Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование ассоциативных микроорганизмов для повышения урожайности ячменя и многолетних злаковых трав

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Использование ассоциативных микроорганизмов для повышения урожайности ячменя и многолетних злаковых трав"

_ Qf\ АКАДЕМИЯ АГРАРНЫХ ИАУК РЕСПУБЛИКИ БЕШУСЬ

* ЕЗЯОРУССКИЯ ОРДША ПУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

. л \ ""-НЛУЧНОЧИХЗДрШШСШ ИНСТИТУТ ПОЧВОВЕДШКЯ

• ' " И АГКШШ!

Sa оравах рукооиоз НЕСТЕРШО ВАЛШ1Я ШКОЛАЕЕНА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АССОЦМИВШЯ ШКРООРГАЕ13МОВ ДШ ПОВШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЯЧМЕНЯ И МНОГОЛЕТНИХ ЗЛАКОВЫХ ТРАВ

06.01.04 - агроглУзя

ABTOPEÖBPAT

дасобртацзя на соискание ученой стзаеяя кандидата биологических наук

Минск - 1993

Работа выполнена а Белорусском ордона Трудового Красного Знамени научно-исследовательском инсиъуте почвиьвдашш ß ахрохяшв Академии аграрных наук Республика Беларусь

Научный руководдтвль: доктор ¿иояогдчэскюс каук, профессор }:.'дауотан E.H.J

Офшиагышв оппоненты: доктор биологкчесаих наук Зиманко Х.Г»

вапдядат сбльохохоаяйотеонных иаух Лпмантова Е.М.

Бодущев учреждение: Институт гснатпкз п ^пологая АН РБ

Защята состоятся 20 мая 1993 г. я 10 часов на заоадаляя сиецаализаровшшого соаэта Д 020.64*01 пря Болорусско.м паучно-иссладовательском институте почвоведения п агрохимия (220103, г.Млиск, ул.Казиаца,62, зад эаседаяаа.

С диссертацией мохно ознакомиться а библиотеке института г.Шшск, ул.Казинца,62.

Автореферат разослал 20 алраля 1993 г.

Ученый сакрэтапь спеодалаэа- /■

рсванного совета, кандидат / .

сельскохозяйственных наук О-rt-f ^ Л.М.Стефаяыотна

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность тв'.'ч. Проблема азотного питания является составной часгья проблем управления продукционным процессом растений я плодородием попа. Ожесточение растений азотом возмогно дзумя путями: либо за счет азотага удобрений, либо за очвт биологической азотфяксацля. Производство азотных удобрений отличается высокой эноргоомкостыэ, а их применение создает целый ряд серьезных экологических проблем. Связывание молекулярного азота почвенными шкрооргаялзмамя - эдаиствешнй экологически безопасный л сравнительно дешеий путь снабжения растений азотом.

Фиксация атмосферного азота микроорганизмами при тесном контакте о корняшз небобовых культур, назЕшшая ассоциативной азотфаксацлэй новое, актуальное и перслектявяоэ направление з общей проблема биологического азота. Больная экологачдекая значимость ассоцаатпвной азотфяксавди обусловлена широким распространением злаковых культур и ассоциативных микроорганизмов во всех климатяческих зонах. На долю ассоциативной азотфакса-цяя, по дашна Умарова (1983), приходятся до 7<$ азота, поступа-ющэго за счот биологической азотфакоасд и цзлом.

Основкызд задачка исследований о этом направлении является: активизация природного потенциала ассоциативной азогфакеащя, поиск активных форм разосфариых даазотрофов я создания на их основе эффективных бактериальных препаратов, приспособленных к воздэлшзаешм культурам и почвешю-шицгатачеекдм условиям. -

В настоящее время активными ассоциативными азотфяксаторамз считаются более 60 ендов бактерий, пранадчетаешх к 12 ссмгством. Но наибольшее внимание исследователе!* привлекав? бактерия рода

^Сйст.. Это связано с ях высокой пптрогеяазной активностью в ассоциациях о растениями, хоропой прааиваоыостьв в корневой зоне, конкурентноспособностью при заселении зоны кори. За рубегом узо выпускают бактериальные удобрения на основе бак-тор.т.ч рода. СЛит, .

В Беларуси исследования в этом направлений ранее не прово-гзлись. В настоящее время возникает необходимость пояска активных маотгоос штаг.мов бактерай рода с^лсч^иЦип' , пряспоооб-лшшх к езздэлнваешел культурам я п ота е ня о-климатлч о с ооо-

бенноатям республики, перопектнЕНшс доя создания бактериальных препаратов под кобобоша культуры.

у запэчи всслерр5^ч',;{1. Основная цель исслодосйш:й заключалась в изучонип процесса ассоциативной азот,*сксаш1и в почвошш-мнматлчесчпх условиях Беларуси и пояска возможностей ого активизация • Для этого ровалдиь еле-дуги;;о задала:

-получить данные о наличии дназотрофких микроорганизмов в рязоалановых ценозах неообовых культур и о стопош; проявления процэсса ассоциативной изотфиксацпя я аочвонно-кяпяйгачосквх условиях республики;

-выделить из состава микробного сообщества ризопл&чы неби-бовых растений высокоэффективные шг&чац бактерий родаАмуаи/ --йш" гдя создания бактериальных удобрений па их основа;

-изучить свойства наиболее активного а аизнеспособного шташа бактерий ЛхариНшп., перспективного дня праманания а сельскохозяйственно.'.! производство (фпзиолого-бяох;и.щчоск!:о параметры, приживаемость е корневой системе и влияние на реет а развитие ячааня); "

-сравнить эйактивность инокуляция семян небобоеих культур предлагае-чим препаратом с¡¡м^и-иит ¿шиймь 4465 и известными ассоциативными микроорганизмами различной видовой принадлежности в аегетавдонных, полевых и продзводств ешшч опытах;

-изучить возаокность снагения норм лрашненая минерального азота под небобовые купьтури за.счет применения различных бак-терирльных препаратов.

