удобрения не изменяло доли азотного удобрения в формировании урожая, которая была ниже, чем при внесении N30. При среднем и высоком плодородии почвы максимальная доля азота удобрений в урожае получена при инокуляции семян и внесении азотного удобрения.

Доля "экстра" - азота в формировании урожая ячменя зависела от погодных условий вегетационного периода и уровня плодородия почвы. При оптимальных погодных условиях на всех почвах доля "экстра" - азота в урожае была выше, чем в менее благоприятных. Это связано с усилением мобилизации азота почвы микроорганизмами (Руделев, 1994), так как погодные условия 1998 г. были благоприятными для их развития. На низкоплодородной почве в засушливые годы эффекта "экстра" - азота от внесения минеральных удобрений не получено. Возможно, это связано с тем, что почва с низким содержанием органического вещества сильнее иссушалась и создавались неблагоприятные условия для развития растений и микроорганизмов (Пчелкин, 2003).

Таблица 8. Доля различных источников азота в формировании урожая ячменя, %

Азот ПОЧВЫ Биологический азот Азот удобрений Экстра-азот

Вариант 1998 г 1999 г 2000 г Средняя 1998 г 1999 г 2000 г Средняя 1998 г 1999 г 2000 г Средняя 1998 г 1999 г 2000 г Средняя

Низкоплодо родная

РК-фон1 (Ф1) 100 100 100 100 - - - - - - - - - - - -

Ф1+ризоагрин (РА) 62 93 100 85 38 7 0 15 - - - - - - - -

Ф1+флавобактерин (ФБ) 64 99 100 88 36 1 0 12 - - - - - - - -

ЫЗОРК - фон2 (Ф2) 62 83 75 74 - - - - 5 5 25 11 33 11 0 15

Ф2+РА 68 94 81 81 0 0 0 0 5 6 19 10 26 0 0 9

Ф2+ФБ 69 96 90 85 0 0 0 0 7 4 10 7 24 0 0 8

Среднеплодородная

РК - фон1 (Ф1) 100 100 100 100 - - - - - - - - - - - -

Ф1+ризоагрин (РА) 45 89 89 74 55 11 11 26 - - - - - - - -

Ф1 +флавобактерин (ФБ) 61 81 84 75 39 19 16 25 - - - - - - - -

ЫЗОРК - фон2 (Ф2) 49 77 78 68 - - - - 4 5 5 5 47 18 17 27

Ф2+РА 50 75 73 66 0 4 0 1 6 5 22 11 44 17 5 22

Ф2+ФБ 58 69 82 70 0 10 0 3 8 5 14 9 34 16 4 18

Высокоплодородная

РК - фон1 (Ф1) 100 100 100 100 - - - - - - - - - - - -

Ф1+ризоагрин (РА) 74 99 86 86 26 1 14 14 - - - - - - - -

Ф 1+флавобактерин (ФБ) 71 100 79 83 29 0 21 17 - - - - - - - -

ЮОРК - фон2 (Ф2) 69 78 78 75 - - - - 2 7 9 6 28 16 13 19

Ф2+РА 75 83 72 76 0 0 1 0 4 9 15 9 22 9 12 14

Ф2+ФБ 75 72 68 71 0 0 5 2 3 6 16 8 23 22 11 19

В этих условиях при внесении азотных удобрений так же не происходило усиления мобилизации азота почвы в результате подавления деятельности почвенных микроорганизмов и растения больше использовали азот удобрения. На среднегогодородной почве применение биопрепаратов снижало долю "экстра" - азота в растениях. На высокоплодородной почве биопрепараты уменьшали долю "экстра" - азота, за исключением в 1999 г. флавобактерина на фоне ИЗОРК.

В оптимальный по увлажнению год доля азота почвы в урожае снижалось, по сравнению с засушливыми, повышалась доля биологического и "экстра" - азота. На фоне с внесением Н-удобрения биологический азот почти не участвовал в формировании урожая ячменя. При недостатке атмосферных осадков (1999 и 2000 гг.) на почве с низким содержанием органического вещества урожайность ячменя формируется за счет азота почвы и удобрения.

В опыте с яровой пшеницей установлено, что количество фиксированного азота ризосферными диазотрофами, определенное разностным и балансовым с |5Ы методами существенно не различалось, как при внесении меченого азотного удобрения, так и меченой по соломы (табл. 9). Количество фиксированного азота, рассчитанное по методу изотопного разбавления, существенно изменялось по годам проведения опыта и отличалось от аналогичных значений, определенных первыми методами (табл. 9). Можно предположить, что выявленные размеры азотофиксации ризосферными диазотрофами разностным и балансовым с 15Ы методами с достаточной степенью характеризуют размеры поступления азота воздуха в агроценоз.

В 1996 г. максимальное количество фиксированного азота поступило в растения без применения органических удобрений и при внесении навоза, в 1997 г. - на фоне с внесением соломы и полу перепревшего навоза.

Таблица 9. Количество фиксированного азота в посеве яровой пшени-_цы при инокуляции семян ризоагрином, г/м2_

Вариант 1996 г. 1997 г. Среднее

1* 2 3 1 2 3 1 2 3

РК РА 0,51 0,18 0,35

РА+ИЗО 0,60 0,71 1,40 0,10 0,22 1,14 0,37 0,46 1,27

РК + РА 0,31 0,32 1,04 1,00 1,03 4,22 0,66 0,68 2,63

солома РА+ЫЗО 0,29 0,30 1,68 1,39 1,38 0,19 0,84 0,84 0,93

РК + РА 0,52 1,25 0,89

навоз

Примечание: 1- разностный метод, 2 - разностный с использованием |5Ы, 3 - метод изо' топного разбавления

Рассчитана роль различных источников азотного питания (удобрение, почва, "экстра" азот, фиксированный азот) в формировании величины урожая яровой пшеницы (табл. 10). Основное количество азота поступило в растение из почвы (75-92 %).

Таблица 10. Доля различных источников азота в формировании урожая _яровой пшеницы, %_

Вариант Азот почвы Биологический азот Азот удобрений "Экстра"- азот

1* 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

- 100 100 100

РК РА 89 96 92 11 4 8 - - - - - -

N30 76 79 77 - - - 16 11 14 7 10 9

РА+ЫЗО 68 76 73 И 1 6 14 13 13 7 10 8

- 99 100 99 - - - 1 0 1 - - -

РК+соло N30 83 86 85 - - - 1 1 1 16 13 14

ма РА 94 82 88 5 17 11 1 1 1 - - -

РА+ЮО 80 70 75 4 19 И 1 1 1 15 10 13

* Примечание: 1 - 1996 г., 2 - 1997 г., 3 - среднее

Обработка семян ризоагрином и внесение азотного удобрения снижало роль почвенного азота в формировании урожая яровой пшеницы до 73-85%.

Доля фиксированного азота ризосферными диазотрофами и азотного удобрения, а также "экстра" азота изменялось от погодных условий вегетационного периода. Во влажном и теплом 1996 г. доля биологического азота на вариантах без внесения органических удобрений была больше, чем при применении соломы. В 1997 г., когда во второй половине вегетации растения испытывали дефицит атмосферных осадков, на фоне с соломой возрастала доля биологического азота.

В среднем за два года исследований доля биологического азота в формировании урожая яровой пшеницы составила на фоне РК 6-8% и 11 % при использовании соломы, что косвенно подтверждает роль свежевнесенного органического вещества в функционировании азотофиксирующей системы растение-микроорганизм.

Как в отдельные годы, так и в среднем по опыту, доля азота минерального удобрения в формировании урожая пшеницы составила, не зависимо от использования инокулянтов, 13-14%. Азотное удобрение и ризоагрин не повышали долю минерализованного |5Ы соломы в формировании урожая пшеницы, что свидетельствует об отсутствии усиления минерализации органического вещества от биопрепаратов.

Доля "экстра" азота в формировании урожая мало изменялась в зависимости от погодных условий и составляла в среднем за два года 8-9% на фоне без органических удобрений. На фоне с внесением соломы доля этого источника азота в питании растений возрастала до 13-14%.