Научная иряцзна. Ваораио е устогнях реоцублихк установлен уровень ассоодатаЕной азо^фзкеацпа в корневой системе ячменя я основных видов многолетних злаковых граа, Показано, что станет, прояаяения процесса ассоциативной азотфикоацчя зависит от поишь-» климатических условий, уровня применения ;ашоральных удобрений, видовых я аортогих особенностей возделываемых культур.

Впервые выделен из рязодланы ячменя высокоэффективный штамм бактарай «Асг^и иШсгн. ¿¡иь&уие. Шташ депонирован о кодяек-1Щ прошашшых иикроорганязиив иод ноаероа МВ5-В-4485 в качестве изотфкеатора, перспективного дам бактериального удобрения иод небобошэ культуры.

Показана экологнчостсая и энергетическая целесообразность использования новых и иэвэопш бакторяалышх препаратов на основэ корней их даазотрофов дот улучшения азотного питания иобобоких культур, позьшеаня их урожайности, сшшншя уровня прн'.юноння минерального азота п получения чистой продукции.

"лчпкщю нолоч^ш, на ?апг.;ту:

-янсакоэффоктааньй местны'.! штакм бактергАЛха/ии££иг>ь тан Сели 4485, применение которого позволяет повидать урожая пебобоиих культур па 8-24%, снижать нормы применения минерального азота в пределах до 30 кг па гектар и получать экологически чистую продукции;

-параметры увеличения урожая кебобових культур п енпкеняв норм внесения минерального азота за счет применения ассоциативна микроорганизмов;

-показатели энергетической эффективности применения шт&чма ЛлсуииОит Сшцйтс- местной селекции под ячмень.

Практическая значимость. Предлагаемый ноеьй бактернальнщ! препарат на основе ассоциативного азотфикеярутего микроорганизма ¿¡хсЦии&цт 4485 обеспечивает повышение уро-г.ая зерна ячменя на дорново-подеоляешх почвах на 2,3-5,8 ц/га, многолетних злаковых трав в сродном на 10,2 ц/га сухой масси, сникает затрата минерального азота на 20-30 ст/га я способствует получению окслогическд чистой продукции.

Реаптчп.ч расЬтн. Материалы исследований реализованы в "Предчохеияях об использования перспективных форм адсощативншс гткраэргакязиов под ячмень а гдгаголотниэ злаковые травы", рассмотренных и одобренных Ученым советом БелНШИА.

Аппобзшя работ;). Материалы диссертационной работы дологмш! на Всесоюзной школе молока учеша я специалистов "Совремошгш проблема использования биологического азота в зе.иодэлиип, Усть-Нараа, 1986; па научной конференции Задастого отделения ВАСХШЛ 'Интенсификация производства э отраслях агропромшлешшго комплекса па основе использования метод, в биотехнология", Шапок, ■ 1539; на Республияансяо:.! еелан-гаро " Микроорганизмы в плодородии и охране почв", Микст:, 1990; на Всесоюзном соввщан-п "Проблемы азота в интенсивном земледелии", Красчообск, 1990; на

Всесоюзной научной конференции "Биология почв антропогенних яанетафтов", Днепропетровск, 1991.

ру&чяуАИАуПо томе диссертацаа опубликовано II ра(5от. рбт.чя работу. Ллссертачтя состоит пз ввадоняя, обзора литературы, описания объектов ц методов исследований, изложения результатов экспериментов, их обсуждения. Диссертант завершается выводом и предложениям! производству. Сплсок литературы оодераят 200 наименований, из них НО иностранных. Работа изложена на 1у0страницах машинописного текста, содержат 25 таблиц , 10 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Обье&та, ц, цехода_^о.сйедо£.аздЗ.._ Объектом исследований служила корневая система зерновых культур и многолетиях злаковых трав. В работе бшш использованы коргшвие даазотрзфп, выделешю л идентификация которых выполнена г БолЩИ почвоведения и агрохимии. Наряду с мастными отчмами, исследования проводила с преаарлта/л азотфлкслруталх ьшфоорганлзмов, лродэстазлашшмл 1Ш сельскохозяйственной микробиология (Санкт-Петербург) -^яхчр.'глЫчт- ¿¿хИиК'Ьлеиг 7, ^^¿хгоме -

1еиит- 30, а такзсе Институтом микробиологии РАН (Москва)- штаммы Аьо^'и&игн, 1,2,Д1-1,Б-1.

Активность азотфаксацак в разоплане определяла ацетиленовым методом по Борестоцкому а Васык (1983) с применением яакубавди суспензия растертых корнай в кадкой модафняровашкй срэдо с малатом натрия , 19?б) в течение 4 суток пря нор-

мальном парца&чьном давлении кислорода а температуре 26сС. Объем инкубационной смесл в поницяллинових флаконах - 5 мл,- объем ацетилена - 2$. Пэвторкость опита пяти-десятикратная. Определение этилена про одии на газовом хроматографе "Хро:л-4" в шхамен-но-ионизациошшм детектором. Активность озотфаксацяи виразали в макрограммах азота на I грамм коркой за 24 часа.

Количественный учет азотфаксируших бактерий проводим методом предельных разведений в кадках питательных средах. Учет численности аэробных азотфикоарующх макроорганизмов проводила на среда ДМ {%сл1с\ , 1Э76), количество бактерий

■уииССсст. учитывали на солективноИ полужидкой модифицированной среде Бтова-Доберейнер (срода Д - Калининская о соавторши, 1981), а таксе на специфической среде СЕ {Слепп , 1982). 06-пуп численность анаэробных бактерий определяли при посевах из соотаотстаувди:: разведений на аидкуп базазотнуа среду о сахарозой и ломтиками картофеля (Федоров, Калининская, 1961). Дня учета сахаролитлчоских азотфиксирувдях бактерий рода ОЫЫйнш. кеяольэсваля срэдг й.:цзга (1965).

Еыдэлешю чистых культур бактерий рода прове-

дали аз проб гомогенатов корней ячменя а многолетних злаковых трав, отличавдяхся высокой азотфаксируодей способностью.