5. Баланс азота в системе почва-растение при использовании биопрепаратов

При использовании биопрепаратов важное значение имеет оценка состояния баланса азота удобрений 15Ы, позволяющая выявить потоки азота в аг-роценозе (Осипов, Соколов, 2001). Основным критерием эффективного использования азота удобрения является его использование растениями. В оптимальном по погодным условиям 1998 г. на низко и средне плодородной почвах ризосферные диазотрофы способствовали увеличению усвоения надземной фитомассой ячменя азота удобрения. На высокоплодородной почве только ри-зоагрин увеличил этот показатель (табл. 11).

В менее благоприятные годы на почве с низким содержанием органического вещества биопрепараты снижали усвоение растениями азота из удобрений. На средне и высоко плодородных почвах инокулянты положительно влияли на использование растениями 15И.

На почве с низким содержанием органического вещества биопрепараты снижали использвание фитомассой азота из удобрения, на среднем и высоком уровнях плодородия почвы они повышали усвоение азота фитомассой растений.

Накопление 15Ы в корнях ячменя в общем его балансе незначительно и изменялось в зависимости от вариантов от 1 до 9%.

Неучтенные потери азота удобрений на низкоплодородной почве были выше. В благоприятный 1998 г., не зависимо от плодородия почвы, обработка семян биопрепаратами снижала неучтенные потери азота, поскольку он использовался на формирование урожая. Особенно это выраженно на средне-плодородной почве. В неблагоприятный по погодным условиям 1999 г. инокуляция семян увеличила неучтенные потери. В 2000 г. биопрепараты на первом уровне плодородия увеличили неучтенные потери, а на двух других уровнях -снижали их.

Роль биопрепаратов в закреплении азота удобрений в почве определяется погодными условиями вегетационного периода и ее плодородия. В 1998 г. на всех трех уровнях плодородия почвы биопрепараты способствовали увеличению закрепления азота удобрений. В засушливый 1999 г. инокулянты снижали закрепление азота в почве и увеличивали потери. В среднем за три года на низком и среднем уровнях плодородия биопрепараты снижали закрепление азота в почве из удобрения. На третьей почве флавобактерин и ризоагрин повышали количество закрепленного азота удобрения в почве.

Таблица 11. Баланс азота удобрения при использовании биопрепаратов на ячмене, %

Вариант зе Использовано рном и соломой Содержание в корнях Неучтенные потери Закрепилось в почве

1998 г. 1999 г. 2000 г. Среднее 1998 г. 1999 г. 2000 г. Среднее 1998 г. 1999 г. 2000 г. Среднее 1998 г. 1999 г. 2000 г. Среднее

низкоплодородная

К+ШО 22 28 9 20 3 3 9 4 44 23 5 33 31 46 20 24

К+ШО+РА 24 27 2 18 4 3 2 2 27 45 8 42 45 25 39 21

К+ЮО+ФБ 28 18 4 17 7 3 4 4 26 51 27 43 38 28 19 21

среднеплодородная

К+ИЗО 31 25 2 19 3 4 2 3 20 43 40 34 45 29 44 39

К+ГОО+РА 38 25 5 23 3 3 5 4 7 52 1 20 52 19 25 32

К+№0+ФБ 46 29 4 26 6 5 4 5 5 44 14 21 43 22 46 37

высокоплодородная

К+ГОО 17 31 1 16 1 5 1 1 45 41 31 39 37 24 33 31

К+ШО+РА 28 41 4 24 1 3 4 2 19 37 1 19 51 19 38 36

К+ЫЗО+ФБ 18 34 5 19 2 2 5 2 29 45 1 25 51 19 29 33

ВЫВОДЫ

1. Предпосевная обработка семян биопрепаратами способствует достоверному увеличению зерновой продуктивности ячменя и яровой пшеницы только в годы с достаточным количеством осадков. Эффективность инокуляции семян ризоагрином и флавобактерином зависит от окультуренности почвы, она выше на среднеплодородной светло-серой лесной почве. Дополнительное внесение в почву органического вещества (солома, навоз) положительно сказывается на эффективности ризоагрина, что свидетельствует о роли органического вещества в эффективности ризосферных диазотрофов.

2. В результате увеличения основной и побочной продукции при использовании биопрепаратов в урожае возрастает накопление азота, максимальное увеличение его выноса получено при использовании биопрепаратов на фоне с внесением Ы-удобрения.

3. Инокуляция семян биопрепаратами повышает использование растениями азота (15Ы) удобрений, в тоже время не отмечено усиления минерализации в почве свежеснесенного органического вещества от ризоагрина.

4. Количество условно биологического азота, участвующего в формировании урожая ячменя и яровой пшеницы, установленное разностным методом и разностным методом с использованием стабильного изотопа дают схожие значения и могут применяться для расчета поступления условно фиксированного азота в растения. Количество условно фиксированного азота, рассчитанного методом изотопного разбавления, существенно изменялось по годам исследований и значительно отличалось от значений, определенных первыми двумя методами.

5. Дополнительное вовлечение биологического азота в формировании урожая при использовании биопрепаратов зависит от экологических условий. На светло-серой лесной почве в благоприятный по погодным условиям год фиксация атмосферного азота происходит на фоне РК удобрений. На фоне с внесением М-удобрения, фиксированный азот не участвует в формировании урожая. На дерново-подзолистой почве большее количество фиксированного азота получено при внесении органического вещества.

6. Формирование урожая зерновых культур происходит преимущественно за счет азота почвы. Его доля снижается при внесении азотного удобрения и при инокуляции семян биопрепаратами. Доля азота удобрения в формировании урожая не велика (5-20%) и зависит от погодных условий года, уровня плодородия почвы и применения биопрепаратов.

7. Биопрепараты на низкоплодородной почве практически не влияют на использование азота удобрений надземной массой ячменя, но увеличивают на среднеплодородной. От их использования слабо изменяется закрепление азота удобрения в почве, оно выше в почвах со средним и высоким плодородием. Максимальные неучтенные потери азота удобрения происходят на низкоплодородной почве, где инокулянты обеспечивают дальнейшее их увеличение, а на почвах со средним и повышенным содержанием гумуса - снижают потери

Работы, опубликованные по теме диссертации

Духанина Т.М., Сологуб Д.Б. Доля различных источников азота в питании зерновых культур при использовании ризосферного диазотрофа с использованием изотопа 15N. // Растение и почва. Мат. докл. Всероссийской молод. науч. конф. Санкт-Петербург, 6-10 декабря, 1999. С. 68-69. Сологуб Д.Б., Зинковская Т.С. Продуктивность яровой пшеницы в зависимости от применения ризосферного диазотрофа, азотных и органических удобрений. // Растение и почва. Мат. докл. Всероссийской молод, науч. конф. Санкт-Петербург, 6-10 декабря, 1999. С. 205-206. Завалин A.A., Духанина Т.М., Чистотин М.В., Ладонин В.Ф., Виноградова Л.В., Афанасьев P.A., Сологуб Д.Б., Кожемяков А.П., Васюк Л.Ф., Хотяно-вич A.B., Цыгуткин A.C., Пасынков A.B. Оценка эффективности микробных препаратов в земледелии - М.: Россельхозакадемия, 2000. 82 с. Сологуб Д.Б., Духанина Т.М. Влияние биопрепаратов на коэффициент использования азота удобрений яровым ячменем сорта Риск// Материалы Всероссийского координационного совещания учреждений Географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами., // Бюлл. ВИУА №115, М., 2001. С.163-164.

Сидцики Мд.А.Х., Сологуб Д.Б. Продуктивность ячменя в зависимости от инокуляции семян биопрепаратами и плодородия почвы// Материалы Всероссийского координационного совещания учреждений Географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами., // Бюлл. ВИУА №115, М., 2001. С.159.