Приживаемость нового шташа изучалась на растениях ячменя в условиях вегетавдонного опыта. При этом использовали иатод генетнческой маркировки (Кохввян, 1985; Звягинцев, 1991), который позволял получать антабиотикоустойчивый вариант Ымь^иСйи*. 1ихи1иис 4485 и сохранить исходный высокий уровнь его азотфаксируодей активности. Учет количества бактериальных клеток антп-биотикоустойчпвого варианта Лш^и^гк, £ми<{епи 4485 проводили на картофельной среде с дозой пешидаллина 2600 мкг/мл посевом из разведений гомогонатоэ отмытых а поверхпостно стерилизованных корней.

Способность культуры Лгоуии/Ныт. ¿шяйпк 4485 продуцировать ростактлвирутше вещества исследовалась в жидкой культуре по методу "Шьл- е£.д|?(1979),

Вогетавдошше опыты проврдалпоь в сосудах, рассчитанных на 10 кг дерново-подзолистой легкоруглшшстой почвы. йнокуляцаю сомян трав проводили из расчета Х-ХОО шн. бактериальных клеток ка проросток. В сосудах оставляла по 25 растений.

Сергш полевых и производственных опытов по изучению эф$9ктш» поста инокуляция семян ячменя и многолетних злаковых трав асоо-здатавпнка азотфаксатораил проводила а различных почвеино-кли-маотгеских условиях республика. Характеристика объектов исследований представлена в таблице I. Варианты полевых опытов по инокуляции приведена о иллюстративном материала.

Полевой опыт о коотрзцом безостым проводила на дзрново-под-зояистой глееватой супесчаной мелиорированной почве, развивайгей*-

Характеристика объемов исследований

Таблица I

!

Место и гремя проседания ! потеа

опытов !

! !

!

И^иус, !

Э/бя2одано", БелНИИЗяк, дарново-подеолястая

Смолевдчскии район, легкосугланистач, пок-

Минская область стялаемая моренными

1965-1987 гг. суглинками

Э/биКгоаооввдша", БздНЙИПА, дерново-подааяяотая Минскяи район, Минская . логкосуглянистая,подобласть ,1989 г. стялашая леееовядшаи

оуглишсама

1 ■ .' -

Соасоз*?даога", жлобин- дерново-подзолистая екай район. Гомельская . супесчаная, подотяла-обдасть, 1986-1989 гг. еиая рахлнш песками

!Показные форда?Гядро- !Суида

!- - ------!лятячео!вогло-

ти I ?9Ос I КоО !кая кас!вешшх РНКС1 1 __1 _ _!лот- ! основа—

•мгЛОО г потен {!?£.» , _ I 'мг-экв на ТОО г

----- -------ш>зра____

Совхоз"Чапаева", Мостовскай район. Гродненская область 1986-1989 гг.

■ • деряозо-подаоляотая супесчаная, подстилаемая мореннши суглинками

Секнеяскяй район 1986-1983 гг.

Соахоз^оапселя",

2,3 6,0. 10,0 13,0 1,8 7,2

2,4 5,5 23,8 18,8 3,5 6,1

1987-1990 гг.

подстилаемая супеояда, мелиорированная

дорноао-глеевая песчаная, подстилаемая пескамг.иелдорароЕашая

с»

1,7 6,4 19,5 31,0 1,0 4,9

1,4 5,4 23,6 33,4 3,0 6,2

2,5 5,9 4,3 3,6 1,9 13,3

5,3 6,5 13,2 3,6 1,7 22,4

ся tía оупеси (э/б ЗЗХ, Витебская обл.). Опыт о боль сям набором многолетних злаковых трав (кострец бозостый, тимофеевка луговая, овсяница лугоеая, ока сборная, лиоохвоот, овсяница тростниковая, даукисточншс тростниковый) и бактериальных препаратов (птаммм d-xotjuulUim. 137, </l%Oip-<ut£um. ButtiCttut ÍÜI-I, dixoíJuu'Uutn. бгаи&ки- и 4465¡Jlfllol-ae i tu'и nt jo, JilhAetociel ч fflawlcteleAíum 30) проводит на дерново-гле-оной песчаной,-мелиорированной почве (с-з "Новоселка", Гомельская область).

Для проведения шшкулящя оомян в полевых условиях исполь-зосаля торфяные препараты с титром 1-4.10*° клеток на I грамм торфа. В дань посева гектарнуо норму семян смешивала о х-ектар-íiott порчей (200 г) бактериального препарата. Сойот предварительно увлажняла 2% раствором tfa-КМЦ дтя повишоняя адгезии.

Содорганяе общего азота в зерно ячменя и сене многолетних злаковых трав определяли метода« Къальдаля в модафякацнл Кур-каэва (1959). Расчеты энергетической эффэктнвностй проводит на основания "Временной методика онаргэгачеокого анализа в сельском хозяйство" (Севернов M.LL, Колос В.А., Васялпк Г.В. л гр. 15Э1, !.5я). Датша вегетационных, полевых п прокзводот-согашх опытов обработаны методом дасперсяокпого анализа на OS.! IEM PC/AT по Доопохову (1379).

' пх оботгдич*.

I. Спонтанная азотфяксатда в рнзоялана небобовнх pacrorañ.

-В результата прозодешшх исслэдоваядй на основных почвенных разновидностях в условиях республика еяродэлеа уровнь опоптан-коЗ ассощатлЕнаЗ азогфы'-сацггя в разопяаяе различных злаковых 137-тьттр и каоголотнше злаковых трав. В зависимости от почвея-шх я погодшх условий, сортовых я видовых особенностей возде-лгэасюх культур, норм и видов азотных удобрений азотфакеяруо-щач активность кяфофяорц рззоплани варьировала от 14 до 671 иг «2 т I г корней.