Завалин А.А, Кожемяков А.П., Сологуб Д.Б., Зинковская Т.С. Действие биопрепарата ризоагрин на продуктивность и азотное питание яровой пшеницы // Доклады Россельхозакадемии, 2001. № 2. С. 23-25. Завалин A.A., Духанина Т.М., Чистотин М.В., Пасынков A.B., Зинковская Т.С., Никулина Л.В., Габибов М.А., Бердников В.В., Панкратенков В.А., Сологуб Д.Б., Сиддика А.Х., Тарасов А.Л. Роль ассоциативного азота в получении урожая зерновых в Российской Федерации. Современные проблемы использования почв и повышения эффективности удобрений. Часть 2. Актуальные проблемы агрохимии в современных условиях. Беларусь, Горки, 2001. С.53-57.

Завалин A.A., Духанина Т.М., Сологуб Д.Б., Кожемяков А.П., Тарасов А.Л. Оценка размеров ассоциативной азотфиксации и трансформация 15N при использовании ризосферных диазотрофов// Вопросы стабилизации почвенного плодородия и урожайности в Верховолжье. М.: ВИУА, 2003. С. 172-198.

Zavalin A.A., Dukhanina Т.М., Sologub D.B., Kozhemyakov A.P. Evaluation of level of nitrogen fixation and 15N transformation when used preparation based on associative rhizobacteria. // Volume of abstracts. 11-th International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions. St-Petersburg., July 18-26, 2003., p.6.

Работа по изданию выполнена в редакционно-издательском секторе ВНИИА

Лицензия на издательскую деятельность JIP 040919 от 07.10.98 Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД № 53-468 от 13,08.99 Подписано в печать: 26.07..2005 Формат 60x84/16 Заказ №24

Усл. печ. л. 2,5 Тираж 100

127550, Москва, ул. Прянишникова, 31 А Тел.(095)976-25-01

РНБ Русский фонд

2007-4 11541

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Сологуб, Дмитрий Борисович

Введение3

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Влияние азотных удобрений и других факторов на биологическую фиксацию азота.6

1.2. Методы оценки азотфиксации22

1.3. Процессы трансформации азота почвы и удобрений 33

Глава 2. Условия и методы проведения исследований50

Глава 3. Влияние азотфиксирующих биопрепаратов на продуктивность ячменя на различных уровнях плодородия почвы.65

Глава 4. Влияние уровней плодородия почв и удобрений на использование растениями азота.81

Глава 5. Использование азота удобрений и азот, фиксируемый из воздуха.117

Выводы136

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Эффективность применения ризосферных диазотрофов под зерновые в зависимости от содержания органического вещества в почве"

Актуальность. Урожайность зерновых культур, наряду с другими факторами, зависит от обеспеченности растений азотом. Для этой цели используется только два его источника - химические азотные удобрения и биологическая фиксация азота (Шумный, 1991). Среди них особая роль принадлежит биологическому азоту, фиксированному в посевах злаковых культур ризосферными микроорганизмами, что позволяет вовлекать в агроценозы дополнительное количество азота и экономно расходовать минеральные азотные удобрения.

Реакция растений на инокуляцию ризосферными микроорганизмами наряду с вовлечением в агробиоценоз азота атмосферы (Патыка, 1997; Шабаев,2004), заключается в усилении корневых выделений растений, увеличении биомассы и поверхности корневой системы (Кожемяков, 1997), стимуляции поступления в растения элементов питания (Кравченко, 2000; Кукреш, Ходянкова, 2001; Азубеков, 2001; Saidel,1987). Микроорганизмы способны продуцировать физиологически активные вещества (Васюк,1985; Белимов,1990; Игнатов и др., 1996; Кравченко, 2000), ингибировать развитие фитопатогенной флоры (Чеботарь, 1989; Патыка и др., 1997), стимулировать прорастание и увеличивать всхожесть семян (Наумов и др., 1997; Ефимов и др., 2000; Байрамов, 2001).

Цели и задачи исследований.

Цель работы - оценить действие ассоциативных биопрепаратов на урожайность зерна зерновых культур и использование растениями азота почвы, удобрений и атмосферы в зависимости от плодородия почвы. Для этого предусматривалось решение следующих задач:

2. Выявить роль биопрепаратов в накоплении азота растениями ячменя и яровой пшеницы.

3. Изучить влияние биопрепаратов на использование растениями азота удобрений ( с применением стабильного изотопа 15N).

4. Оценить роль различных источников азота в формировании урожая ячменя и яровой пшеницы.

5. Исследовать состояние баланса азота удобрения (15N) в системе почва-растение при использовании биопрепаратов.

Научная новизна.

Впервые установлена особенность действия ризоагрина и флавобактерина на массу зерна ячменя в зависимости от окультуренности светло-серой лесной почвы. На наизкоокультуренной почве биопрепараты, практически не влияли на массу зерна. На среднеокулыуренной почве флавобактерин положительно влиял на урожай ячменя не зависимо от погодных условий вегетационного периода, а действие ризоагрина на урожай проявлялось при достаточном увлажнении. Биопрепараты обеспечивают большую прибавку урожая зерна на среднеоплодородной почве, что связано, в первую очередь с содержанием органического вещества являющегося субстратом азотфиксирующих бактерий. Внесение в низкоплодородную почву органических удобрений положительно сказывается на действии ризоагрина.

С использованием стабильного изотопа I5N установлен коэффициент использования растениями азота удобрений при инокуляции семян биопрепаратами, который, как правило, возрастал. Не выявлено усиления минерализации свежеснесенного органического вещества при инокуляции семян ризоагрином.

Выявлены источники азота в формировании урожая. Основным является азот почвы, доля азотных удобрений невелика и зависит от погодных условий вегетационного периода и уровня плодородия почвы. При использовании биопрепаратов увеличивается доля условно-биологического азота в формировании урожая яровых зерновых культур.

Практическая значимость работы.

Проведена оценка методов определения количества дополнительного азота, участвующего в формировании урожая, позволяющая оценить эффективность биопрепаратов в земледелии.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Сологуб, Дмитрий Борисович

Выводы

2. В результате увеличения основной и побочной продукции при использовании биопрепаратов в урожае возрастает накопление азота, максимальное увеличение выноса азота получено при использовании биопрепаратов на фоне с внесением N-удобрения.

3. Инокуляция семян биопрепаратами повышает использование растениями азота (l5N) удобрений, в тоже время не отмечено усиления минерализации в почве свежеснесенного органического вещества от ризоагрина.

4. Количество условно биологического азота, участвующего в формировании урожая ячменя и яровой пшеницы установленное разностным методом и разностным методом с использованием стабильного изотопа дают схожие значения и могут применяться для расчета поступления условно фиксированного азота в растения. Количество условно фиксированного азота, рассчитанного методом изотопного разбавления, существенно изменялось по годам исследований и значительно отличалось от значений, определенных первыми двумя методами.

5. Дополнительное вовлечение биологического азота в формировании урожая при использовании биопрепаратов зависит от экологических условий. На светло-серой лесной почве в благоприятный по погодным условиям год фиксация атмосферного азота происходит на фоне РК удобрений. На фоне с внесением N-удобрения, фиксированный биопрепаратами азот не участвует в формировании урожая. На дерново-подзолистой почве большее количество фиксированного азота получено при внесении органического вещества.

6. Формирование урожая зерновых культур происходит преимущественно за счет азота почвы. Его доля снижается при внесении азотного удобрения и при инокуляции семян биопрепаратами. Доля азота удобрений в формировании урожая не велика (5-20%) и зависит от погодных условий года, уровня плодородия почвы и применения биопрепаратов.

7. Биопрепараты на низкоплодородной почве практически не влияют на использование азота удобрений надземной массой ячменя, но увеличивают на среднеплодородной. От их использования слабо изменяется закрепление азота удобрения в почве, оно выше в почвах со средним и высоким плодородием. Максимальные неучтенные потери азота удобрения происходят на низкоплодородной почве, где инокулянты обеспечивают далее их увеличение, а на почвах со средним и повышенным содержанием гумуса - снижают потери

Заключение

Предпосевная обработка семян препаратом азотофиксирующих бактерий на дерново-подзолистой почве способствует достоверному увеличению зерновой продуктивности яровой пшеницы на фоне без органических удобрений только в год с достаточным количеством осадков. На фоне с внесением органических удобрений (солома, навоз) инокуляция обеспечивает, практически во все годы, достоверное увеличение сбора зерна. При этом, не зависимо от использования органических удобрений, инокуляция способствует повышению сбора зерна на фоне с допосевным внесением азотного удобрения. Эффективность биопрепаратов проявляется, в не зависимости от года, при совместном внесении с азотными удобрениями.