Изучай видовой оостав азотфякеяруедях шкрооргЕндзмоэ рязоплаяа лчшня л игогелетяшс злаковых ?раз. Устанозлоно, что

спектр азсрфиксяруздей микрофлора очень широк. В ооставе комплекса ризосферных (даазотрофов обнаружены аэробные {^ш^'иССит ), факультатавно~таэробны9(&ге<#"*) и анаэробные) Сактер;ш{£&и&/<4«л Основное внимание бияо уделено бактериям рода

2. Шделе:ше бактерий рода Лы^иСШт с корней небобовых растений

Одна аз основных задач исследований: зачличалась в поиске самых активных и кязнеспособншс штаммов бактерий рода^'^"^-

е составе корневых даазозрофоа различных аебобовых культур. т результате дщтелыщх экспериментов по соловдш отбору и выделении в чиотув культуру ыоспшх штаммов ассоциативных бактерий из ризосферы ячмешь паанцщ, трдшкала,. костреод н догах культур было получено более 100 дзолятов. аэотфиксируицих микроорганизмов. Последаюадо микробиологические исследования дали возможность отдать предоочтешш одшму изшх, отллчавшеглуся наиболее высокой и стабильной шщюгеназной активностью (460490 мкг к2 за 24 часа) и отзнеспособшютьв. Этот высокоэффективный штамм бактерий с корневой система ячменя бил иденаифа- . цдроБан как ^хе^и'Шш согласно опредолитэли

Берги (1984) и оряганальной статье'Змики* <У.<»/( 1978). Выделенный штадм депонирован в коллещэд' цроюсшеншсс микроорганизмов в Ш "Генетика" (Москва) .под цомороы 4465 в качестве яссимбяотяческого азотфяксатора, перспективного для использования в . сельскохозяйственном проазводатао под небобовые культуры. По уровне фиксация молекулярного азота местный вташ превооходдл даже известный коллекционный ога^о/гг^^'й^/« у>-1,

выделенный о корней зроплчеокого раотения (268 мкг И2/24 часа).

Изучены мор$ логические, а-^зяолото-бяохштеекпа свойства местного штага/а ¿т^Сетс 4485 по показателям,

которые входят в паспорт культура. ' .

Препарат предлагаемого иествого штачт, приготовленныЗиа основе стерилизованного торфа, "отвечал основным технологическим требованиям но уровни нятрогеназной активности'(480 мкг за 24 часа), накопление татра бактерий стабильности и • ,

длительности хранения (до 10 месяцев).

Практический аспект приыоненкя ассоцаатамшх бактзрай а сельском хозяйство предполагает необходимость изучения их кригаваокоота на корнях поело проведения инокуляции семян, определения моста локализации кяэноспособиих клеток внесенных бактерий э корневой зоне растений. С этой целью был проведан ваготлщогсяцЗ опыт с ячменем, инокударовашгым моченым штаммом dxoiiuiilût>n. ¿lasiànit- 4485. При этом попользовали метод гонэтической маркировки (Зшткщеэ, 1991).

Получсшгео датгые показывают, что вкоссшшо при иноку ля цм бактерии хорошо пригшваатся на корнях ячменя. Установлено, что плотность популяции внесенных маркированных бактериальных клеток сохраняется высокой на протяжении вегатащонного периода. По мера созревания ячменя, к концу вегетахдо, плотность поцуляцаз снижается с 1Ср до 10 клеток на I г корней. Очевидно, это обусловлено затуханием процзсса фотосинтеза к концу вегетации и соотаетствушш сокращение« поступления питательных веществ в корногуо систему.

С.чед'ет зтаияь, что при внесении !ляяерального азота (,';0 q^Pq jqKq jg) численность ассоциативных бактерий б та выше, чем'при использовании фосфорно-калайных удобрений (PQ jqKq jg). Это согласуется с ' литературными данными о положительном влиянии невысоких стартовых доз ганерального азота на формирование продуктивного ассофативного симбиоза микроорганизмов и растений. (Вэлкогон, IS87). Устаноэлено, что место« локализация внесенных ■янфоортанизмоз является поверхность корня, так как маркированные Зактсраалышо клетки tjzosfuuCUim $mikati\\ 4485 Hâ обнаружи-зал'лаь в гомогекатах поверхностно стерилизованных корней; оня таЗдшш только на откатах корнях ячменя. Значит, бакторяалыше киши по прошпишт внутрь корня. Именно это считается отлячи-гелыпгл признаком Jj.ciju'ti'ÙCunt вида ё^ьаи&н-и-. и согла-:устоя о ллгеразгртп даянта (Воякогон, ,1990).

Два изучения влияния бактерий Jxoi^Uu'Sàim ùiaiïeenu, ! 4485 па рост я развитие 'растений проводаш лабораторный опыт, •да орадяизали действие растворов фитогормопов и новой бактери- • дьпой культуры на всхода ячменя, выращиваемые а разбавленном

растворе Хоглаяда {Sien, elai, 1979). В результате установлено, что культура £ш<йик -4485 оказывает бо-лоз значительное влияние ка рост и развитие корневой система по сравнить с фатогормонака (вдтокшаш, гиббередлии, аукснн) я их сшсьи (рас.1). Под влиянием азотфяксцрувдах [.икрооргшлз-мов происходило существенное изменение морфологии корневой системы инояулироЕашого ячмоня, в еродаем в 1,2-1,? раз увеличивались длина и вес корней, высота п вес иадзегдюй часта рас-топ:ш.

Ыохно сделать, вывод, что йссощатзвцыо ищроорганизш ... Jroitiiulhim ¿innCtmWSS продуцирует в зону корит: биологически ак-лдаша вецества, оказцвгашо сшдударуэдае действие на рост н развитие растения.

3. Изучение эффективности инокуляция соыгш ячменя и многолетних злаковых трав в условиях вегетационных л полевых скитов ■

■ - '

Одаим из способов активизации процесса ассоциативной азот-фнксациа является инокуляция сомгш нобобовых культур препаратами корневых даазотра<5о2. За период о ISSSno 1990 гг. проЕодано 20 опытов по кзучешш о^фекташоста инокуляции сомян ячконя ц многолетних злаковых трав препаратам различных асс01Г^тнак1а шкрооргакпзыоо, в т.ч. 14 полевых опытов о ячменем, ссгальшо-о шоголетнпш злаковыми травами. .

Проведана серия полевых опытов по изучению сравнительной эффективности шюкуляьда ячменя известны,-и ассоциативными микроорганизмами, различной родовой црштдчеетюсти:^/^^^ 7,. <fhx4ot<xcl<utn*s 3QtJç-U>faeJcuutn Штамм

dxctfuu'tUcm- ¿iaaa/чс jj 4485 был вюточен о сравнительные испытания наряда' о лзвесгнша препаратами.

Опыта проводались в точение трех лет на дерново-подзолистых супесчаных почвах различного подзгялатш. Схема первого -гшта содержала варианты без ннокулявдк п о проведением инокуляда ка фонах йддР60Кд0 s ^бо^бО^О* На дерново-подзолистой супесчаной почве, подетилаеаой тройным сугланкоа, пра уровне мшарашюго азота Лгл б среднем zs. 3 года самыми эффективными бищ-бгииврше

30.

¿г

¿3

г» с 5

0

8ес кфнеи

( г 3 4 £ £

Рас. I. Сравнение действия культуры бактерий Ааозр1г111из Ъгае11епзо4Ю5 и растворов фзтогормоноз на всхода ячменя I - контроль; 2 -добавлена культура Агоси1г111м ЬгазИепаоЯ 4485; 3 - добавлен растзор щтокянина; 4 - добазлоп раствор гиббарэдлина; 5 - добавлен раствор ауксина; 6 - добавлена смесь растоороз ьятокякляа, гдббэрелллна, сукскна.

рода d&cifüútkím. , о особенности местный шт&чм Н 4485, выделенный о кордовой система ячменя. Прибавка урожая ячменя по годэ;.! составили от 4,3 до 7,3 ц/ra (табл,2). Эффективность инокулядак dxci[i i и £¿u т- éi£tj(€atic- к 4465 отличалась стабильность» по сравнении с другими бактериальное,а: культурами, Несмотря на неблагоприятные условия 1383 г. (при дефиците влаги в почве) предлагаемый штамм позволил получить наиболее аыоокув прибавку урожая ячменя (5,8 ц/га).

На дерново-подзолистой супесчаной пота о, водетилавмой рыхлила песками, все используемые препараты на фонах М^р a способ-стаи^ля повышению урокая зораа ячменя. Прибавки урожая оказалиоь меньше, чем з предыдущем опито, но отличались стабильность» по годам. Максимальные .прибавки урская зерна на фоне ^(3,1-3,5 и/га) были получены при шокуляцлл ита\дами бактерий Лilhicl-aeLtí 7 и t/olíicicuutn.30, Ю.

Па фоне íígQ более ..эффективными бцпя. щтшкы dzospjtiCCaw i¡&*ut- g 4485 к Jpwí'ac/euum 10, прзЬавка от шюкуляцщ составила 3,2-3,5 ц/га.(табл.З). '

На основании дагагах ишгоо ыоззо считать, что обработка са-мян ячменя ассоциативными 'дафооркшнзмат в срздасм эквивалентна действию 30 . кг/га однерального азота. Все изучавшее« ассоциативные макрооргатша оказывали благоприятное воздействие на продуктивную яуотнотость: щокулягря увеличивала этот показатель в среднем на 10^. , • " .

Эффективность бактериальных .препаратов и значительной степени , завиояг от уровня применения удобрений (Укаров, 1983; .Мешкова, 1982 е др.). Б то ко время праятдчеока отсутствует информация об оптшлалышх нормах минерального азота, которые способствует активизации прогосса ассоциативной азотфахсацм в не вызывав? его депрессия. 3va проблема долхна решаться с учетом конкретных условий республика.-'

Влияние уровня применения ыянерального азота на уронайп~стъ ячменя при инокуляция бактершшя dl&esfJu'Uunt ¿шр'&ыещ-! изучали г условиях полевого опята на дарново-аодасшсстоЁ суглинистой почве в течение трех лат. Схема опыта предусматривала

Й á

й S

xs и о

Я -i й

Е-< iJ Щ

о. Щ

о fc;

Ы Рч

CJ p-,

о о

'g Û

О ÏÎÎ

п œ

cJ P.

as

3 ¡y

iS F

p> о

« Я

1 °

ä a

o,

w &

4 g «

m a H

0

1

Й

о

J h f й й

«» S3 ' » «

A ¿I píom vt и ^.Ч I

сЗМ . (я га . i •

tí i** i

îMi

ado о, J сУо й

i 1

U

8|

Ol I

(

"к

i

%

го 1 о>

Kl t ст

LJ g

1 о

¡I

1 О

р ' £

о» , í4 i

I

я •

р. Я? О

о r-t

<в о

JLé

а

s :

; «

о и '

I «I* III

о ti

vB ■

о

«

a»

a

о С) ■о о , FÍ ?!

а' ге,

а

13

О О о W W

td-lo 04 о о M M

О- СП M со ю H H Ю "Í

N CJ « O? Cv? rf ci

O IO ы ь» <M in с-* и o o N"O

СО CO -ч* -Ч»

СО СО Ci со о Ю i-î IN t> aî

-f N Сч> (a N o

О Ю JN !> СП

mo to in in m

CO C^ CO CD СО H H « Ю N

О СО C^- 00 CO CO

о* !-? w in сГ

«-„Ч

'^bj j „I j J

и««» • « w i*

№ i i i i i

4. . 3 I

&.• ffc &

О О О M g

W - о

" 1

S .ï £ 5 «

i-slláí^fl

asi si 5 a.

■Я4Й-Й4- Si

<o

N

Ci со

to

CV3

w

w r>

e-

£

«

cv

ira

a.

' *S)

•äste!"'

«ЯР. ÎCQggt-

' о о I с}

«IMP. . 'O f"

\ы

I " ~

! ß I o

. O

I Ы •

»

___

I ceTcJÔ ¡g

I loo

" И ti

1ñS*-*

N O.

col Oit O cr> ■ L, t-4 gl m

I cl я —.