Влияние ризоагрина на сбор соломы зависит от фона — при внесении в почву органического субстрата во все три года происходило достоверное увеличение сбора соломы. Одновременное взаимодействие микробного препарата и минерального удобрения увеличивает количество соломы более значительнее, чем при раздельном использовании.

Глава 4. Использование растениями азота в зависимости от уровня плодородия почвы, применения удобрений и инокуляции

4.1 Влияние удобрений и биопрепаратов на использование азота ячменем на светло-серой лесной почве

Наилучшие условия для накопления азота растениями складываются при хорошей обеспеченности растений этим элементом, некотором дефиците влаги и повышенной температуре в период налива зерна, высокой интенсивности света ( Конарев, 1980; Павлов 1984; Шевелуха, 1992)

Известно, что повышение урожайности, приводит к уменьшению содержания азота в зерне, и наоборот. Однако, это происходит в условиях недостатка доступного азота. Если уровень азотного питания растений достаточно высок, поступление азота не лимитировано водообеспеченностью растения и нет недостатка в других элементах питания, то содержание азота в зерне растет параллельно урожайности.

В первый год исследований (1998) тенденция к повышению содержания азота в зерне ячменя, по отношению к контролю, наблюдалось при внесении в почву азотного удобрения из расчета 60 кг/га на среднем уровне плодородия (табл 4.1). На почве с повышенным содержанием органического вещества при обработке семян биопрепаратами на безазотным фоне содержание азота в зерне ячменя было таким же, как при внесении азотных удобрений.

В 1999 г. инокуляция семян флавобактерином по азотному фону на низком и среднем уровне плодородия почвы привела к значительному снижению содержания азота в зерне. На высоком уровне плодородия почвы обработка семян этим биопрепаратом ситуация была обратной. Максимальное содержание азота в зерне (2,2 - 2,6 %) отмечено на высоком уровне плодородия.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Сологуб, Дмитрий Борисович, Москва

1. Азубеков JI.X. Действие флавобактерина и удобрений на содержание NPK в растениях кукурузы в период вегетации// Бюлл. ВИУА №115, М., 2001, с. 111-112.

2. Алметов Н.С., Бердников В.В.Влияние биопрепаратов на подцуктивность яровой пшеницы// Бюлл. ВИУА № 111, 1998, с.70-71

3. Алметов Н.С., Бердников В.В., Волков Е.Г., Семенов П.Н. Эффективность использования ассоциативных азотфиксирующих биопрепаратов на посевах зерновых культур// Бюлл. ВИУА №114, М., 2001, с.56.

4. Банкина Т.А. Влияние минеральных и органических азотных удобрений на вынос азота растениями и непроизводительные потери его из почвы // Плодородие почв и питание растений. Л.:Наука. 1973. 30с.

5. Базилинская "М.В. Использование биологического азота в земледелии, М., 1988, 134с.

6. Байрамов Л.Э. Азотное питание и продуктивность ячменя при использовании биопрепаратов// Дисс. на соискание уч.степени к.б.н., М. 2001. с.37-39.

7. Бойко Л.И. Действие ассоциативных азотфиксаторов на зерновые культуры левобережной степи Украины// Микроорганизмы -стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных. Тез. док. Всесоюз. конф. Ташкент, 3-5 окт., 1989, Ташкент, с.27-28

8. Безлюдный Н.Н., Денисова Т.Н., Ковтун В.Н., Петрович А.К., Гавриленико A.M. Баланс азота удобрений в дерново-подзолистых почвах БССР//Агрохимия. 1984. №5. с.45-50.

9. Белимов А.А., Кожемяков А.П. Смешанные культуры азотфиксирующих бактерий и перспективы их использования в земледелии // Сельскохозяйственная биология. 1992. N5. С.77-87.2

10. Берестецкий О.А., Васюк Л.Ф., Элисашвили Т.А. Эффективность инокуляции тимофеевки луговой и овсянницы тростниковой диазотрофами из природных азотофиксирующих ассоциаций злаков // С.-х. биология. 1983. №3. С. 48-52.

11. П.Бердников В.В. Эффективность биопрепаратов на посевах яровой пшеницы // Бюлл. ВИУА №115, М., 2001, с.117.

12. Брей С.М. Азотный обмен в растениях. М.:Агропромиздат. 1986, 200с.

13. Бурлуцкая Г.Р., Кубицова 3., Умаров М.М. Влияние азотфиксирующего штамма Pseudomonas fluorescens на развитие небобовых растений. // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвовед. 1991. N1. С.54-58.

14. Варюшкина Н.М., Кирпанева Л.И. Трансформация азота удобрений при ежегодном их внесении в дерново-подзолистых почвах // Почвоведение. 1984. №10. с.116-120.

15. Василенко Е.С. Роль микроорганизмов в процессах разложения растительной массы гороха в почве // Применение стабильного изотопа 15N в исследованиях по земледелию.-М.: Колос, 1973. -С.87-91.

16. Васюк Л.Ф. Азотофиксирующие микроорганизмы на корнях небобовых растений и их практическое использование в сельском хозяйстве СССР. М.: Наука, 1989. С. 88-98.

17. Васюк Л.Ф. Ассоциативные азотфиксаторы и условия их применения// Бюл. ВНИИ с.-х. микробиологии -1995.-T42.-c. 16- 19.

18. Виноградова Л.В. Роль ассоциативных диазотрофов в формировании урожая сортов яровой пшеницы// Автореф. дисс. к.б.н., М., 1999, 17 с.

19. Витковская С.Е., Дричко В.Ф., Воробейков Г.А., Мирюгина Т.А. Влияние инокуляции семян гороха и ячменя клубеньковыми бактериями в комплексе с ассоциативными диазотрофами на поступление в растения фосфора-33 и сурьмы-125// М. Наука, 1998. №3 с. 49-52

20. Волков Е.Г. Влияние биопрепаратов на урожайность и качество зерна озимой ржи и ячменя//Бюлл. ВИУА №115, М., 2001, с. 122 123.

21. Воробьева JI.А., Моисеенко Ф.В., Белоус Н.М. Влияние несимбиотических азотфиксаторов на урожайность и качество зерна овса // Бюлл. ВИУА, М. 1997 № 110, с. 15.

22. Воробьева Л.А. Урожайность и качество зерна ячменя в зависимости от фонов удобрения и азотфиксаторов// Бюлл. ВИУА №111, 1998, с. 76

23. Воробьева Л.А. Влияние удобрений и диазотрофных препаратов на урожай и качество зерна овса и ячменя в условиях загрязненной радионуклидами дерново-подзолистой песчаной почве.// Автореф. на соиск. степени кадид. сельхоз. наук, М., 2000, 19 с.

24. Воробьева Л.А., Харкевич Л.П., Моисеенко Ф.В. Продуктивность яровых зерновых при применении диазотрофных препаратов и минеральных удобрений// Бюлл. ВИУА №114, М., 2001, с.75

25. Волкогон В.В. Приемы регулирования активности ассоциативной азотфиксации//Бюллетень Института сельскохозяйственной микробиологии N 1. Чернигов. 1997. С. 17-19.

26. Гамзиков Г.П. Азот удобрений в агроэкологических условиях Сибири // В кн. Успехи почвоведения М.: Наука. 1986. с.91-95.

27. Гамзиков Г.П., Кострик Г.И., Емельянова В.Н. Баланс и превращение азота удобрений//Новосибирск: Наука. 1985. 159с.

28. Гамзикова О.И. Генетика агрохимических признаков пшеницы. Новосибирск, 1994,220 с.

29. Домрачева Л.И., Маркова Г.И. Влияние различных доз азотных удобрений на альгофлору дерново-подзолистой почвы // Достижения микробиологии практике: Тез. VII съезда Всесоюз. микробиол. о-ва. Алма-Ата: Наука, 1991, Т.7. С.21

30. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат,1985, 350с.

31. Евдокимов И.В., Благодатский С.А., Ларионова А.А., Розонова Л.Н., Орлинский Д.Б., Кудеяров В.Н. Скорость оборачивания микробнойбиомассы в почве в зависимости от доз азотного удобрения. // Агрохимия. 1992. №12. с.49-56.

32. Егорова С.В., Лаврова В.А., Петров-Сперидонов А.А., Калининская Т.А. Азотфиксация в лесных биогеоценозах. М.:Наука. 1987. 149с.

33. Ефимов В.Н., Волкова Е.Н., Елисеев А.С. Оценка влияния диазотрофов на азотное питание листовых овощных культур// Современные проблемы опытного дела. С.-Петербург. 2000,-том 2.-е. 153-158.

34. Емцев B.C., Чумаков М.И. Об эффективности азотфиксирующего ассоциативного симбиоза у некоторых небобовых растений// Почвоведение. 1990. № 11. С. 116-126.

35. Емцев В.Т., Покровский Н.П., Хрушкова Т.А. Несимбиотическая фикация молекулярного азота атмосферы в дерново-подзолистой почве и факторы , определяющие ее интенсивность. Изв. ТСХА, №1, 1978

36. Емцев В.Т., Ницэ Л.К., Покровский Н.П. Несимбиотическая азотфиксация и закономерности ее функционирования в почве. Сб "Минеральный и биологический азот в земледелии СССР. Наука, М., 1985.

37. Емцев В.Т., Ницэ Л.К., Годова Г.В., Моторина М.В. Эффективность фотосинтеза и активность фиксации азота в корневой зоне сельскохозяйственых растений// Минеральный и биологический азот в земледелии СССР. -М., 1985. С. 252-260.

38. Завалин А.А., Кандаурова Т.М., Чернова Л.С. Влияние препаратов азотфиксирующих микроорганизмов на питание и продуктивность яровой пшеницы. М., Агрохимия, 1997, № 3, с. 33-40.

39. Завалин А.А., Духанина Т.М., Чистотин М.В. и др. Методика исследований эффективности препаратов ризосферных диазотрофов. — М.; Агроконсалтю 1998.

40. Завалин А.А., Духанина Т.М., Чистотин М.В. и др. Оценка эффекитвности микробных препаратов в земледелии/ М.: РАСХН, 2000.-82с.

41. Завалин А.А., Кожемяков А.П., Сологуб Д.Б., Зинковская Т.С Действие биопрепарата ризоагрин на продуктивность и азотное питание яровой пшеницы// Доклады РАСХН, № 2,2001, с.23-25.

42. Зинковская Т.С. Действие ризоагрина в условиях осушенной дерново-подзолистой почвы на урожайность яровой пшеницы// Бюлл. ВИУА №111,1998, с. 69-70.

43. Игнатов В.В., Антонюк Л.П., Стадник Г.И. и др. Физиолого-биохимические аспекты ассоциативных отношений азоспириллы со злаками // 9-й Бахов. Коллоквиум по азотфиксации (Москва, 24 — 26 янв. 1996 г.): Тез. докл. Пущино, ОНТИ ПНЦ РАН, 1995. - с.6

44. Калининская Т.А., Миллер Ю.М. Использование изотопа 15N при изучении несимбиотической азотфиксации.// Микробиологические и биохимические методы исследования почв. Урожай, Киев, 1971.

45. Кандаурова Т.М. Географические аспекты действия микробных препаратов на яровую пшеницу на основе почвенных диазотрофов// Бюлл. ВИУА №111, 1998, с. 67-68.

46. Кандаурова Т.М. Изменение поступления азота в пшеницу при применении микробных препаратов// Бюлл. ВИУА №111, 1998, с. 69.

47. Кидин В.В., Смирнов П.М., Иванникова Л.А. Влияние окультуренности почвы на трансформацию азота удобрений // Изв. ТСХА. 1981. №6. с.62-68.

48. Кидин В.В., Смирнов П.М., Торшин С.П. Состав и размер газообразных потерь азота удобрений в почве // Экологические последствия применения агрохимикатов (удобрений). Пущино. НЦБИ АН СССР. 1982. с.53-54.

49. Клевенская И.Л. Экологические и агрономические аспекты несимбиотической фиксации азота // Биологическая фиксация азота . Новосибирск. Наука, 1991. 271 с.

50. Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений. М.гАгропромиздат, 1991.-415 с.

51. Кожемяков А.П., Белимов А.А. Эффективность препаратов диазотрофов при бактеризации ярового рапса. // Агрохимия. 1994. N7-8. С.62-67.

52. Кожемяков А.П. Основные механизмы взаимодействия растений с ассоциативными азотфиксирующими ризобактериями// Новое в с.х. производстве.-Луга.-КГУ.-1997.-с. 44-46

53. Кожемяков А.П. Продуктивность азотфиксации в агроценозах // Микробиологический журнал, 1997, том 59, № 4, с. 22-28.

54. Кожемяков А.П., Хотянович А.В. Перспективы применения биопрепаратов ассоциативных азотфиксирующих микроорганизмов в сельском хозяйстве // Бюлл. ВИУА, М.-1997. №110, с.4-5.

55. Кожемяков А.П. Биопрепараты в длительных опытах Географической сети. Агрохимический вестник № 4, 1998.- с.34-36.

56. Кожемяков А.П., Тихонович И.А.// Доклады Россельхозакадемии — .№ 6 1998. с. 7-10.

57. Кожемяков А.П., Хоанг Хай. Изучение эффективности и основных механизмовдействия землеудобрительных биопрепаратов на растения в длительных опытах Георафической сети.// Современные проблемы опытного дела. С.-Петербург. 2000.-том 2.- с. 180

58. Кореньков Д.А. Агрохимия азотных удобрений // М.: Наука. 1976. 222с.

59. Кореньков Д.А., Борисова Н.И. Успехи и перспективы использования стабильных изотопов в агрохимии // Вестник сельскохозяйственной науки. 1980. №9. с.22-27.

60. Кореньков Д.А., Руделев Е.В. Минерализация-иммобилизация азота почвы и удобрений // Агрохимия. №11. 1984. с.130-138.

61. Кореньков Д.А., Руделев Е.В. О распределении минерального азота почвы и удобрений в системе почва-растение // Почвоведение. 1988. №3. с.107-113.

62. Кореньков Д.А. Агроэкологические аспекты применения азотных удобрений. М.:Агроконсалт, 1999.-296 с.

63. Кочегарова Н.Ф. Превращение в почве азота удобрений и использование его растениями // Научные труды Сибирского НИИ сельского хозяйства. 1979. Т.29. с.89-94.

64. Кретина Т.А., Пожилов В.И. Микробиологические и биохимические процессы в почве в связи с длительным применением удобрений // Достижения микробиологии — практике: Тез. VII съезда Всесоюз. микробиол. о-ва. Алма-Ата: Наука, 1985, Т.7. С. 39.

65. Крищенко В.П. Ближняя инфракрасная спектроскопия//М. Интерагротех, 1997. С. 251-261.

66. Кудеяров В.Н. Превращение в почвах азота удобрений и пути повышения его эффективности. //Автореф.докт. дисс. М. 1985. 36с.

67. Кудеяров В.Н. Цикл азота в почве и эффективность удобрений //М.: Наука. 1989. 215с.

68. Кудеяров В.Н., Биелек П. Баланс азота и трансформация азотных удобрений в почвах // Пущино. НЦБИ АНСССР. 1986. с.25.

69. Кудеяров В.Н., Благодатский С.А., Ларионов А.А. Изменение внутри почвенных потоков азота при внесении азотных удобрений. // Агрохимия. 1990. №11. с.47-53.

70. Кудеяров В.Н., Кузнецова Т.В. Оценки размеров несимбиотической азотфиксации в почве методом баланса. // Почвоведение. 1990. №11. с.79-89.