« «з i . a

i&s g

ifrgS

i «

j

fH

I s

ЯО

Ю P,

«I

и

» ы

Ф «? -tií-M

CO ^f CO cr> t M M M

ЮСГ> to Oí OD

C^OO WHO I МММ

H V Ю H <D WD- Ю W H MM

I n n" n « N oîoî со ci со со oí

1Л m Oí со со сою Ю Ю W со M

I W N со M Cv? ' HO ci N ci H N

СО СО M О -S" M C-O О О CO N

CO to «a r^ ID CO in tOÇD со со г- г-CV с\> c\s (л! oj с м n с\1сз «NN n

I С4 N Cï со ш мсо in о о о>

со uî «í «í in соЧ? CO CO -í оГ

lO CV > ч? H О СО 'fw СО M СО t-

со су со со со -g* м г?'D S1 Щ m ю СМ СО СО СО СО СО 03 coco со со со со

Oí С4 СО О

СО 01 M О О I II I I

tí> со m со cu oí

С^ О О ГО ^ О I II Í I H « N H H H

о

СП

.

о со

I I

sl

о

I I

1N

О О ^ С)

со M ^ .3

СП IV О о cd га C-C0 M -ef M

2s

s-

^lilijLlihj t lillllf iilllif il

ю p?

S3

ИЗУЧеЩЭ 0:T)ÏGi;THnn0CT;t янощ'лящи на фопо чэтырох уровнзй азотного.питания !i30, »60.

Прямокеппо культуры азотфиссатороо па посевах ячмоия было оф$вктявшгл как при аносегаш азотгшх удоброппй, тек к без них. Максимальная прибавка урс-ая ячменя за счсг прииекенпя Jw -•j¡ùb'tfuLr». iuttiûnte, тщ-i получена по фону ??30 ( п сродном за трп года -3,2 ц/га). Дальнейшее повышенно уровня.причинения минерального азота сникало' прибалта от янокулящп, хотя общий уровень ypoxarr по фонам ¡¡^ и Uqq был болео, высоким. Даннно опита показывают, что процесс? ассоциативной азотфиксахрп болео эффективно проходит на невысоких фонах: минерального азота -'.'~д(табл.4). Положительное слшко ассоцгатнвных бактерий на . развитие растений ячмэпя определялось увеличением плотности продуктивного стеблестоя (на 6$ по огношеюш к фону баз инокуля-.

ЦШ0.

v ' Таблица 4

Эффективность шшкулгн^ш се:.мн ячменя препаратом

ti&UÛKtciщ„т на* различных фонах ггяЕералыюго азота (дэрноао-гподзояастая суглинистая ■ почва)

Удэбраякя'варяанга ! ■ 11 Урожайность - « - _ч£га . зерна, !Срад-• нее 1Срадаяп при- ¡6Д2.К& 2Д_3_Д\.

_____!_____ _!_12В£Ц9Д5_ I ш! I I

PfioKqn без днокуля- ' DV -U • IÇÎII .35,7

27,0 29,0 54,0 - -

РйлКпп о няокуда-b0 JU b-ieîi . 38,7 5,4

28,1 30,1 57,8 2,0

,?30?60K9O g инокуля- 38,0 32,6 60,2 43,6 _ -

-!,30F60Ksa ^^огагля- 43,9 34,3 62,2 46,8 3,2 7,3

%Р60КЭ0 gg кнокуля- 40,0 36,9 60,0 45,6 _ -

40,6 36,0 63,4 46,7 1,3 2,8

g 2НОКУЛЯ- 42,7 38,6 63,1 48,1 _ _

Йе0Р50Ксд с инокуляцией 41,9 40,9 64,1 49,0 0,9 1,9

Т.Г--Э * .2,1 1,1 2,8. 2.0

' ' ч • 16

Органические удобрения оказываат значительное воздействие на мдкробнш ассощация почв. Следует онядать, что иод алия -нием применения органических удобрений будет возрастать общая численность азотфиксаруодих организмов и их активных форм. Соответственно должна происходить активизация процесса биологической фиксации азота. Различию вида органических удобрений в разной степени влияет на активность азотфаксацда. В опыте на дерново-подзолистой суглинистой почве в качества органических удобрений применяли - торфо-пометныэ смеси о различным соотношением С:И (15:1; 20:1; 30:1). При инокуляции ячменя ь1го}}ии(£и.т ¿ши&шс. дц-х достоверные прибавка.зерна на уровне 5,3-5,4 и/га получены на фоне торфо-помотных смесей при широких соотношениях углерода к азоту (20:1 и 30:1). На вариантах.с применением бактериального ара-парата отмечено увеличение содержания общего азота в зерно (табл.5). I

Таблица 5

Эффективность ийокуля1?ш семян ячменя препаратом Л&о^иь&ит иа!<Ссии ДП-1 при различных соотношениях С:Л в торфо-поматном компосте

(дерново-подзоластая суглинистая почва)

Удобрения

I !____ЗШ10___,.___

! Варианта l^^jji^m Jcowpsa-

! ! ц/га ! ц/га! % J_ _______■___i _ _ L _ _ _

Без удобрений бэз_ инокуляции 32,8 - - 1,82

То же с инокуляцией 35,1 2,3 §»6 1,96

Торфэ-пометный ком-пост.ЗО т/га С:й45 :1 . • без инокуляции 41,9 2,15

То ке 6 инокуляцаей 44,2 2,3 5,1 2,59

Торфо-пометный компост, 30 т/га С:Я = 20:1 без инокуляции 39,9 1,87

То же о инокуляцаей 45,2 5,3 2,24

Торфо-поматный компост 30 т/га • С:В = 20:1 То ко без инокуляi^iii о инокулящей EGP. 48.1 53.2 1.4 5,4 10,1 2,66 2,45 0^22

Следует отмотать, что применение всех видов торфопометных смесей позволило получить полотателышй эффект от инокуляции кке в условиях дефищта слога (1985 г.). Применение органических удобрений позволяет компенсировать отрицательное воздействие неблагоприятных условий вегетации.

Наряда со ста^юнарпымя опыта;® било проведено два производственных по изучению эффективности инонуляцш ячменя препаратами ЛхоуиьШмк- ¿иш&кк' 4485 ¡1а дзрново-подзолистой: суглинистой и супесчаной почвах. Прибавка урожая ячменя на суглинистой почве составила 2,4 ц/га(фон - Мзд),на супесчаной 2,9 ц/га (фон - йе0). •

Ассоцщтивные азотфиксаторы, как показывают наш исследования, являются достаточно универсальными агентами- для бактеризации семян разнообразных небобовых культур, в том числе многолетних злаковых трав. Результаты трех вегетационных опытов показали, что ряд известных препаратов ассощативных микроорганизмов оказывая? положительное воздействие на рост и развитие злаковых трав,повышая их урожайность на 20-22%. Характерно, что инокуляция семян' трав эффективна на минимальных дозах минерального азота (0,1 г/кг почвы).

В полевом опыте на дерново-подзолистой глееватой супесчаной мелиорированной почве проводилась' инокуляция семян костреца безостого тремя форма.« ассоциативных г/отсро организмов -

ъ&с<.гч137;Ли/1.угессеи1 7, '^ки'оЬхиеиит-Х), Установлено, что эффективность инокуляци семян костреца безостого зависит от уровня минерального азота и влажности почва на протяжении вегетационного периода. Оптимальная стамулируицая доза азотных удобрений для продуктивного симбиоза костреца безостого о ассо-цгатавными бактериями -30 кг/гад.в. При этой применение

7,-'^«/г'К'^«>л.137 позвшило получать уровай сухой массы 3,2-51,8 ц/щялп на 24-26% выше по сравнению с контролем баз бактериза^ш. Применение одешх шнералькых удобрений -Идо и (без бактеризации) обеспечивало продуктивность на уровне 48,9-49,2 ц/га сухой массы. При благоприятных условиях увлажнълия экономия ианэрального азота-за счет.применения бактериальных препаратов может достигать 30-50 кг/га. На графике (рио.2) показана данамика влажности почвы по годэм исследований.

□

и ■

се

X

га

месяца

Рас.2. Влажность д-п глеэватой супесчаной иелиорчро-ванной. почвы

Влажность почвы в июле-сентябре 1986 г. бнла на уровне влажности завядания растений и составляла 8,2-8,6$. В последу»- • юна года влажность почвы изцоиялась' от 28 до 30$. Результаты исследований показывают, что успех применения бавтернальншс препаратов во многом обусловлен режимом увлажнения.

Полученные предварительные данные по бактеризации трав вызвали необходимость проведения стационарного йшга о орошешшд. Схема опыта включала семь видов многолетних зла! овых траз- та-ыофеевка луговая, овсяница луговая, ежа сборная, лисохвост дуговой, кострец безостый, овсяница тростниковая, двукисточнык тростниковый. Дня бактеризация семян трав использовали широкий набор препаратов ассоциативных микроорганизмов - и ¿Сиг«-

4485, сЬ-М'Лск.г^гс ч^аЮ Шедшим. щ^ат/^е-Не-к'ипг. зо1%}¿¡хмуи^Иат опыт прово-.

дали в течение трех лет на дернсво-глзевой ц, хесчаНой мелиорированной почве (на фоне %оР54%5д).

Установлено положительное влияние различных форм ассоциативных азотфхксаторов на продуктивность овсяницы дуговой, овсяницы тростниковой, костреца безостого, лисохвоста огового (ряс.З). Инокуляция ежи сборной и тимофеевка луговой, независимо от вида бактериального препарата, не способствовала росту уроаая. Среда испытанных штаммов ассоциативных бактерий мшшо выделить ю, Лххир^и'иит хз?,

4!,

'га

<2. Ю

3 в

4

19

Кострец бэзостай

1 г з 4 5 в

ИСР

Лисохвост лугосоп

12 3 ц 5 б

10 8

У *

. й

; Овсянкца

тростниковая

/ г. з I, 5 6

Овсяница луговая

* £1**1Г

Рис. 3. Прибавка урояайностя многолетних злаковых трав от инокуляция бактериальными препаратами (ц/га сухой массы) 1988-1990 гг.

' I- АгСЫоЪасиег 7 2- Р1атоЬас1ег1иш 50

з! Агоэр1Я11«т »7- . АЕгоЬао4ог1иа 10

5- Агозр1г11.1ит ЫмИепав Ш>-1 6-Агозр1г111шз ¿газПепзе

4435

&,<хи£щ4с 4485, применение которых обеспечивало достоверные прибавки уроаая сухой массы трав. Для овсяницы луговой наиболее подходящими инокулянташ были ^а^'О^Нпшт зо &ии>я10^11 <Д'Л£!р-<и'Сй(м 137. Лисохвост дуговой и даукисточшк тростниковый давал статистически значимые прибавки от инокуляции всеми азотфиксаторачи, за исключением зд. Следует отметить положительное воздействие на урожайность трав ассоциативных микроорганизмов щл^ЛхсфМ&ит • Иноюглявдя местным штаммом ¿¿ан&ниь435 была эффективна на четырех видах многолетних злаковых трав: лисохвосте луговом, костреца безостом, овсянице тростниковой и двукисточнике тростниковом. Прибавки варьировали в пределах от 4,4 до 10,7 ц/га сухой массы трав (рис.3).

Результаты опыта показали, что дня большинства видов трав бактеризация различными корневыми ддазотрофамн была эффективной. Одаако, эффективность применения ассощатиешк бактерий зависит также от приспособленности последних к биологическим особенностям растений. Дня успешного использования бактериальных препаратов необходимо учитывать их избирательность и совместимость о возделываемой культурой.

Использование для каждой отдельной культуры подходящего инокулякта лает возможность не только повысить продуктивность, ко и улучшить качество получаемой продукции Так, отмечено увеличение содержание общего азота а сена злаковые трав в диапазоне 15-20$ по отношении к наинокулировашшм растениям консольных вариантов.

Оценка энергетической эффективности проводилась по балансу затраченной и накопленной энергии, оодорзсащойоя в прибавке урожая, полученной за счет экономии минерального ,.„зота и инокулящя семян. Коэффициент энергетической эффективности шокуляцои ячменя ¿га&'&кц 4435 местной селекции составил

0,95, уровень интенсификации соответственно 5,5?.