71. Кудеяров В Н., Шабаев В.П. Круговорот и баланс азота при интенсивном применении удобрений // В кн. Регулирование плодородия почв, круговорота и баланса питательных веществ в земледелии. Пущино. 1981. с.21-27.

72. Кудеяров В.Н. Современное развитие научных идей Д.Н. Прянишникова //М.: Наука, 1991. с 155-168.

73. Кукреш С.П., Ходянкова С.Ф. Эффективность применения азобактерина под лен- долгунец // Бюлл. ВИУА№115, М., 2001, с.38-39.

74. Куракова Н.Г., Умаров М.М. Влияние различных форм минеральных соединений азота на процессы азотфиксации и денитрификации в дерново-подзолистой почве и черноземе.// Почвоведение. 1983. № 4. с. 38-42

75. Кутузова Р.С. Значение денитрификации в газообразных потерях азота на дерново-подзолистых почвах разной окультуренности // Экологические последствия применения агрохимикатов (удобрения). Пущино, НЦБИ АН СССР. 1982. с.57.

76. Лекомцев П.В., Пасынков А.В. Динамика накопления азота в растениях пшеницы при использовании ее в чистых и смешанных посевах и использовании азотфиксирующих препаратов. // Бюлл. ВИУА №115, М., 2001, с.141-142.

77. Лукин С.А., Кожевен П.А., Звягинцев Д.Г. Азоспириллы и ассоциативная азотфиксация у небобовых культур в практике сельского хозяйства.// С.-х. биология, № 1, 1987

78. Макаров Б.Н. Газообразный режим почвы. М.:Агропромиздат. 1988. 68с.

79. Мергель А.А. Очаговое размещение азотных удобрений и его влияние на трансформацию и использование азота растениями. Автореф. дис. канд. биол. наук. МГУ. 1989. 16 с.

80. Мергель А.А., Тимченко А.В., Леошко В.А., Кудеяров .Н. Участие азота корневых выделений в трансформации азота в почве и процессе образования " экстра " азота // Агрохимия. 1992 №9. с.3-13

81. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями (под ред. Панникова В.Д), Часть 3. М.: ВАСХНИЛ, 1986. 147 с.

82. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями (под редакцией В.Д Панникова), Часть 2 (Программы и методы исследования почв); М.ВИУА., 1986 г, 171с.

83. Миллер Ю.М., Pao В.Р., Белов Ю.М. Активность несимбиотической азотфиксации в почвах рисовых полей. // Повышение плодородия рисовых полей. М.: Наука. 1977. С.97-100.

84. Минеев В.Г., Дебреценни Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. — М.: Колос, 1993. с.279-305.

85. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Почвенные азотфиксирующие бактерии рода Clostridium. М., Наука, 1974.

86. Мишустин 1972 ( использование соломы в с\х хоз-ве) стр 94

87. Мишустин Е.Н., Черепков Н.И. Роль бобовых культур и сво-бодноживущих азотфиксирующих микроорганизмов в азотном балансе земледелия. // Круговорот и баланс азота в системе почва-удобрение-растение-вода. М.: Наука. 1979. С.9-18.

88. Мосолов И.В. Физиологичские основы применения минеральных удобрений. М.:Колос, 1979.-255 с.

89. Никитишин В.И. Агрохимические основы применения удобрений в интенсивном земледелии. М.: Наука. 1984. 212 с.

90. Осипов А.И., Соколов О.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 4. Роль азота в плодородии почв и питании растений. С.Петербург, 2001, 360 с.

91. Павлов А.Н. Повышение содержание белка в зерне. М.:Наука, 1984.119 с.

92. Патыка В.Ф., Калиниченко А.В., Колмаз Ю.Т., Кислухина М.В. Роль азотфиксирующих микроорганизмов в повышении продуктивности сельскохозяйственных растений// Микробиологический журнал, 1997, том 59, № 4, с. 3-14.

93. Паников Н.С., Верниченко Л.Ю., Кравченко И.К., Мамедов Н.М. Влияние бактеризации на рост и физиологическое состояние растений. //Труды ВНИИСХМ. С-Пб. 1991. Т.61. С.18-25.

94. Персикова Т.Ф. Эффективность бактериальных препаратов под культуры севооборота// Бюлл. ВИУА №114, М., 2001, с.143-144.

95. Практикум по агрономической химии ( под редакцией А.В. Петербургского ). М.: Колос. 1969. 496 с.

96. Пухальская Н.В. Закономерность формирования продуктивности зерновых культур при изменении уровня углеродного и азотного питания в оптимальных и экстремальных условиях выращивания/ Автореф. дисс. на соиск. уч. степ, д.б.н. М, 1997, 445 с.

97. Ремпе Е.Х., Филимонов Д.А., Стрельникова Р.А. Влияние температуры, влажности и реакции почвы на размеры газообразных потерь азота удобрений и микробиологические процессы в почве // Агрохимия. 1980. №11. с.9-14.

98. Родынюк И.С. Влияние генотипа пшеницы на формирование эффективной ассоциации с азотфиксирующими микроорганизмами. // Бюл. ВНИИСХМ. 1985. N42. С.54-56.

99. Руделев Е.В., Филимонов Д.А. Превращение азотных удобрений в дерново-подзолистой, дерново-луговой торфяной почвах (по данным с 15N) // Агрохимия. 1981. №5. с.15-20.

100. Руделев Е.В. Динамика трансформации иммобилизованного азота // Почвоведение. 1982. №7. с.120-125.

101. Садыков Б.Ф. Биологическая фиксация в агроценозах. // БНЦ Ур. Отд. АН СССР. Уфа. 1989. 109с.

102. Сапожников Н.А. Трансформация азота удобрений в почве и повышение коэффициента его использования растениями. // Труды ВНИИСХМ. С.-Пб. 1980. Т.49. с. 64-81.

103. Сапожников Н.А., Корнилов М.Ф. Научные основы системы удобрений в Нечерноземной полосе // М.: Колос. 1977. 296с.

104. Семенов В.М., Мергель А.А., Розанова JI.H., Кузнецова Т.В., Кудеяров В.Н. Количественная оценка процессов азотного цикла при внесении возрастающих доз азотных удобрений. Сообщение 2. // агрохимия. 1992. №5. с.3-10.

105. Семенов В.М. Процессы круговорота азота в системе почва-растение и эффективность их регулирования агрохимическими приемами: Автореф. дис. докт. биол. наук. -М., 1996. 37 с.

106. Семенов П.Н. Влияние ризоагрина и флавобактерина на урожайность и качество зерна озимой пшеницы и тритикале. // Бюлл. ВИУА №115, М., 2001, с.157.

107. Сирота Jl.Б. Влияние азотных удобрений на использование растениями азота почвы. // Азот в земледелии Нечерноземной полосы. Л.: Колос. 1973. с. 143-181.

108. Сирота Л.Б. Факторы определяющие поступление почвенного азота в растение при внесении азотных удобрений. // Применение стабильного изотопа 15N в исследованиях по земледелию. М.: Колос. 1973. с. 166177.

109. Сирота Л.Б. Иммобилизация азота удобрений в дерново-подзолистой почве и его участие в питании растений. // Бюлл. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. 1978. Вып. 19. с.38-46.

110. Сирота Л.Б. Несимбиотическая фиксация азота в ризосфере удобренных азотом растений. // Экологические последствия применения агрохимикатов (удобрений). Пущино. НЦБИ АН СССР. 1982. с. 37-38.

111. Сирота Л.Б., Трибис Ж.М. Значение процесса нитрификации для газообразных потерь азота удобрений // Экологические последствия применения агрохимикатов (удобрения). Пущино. НЦБИ АН СССР. 1982. с.64.

112. Смирнов П.М. Превращение азотных удобрений в почве и их использование растениями// Автореферат дис. д-ра с.-х. наук. М., 1970. 43с.

113. Смирнов П.М., Шилова Е.И. Иммобилизация азота в почве при внесении меченных l5N удобрений и растительных остатков // Изв. ТСХА. 1970. №6. с.92-100.

114. Смирнов П.М., Дегтярева Н.И. Использование азота почвы и удобрений сельскохозяйственными растениями // Известия ТСХА. 1972. Вып.2. с.85-92.

115. Смирнов П.М. Вопросы агрохимии азота // М.: ТСХА. 1982. 72с.

116. Смирнов П.М., Кидин В.В., Иванникова JI.A. Влияние окультуренности почв на баланс меченного 15N азота удобрений в длительном опыте // Агрохимия. 1980. № 8. с. 3-12.

117. Смирнов П.М., Кидин В.В. Торшин С.П. Влияние почвенного плодородия на газообразные потери азота почвы и удобрения. // Почвоведение. 1981. №11. с.3-12.

118. Смирнов П. М., Кидин В.В. Использование растениями азота и баланса его в зависимости от дозы и срока внесения удобрений // Химия в сельском хозяйстве. 1983. № 3. с. 20 24.

119. Соколов О.А.,. Семенов В.М. Теория и практика рационального применения азотных удобрений М.: Наука, 1992. с. 104

120. Степаненко И.Л. Азотфиксирующий потенциал ризоценозов мутантных форм ячменя// Изв. СО АН СССР Сер. биол. науки. 1989, № 1. С.6-11.

121. Стрельникова Р.А., Филимонов Д.А. Влияние температуры и влажности на размеры газообразных потерь азота удобрений и микробиологические процессы в почве //Агрохимия. №11. с.145-151.

122. Суков А.А. Превращение в почве азотных удобрений после их внесения //Агрохимия. 1992. №5. с.13-19.

123. Тимофеева С.В., Лагутина Т.М., Кожемяков А.П. Моделирование взаимодействия агроэкологических факторов на приживаемость интродуцируемых бактерий в почве и зоне корней растений// М., Доклады Россельхозакадемии, №6, 1999, с.19-21.

124. Тихвинский С.Ф., Доронин С.В. Новый селекционный сорт яровой пшеницы Крепыш/ Информационный листок № 140-95. Кировской ЦНТИ№ 140-95. Киров, 1995, 4 с.

125. Трепачев Е.П., Екименко Н.Н. Усвоение клевером минерального и атмосферного азота в зависимости от и температурного режима субстрата и доз азотных удобрений. Агрохимия, № 9, 1970

126. Трепачев Е.П. Агрохимические аспекты биологического азота в современном земледелии. М, 1999-532 с.

127. Турчин Ф.В. Использование азотных удобрений урожаем и их превращение в почве. // Журн. ВХО им. Д.М. Менделеева. 1965. Т. 10. № 4. с. 400-407.

128. Филимонов Д.А. Потери азота в результате денитрификации и эффективность азотных удобрений на лугах. // Почвенные условия и пути повышения эффективности применения удобрений. 4.1. Пенза. 1982. с. 181-182.

129. Филимонов Д.А., Рудулев Е.В. Превращение иммобилизованного азота в почве при внесении азотных удобрений. // Почвоведение. 1977. № 9. с.70-74.

130. Умаров М.М. Несимбиотическая азотфиксация в фитоплане и ее роль в балансе азота в почве. //Экологические последствия применения агрохимикатов ( удобрения ). Пущино. НЦБИ АН СССР. 1982. с. 42-43.

131. Умаров М.М., Куракова Н.Г., Зуева Л.Д. Методы изучения азотфиксации и денитрификации в почве. В кн. Микроорганизмы как компонент биогеоценоза. М., 1984, с. 107-119.

132. Умаров М.М. Ассоциативная азотфиксация. М.: МГУ. 1986. 136с.

133. Умаров М.М., Шабаев В.П., Коновалова О.Е., Смолин В.Ю. Сравнительная оценка продуктивности ассоциативной азотфиксации изотопным и ацетиленовым методами. М., Наука, Почвоведение №7, 1990, с.136-141.

134. Федорова Р.И., Милехина Е.И. применение С2Н2 для изучения взаимодействия денитрифицирующих и азотфиксирующих микроорганизмов. В сб. Всесоюз. V съезд микробиол. об-ва. Тез. докл., 1975, Ереван, с. 16-17.

135. Чеботарь В.К., Малиновский Б.Н. Ассоциативная азотфиксация в ризосфере сорго. // Вестник сельскохозяйственной науки. 1989. №10. С.106-110.

136. Чеботарь В.К. Возможность использования ассоциативных азотфиксаторов для увеличения продуктивности растений сорго // Микроорганизмы стимуляторы и ингибиторы роста растений. Тез. докл. конф. - Ташкент. - 1989.-е. 40-41.

137. Чистотин М.В. Эффективность инокуляции яровой пшеницы Agrobacterium radiobacter в зависимости от удобрений, почвенных и метеорологических условий //Автореф. канд. биолог, наук. М., 2001, 19 с.

138. Шабаев В.П., Кудеяров В.Н. Использование райгросом азота почвы и удобрений при внесении его в возрастающих дозах. Сообщение 1.// Агрохимия, 1982, № 2. с. 3-8.

139. Шабаев В.П., Умаров М.М., Смолин В.Ю. Усвоение фиксированного микроорганизмами азота атмосферы небобовыми и бобовыми растениями. // Тез. Всесоюзн. симп. Метаболизм углерода и азота при фотосинтезе. Пущино. НЦБИ АН СССР. 1985. С.67-68.

140. Шевелуха B.C. Рост растений и его регуляция в онтогенезе.1. М.: Колос. 1992. 594с.

141. Шилова Е.И. Интенсивность минерализации ранее иммобилизованного азота при повторном внесении удобрений // Изменение плодородия почв в условиях интенсивного использования. М. 1981. с.36-40.

142. Шумный В.К., Сидорова К.К., Клевенская И.Л. и др. Биологическая фиксация азота. Новосибирск: Наука, 1991, 271 с.

143. Ягодина М.С., Трепачев Е.П. Азотфиксирующая способность и урожайность вики и виковсяной смеси при различном фосфатном уровне почвы. Изв. АН СССР, сер. биол., № 2, 1989

144. Ягодин Б.А. Экологическая агрохимия// Бюлл. ВИУА №114, М., 2001, с.34-37.

145. Ягодина М.С., Веревкин Е.А. Несембиотическая фиксация атмосферного азота под озимой пшеницей. Бюл. ВНИИ удобрений и агропочвоведения, 1979, № 45, с. 60-64.

146. Andren О., Rajaki К., Katerer Т. Water and temperature dynamics in a clay soil under wheat: Influence of straw decomposition // Biol. Fertil. Soils. -1981.-V.61.-N 2. P. 461-463.

147. Balandreau J., Dommergues Y. Associative nitrogen-fixing symbiosis. — Eur. Semin. Biol. Solar Conver. Syst., Grenoble, 1977, p.1-20

148. Bashan J., Levanony H. Xylen colonization of wheat root by Azospirillum brasilence Cd // Can. J. Microbiol. 1996. - N36, P. 591 - 608.

149. Belimov A.A., Kojemiakow A.P., Chuvarliyeva M.R. Interaction between barley and mixed cultures of nitrogen fixing and phosphate-solubilizing bacteria. // Plant and Soil. 1995. V.173. P.29-37.

150. Boddey R.M./ Methods for quantification of nitrogen fixation associated with gramineae // CRC Critical Reviews in Plant Science. 1987.- V.6. -155.3, P. 209-266.

151. Chapman R., Hemond H. Dinitrogen fixation by surface peat and Sphagnum in an ombrotrophic bog. Can J. Bot., 1982, vol. 60, N 5, p.538-543.

152. De Bont J. Oxydation of ethylene by soil bacteria. Antonie van Leeuwen., 1976, N42, p. 59-71.

153. Gilliam F.W., Dasberg S., Lund L.f., Focht D.D. Denitrification in four California soils: Effect of soil profile characteristics // Soil Sci. Soc. Am. Proc. 1998. V.42.N1. P.61-66.

154. Graham J., Lindreman R. Ethylene production by ectomycorhizal fungi. -CanJ. Microbiol., 1980, vol. 26, N 11, p. 1340-1347.

155. Dilworth M. Acetylene redyction by nitrogen-fixing preparation from Clostridium pasteurianum.-Biochim.Biophys. Acta, 1966, N 127, p. 285-294.