<

ВЫВОДЦ

1. Установлена достаточно высокая степень проявления процесса спонтанной азозфиссации з рнзоплане различных небобовых культур в агроцонозах республики. В зависимости от почвегшо-клилатаческих условий; сортовых п. видовых особенностей растений, норм и форм минеральных азотных удобрений нитрогеназнал активность в ризоплане небобовых культур варьирует от 14 до 714 мкг )?2 на I г корней за 24 часа.

2. Из состава микробного сообщества ризоолани ячменя выделен и идентифицирован. высокоэффективный штамм &<■ ^ ЯииШтс г отличащийся высокой п стабильной нитрогеназной активностью на уровне 450-190 мкг II ^ на I г корней за 24 часа. Штамм Jsu>l|l<t^£&¿m ¿¿щМ-мстстной селекцш депонирован в коллекции промышленных микроорганизмов ( Л 4485 ВКПМ) в качестве азотфиксатора, перспективного дм применения в сельскохозяйственном производство под ячмень.

3. Ассоциативные баг.торяи ^гич^^^ипи ¿сли'&пи 4425 оказывают значительное влияние на рост и .развитие ячменя; активно колонизируют и хорошо пряжоваптся (10 клеток/г корней) на поверхности корней, продуцируют биологически активные вещества, ■ способствующие увеличению длины и веса корней, высоты и веса надземной части растения в 1,2-1,7 раз.

Л. Применение бактериальной культуры 1жц?ош

4485 дая инокуляции ячменя на дерново-подзолистых супесчаных и суглинистых почвах различного лодстилания способствовало повышению урожайности зерна ячменя в среднем на 2,3-5,8 ц/га.

5. Применение шта'.ма ¿!'ЛС>(рП<£(ит ¿ииШик- 4480 способствовало повышений продуктивности костреца безостого, лисохвоста.

лугового, овсяницы тростниковой, двуклсточника тростникового на дерново-глеевой супесчаной мелиорированной почве. В зависимости ' ■ от условий вегетации прибавки урожат сухой массы трав были на уровне 4,4-10,2 ц/га. . п

6. Применение Лхоь^и'ВСит $м'<£е*щдщ на посевах ячменя дает возможность снижения- корм внесения минеральных азотных удобрений. В большинстве опытов применение бактериальной культуры

было эквивалентно действия 30 кг/га минерального. азота. Коэф^иця- .

ент энергетической эффективности применения препарата "ХШоъ {ми'Сичс 4435 на посевах ячменя состава 0,95.

7. Наиболее эффективными из известных препаратов на ячмене были Ли^Ьла [оеЬм. 7 ъJx^>¡jtit<^Z¿lltn ¿гацйшь на многолетних травах 7 и 37. прибавки уроная составила соответственно 3,1-7,3 гу'га зерна а 4,4-10,2 ц/га сухой массы.

8. Применение известных ассоциативных микроорганизмов J■x¿>' ■уЫь'-ССат. ¿Ш<'£ис{г- Д1--1 на ячмене я ¿змч^ИСгит 137 на травах дает возможность экономии минерального азота: на ячмене-в средаем на 15 кг/га, на многолетних злаковых травах- около

30 кг/га.

9. Сравнительные испытания большого числа ассоциативных микроорганизмов в полевых опытах показали, что для получения продуктивных' ассоциаций микроорганизмов ц небобовых растений необходимо учитывать приспособленность микроорганизмов к местным условиям и биологическим особенностям растений.

ПРЕЩОШт ПРОИЗВОДСТВУ

Б цэлях экономии минерального азота (на 20-30 кг/га) и полы-шэщш продуктивности ячыэня а многолетних злаковых трав (кострец безостый, лисохвост луговой, овсяница тросткиковс даукисточник тростниковый) рекомендуется применение нового ба*.; ериаяькогэ препарата на основа местного штагла М&и&иу.

Обработка сзмяк предлагаемым препаратом прэзодатся аналогично обработке разоторфином. Норма расхода препарата составляет 200 г на гектаркуа породи семян,

СЛИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ЛКСГЛВДШ

1. Азотфиксируащая активность в ризопланэ небобояцх раста-1Шй в условиях Белоруссии.//Достижения микробиологии-практике. Тез.докл. 111 сеозда 3,10.-Ллгла-Ата, -1385. -Т. 6. --С. 107( в соавторстве) .

2. Ассоциативная азотфиксацая в ризошшнв небобочых расте:жй в условиях Белоруссии.//Веоц! АН БССР, сер.с.-г.кавук.-1935.-

I. —С. 35-39. (в соавторстве).

3. Корнэвыо даапотрофы нобобовых культур в дерново-подзолистых почвах Белоруссии. //Почвоведение я arpo: ¡"ля.-193?.-вып. 23.-C.II6-II9.

4. Влияние ¿такроорганяэмов рода Jt^csfi-UÍfurv- }Ш урожайность многолетних злаковых трав.//Весц1 АН БССР.сср.с.-г.навук.-

1988.-I? 2.-С.7Э-82.(а соавторстве).

5. Сф$о1стивност> ассощатпенш: азот-фиксаторов на зерновых ц кормовых культурах я условиях Болоруссил.//Интенсификация производства в отраслях агропромышленного комплекса ::а оскозо использования методов биотехнологии. Тез.докл. ясучной конференции ЕАСШ1Я.-Минск.-I2B9.-С.ZWfc. (в соавторстве).

6. Эффективность препаратов дааэотрофшх бактерий под кострец бозостый.//Бесц1 АН ЕССР. сер.о.-г. навук.-1989.-В2 -С.67-70.(в соавторстве).

7. Эффективность азотфиксатороя на зерновых п кормовых культурах в} условиях Белоруссии.//Труды БНИИСХ микробиологии.-

1989.т.59.-С.76-84.(о соавторству.

8. Лссощатпвная азотфиксация у небобозых культур в условиях Кояоруссил.//Проблема азота р интенсивном земледелии.Тез.докл. Всос.сов.-Краснообск,-1990.С.202-204.(в соавторстве).

Э. Влияние удобрений на эффективность инокуляции се:лял азоспириллой/ДЗотюделие