156. Hardy R., Burns R., Holsten B. Application of acetylene-ethylene assay for measurement of nitrogen fixation. Soil. Biol. Biochem., 1973, vol. 5, N 1, p.41-83.

157. Hasebe A., Ito F., Iimura K.,Sekiya S. Dynamic aspects of nitrification and subseguent denitrification in lowland rice fields // Transactions 14th Int. Congress Soil Sci., Kyoto, Japan. 1990.V.4. P.332-336.

158. Heinrich D., Hess D. Chemotaxic attractation of Azospirillum lipoferum by wheat roots and characterization of some attractants // Can. J. Microbiol. 1985. V.31. N1. P.26-31.

159. Hynes R., Knowles R. Effect of acetylene on autotrophic and heterotrophic nitrification. Can. J. Microbiol., 1982, vol. 28, N 3, p. 334-340.164. Iain, Potriguin, 1984

160. Ishizuka I. Biological nitrogen fixation in agriculture: state of the art and realistic prospects. // Transactions 14th Int. Congr. Soil Sci., Kyoto, Japan. 1990. V.3. P.122-127.

161. Jain D.K., Patriguin D.G. Root hair deformation, bacterial attachment and plant growth in wheat. Azospirillum associations // Appl. Environ. Microbiol. 1989. V.48.N2. P.1208-1213.

162. Jansson S.L. Tracer studies on nitrogen transformation in soil with special attention to mineralization-immobilization relationships // J.Lantbrukhogsk. Ann. 1958. N24. P.101-361.

163. Jenkinson D.S., Powlson D.S., Johnston A.F. The nitrogen cycle under continuous winter wheat. // Trans. XIII Congr. Intern. Soc. Soil Sci. Hamburg. 1986. P.793-794.

164. Jordan D.C. Nitrogen fixation by selected free-living and associative microorganisms // Curr. Perspect. nitrogen fixation. Proc. 4 Int Symp Nitrogen Fixation, Canberra, 1-5 Dec., 1980. Amsterdam e.a. 1981.P. 317-320

165. Kanner L., Bartha R. Metabolism of acetylene by Nocardia rhodochrous. J. Bacterid., 1982, vol. 150, N 2, p. 989 - 992.

166. Kennedy N.P., Zeman A. et al. Biological nitrogen fixation and prospects for W yield increases in wheat. Trans. 14th int. Congr. Soil Sci. Kyoto Ang. 1990,v.3.

167. Kowalenko C.G., Cameron D.R. Nitrogen transformation in soil plant systems in three years of field experiments using tracer and non-tracer methods on an ammonium fixing soil // Can. J. Soil Sci. 1978. V.58. N2. P. 195-208.

168. Legg J.O., Allison F.E. Role of rhizosphere microorganisms in the uptake of nitrogen by plants // Trans. VII Intern. Congr. Soil Sci. 1960. V.2. P.545-550.

169. Meyer R., Lindberg T. Epiphytic nitrogen fixation in a forest ecosystem. -Abs. Annu. Meet. Amer. Soc. Microbiol., 1976, p.171-178.

170. Mohanty S.K., Mosier A.R. Nitrification-denitrification in flooded rice soils // Transactions 14th Int. Congress Soil Sci. Kyoto, Japan. 1990. V.4. P.326-331.

171. Окоп V. Azospirillum as a potential for agriculture. // Trendss Biotechnol. 1985. V.3. N9. P.223-228

172. Okon Y., Yanderleyden J., Root-associated Azospirillum species can stimulate plants // Int. J.Syst.Bacteriol-1992.-№43. P. 403 - 427

173. Olson R. Fate of tagget fertifilizer nitrogen applied to winter wheat // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1979.V.43. N5.P.57-63.

174. Payne W., Grant M. Influence of acetylene on growth of sulfate-respiring bacteria. Appl. Environ. Microbiol., 1982, vol. 43, N 3, p. 727-730.

175. Pishchik V.N., Lazarev N.I., Kojemyacov A.P. ect. Biological properties of nitrogen-fixing associative enterobacteria //Plant and Soil. 1998. v.202. P.49-59.

176. Powlson D.S., Jenkinson D.S. Non-fertilizer inputs of nitrogen to arable and grassland systems // Advances in nitrogen cycling in agricultural ecosystems : Intern. Symp. May 11-15, 1987. Brisbane, 1987. P. 59 61.

177. Popovic B. Effect of sampling data on nitrogen mobilization during incubation experiments // Plant and Soil. 1971. V.34. N3. P.381-392.

178. Rennie R.J. Dinitrogen-fixing bacteria: computer assisted identification of soil isolates//Can/J/Microbiol. 1981. V26. P. 1275-1283.

179. Roskoski J. Comparative C2H2 reduction and 15N fixation in deciduous wood litter. Soil. Biol. Biochem., 1981, vol.13, N 1, p.83-85.185. Russow, Faust, 1990

180. Ryden J.C., Lund L. J., Foch D.D. Direct measurement of denitrification loss from soils. I. Laboratory evaluation of acetylene inhibition of nitrons oxide reduction // Soil Sci. Soc. Am. J. 1989. V.43. P.104-110.

181. Sorensen, 1963 Использование соломы в c/x, Ленинград, Колос .1979. стр. 94

182. Smith М. Release of organic materials from the roots of free seeding. -Ecology, 1976, N 57, p. 324-327.

183. Smith R.L., Schank S.C., Milam G.R., Baltensprenger A.A., Responses of Sorghum and Pennisetum species to the N2-fixing bacterium Azosperilum brasilence // Appl. Environm. Microbiol. 1987. V.47, N6.-P. 1331 - 1336.

184. Sporl S., Garz J. Zur Abhangigkeit der N-Nachlieferung in Ackerboden von Feuchtigkeit und Temperature // Arch. Acher und Pflanzenbau und Bodenk. 1981. V.25.N4. S.213-218.

185. Stewart W., Fitzgerald G., Burns R. In situ studies on N2 fixation using the acetylene reduction technique.- Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1967, N58, p. 2071-2078.

186. Tikhonovich I.A., Kojemiakov A.P// Biological Nitrogen fixation for the 21th Century, 1997. p. 133-137

187. Ulehlova В. Soil microbial associations, control of structures and functions, eds. Vancura V., Kunc F., Praha. Academia. 1988. 418 p.

188. Venkataraman G.S. Non-symbiotic nitrogen fixation. // Rev. Soil Res. India, 12th Int. Congr. Soil Sci. New Delhi. 1982, P.205-235.

189. Vilsmeyer K., Amberger A. Mineralisierung von 15N-Dunderstickstoff aus Wurzelzuckstanden und Boden // Landwirt. Forsch. 1982. B.35. N1-2. S.146-150.

190. Walker T.W., Adams A.F., Orchiston H.D. Fate of labeled nitrate and ammonium nitrogen when applied to grass and clower grown separately and together// Soil Sci. 1956. V.81. N5. P.339-351.

191. Watanabe I., Crasswell E.T., App A.A. Nitrogen cycling in wetland rice fields in South-East and Asia // Nitrogen cycling in South-East Asian wet monsoonal ecosystems. Canberra: Austral. Acad. Sci., 1981. P.4-17.

192. Zhao-Liang Z., Xian-Zing Z., Qui-Xin C.Q., Rong-Ye C., Zu-Quang W. On the improvement of the efficiency of nitrogen of chemical fertilizers and organic manures in rice production // Soil Sci. 1983. V.135. N1. P.35-39.

193. Yanni D.Y. Nitrogen fixation associated with rice// Proc. of 7th International Sym. Nitrogen Fixation with Non-legumes, Fasialsbad, Pakistan.-1996.-P.48.

Информация о работе

Сологуб, Дмитрий Борисович
кандидата биологических наук
Москва, 2005
ВАК 06.01.04

Диссертация

Эффективность применения ризосферных диазотрофов под зерновые в зависимости от содержания органического вещества в почве - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Эффективность применения ризосферных диазотрофов под зерновые в зависимости от содержания органического вещества в почве - тема автореферата по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы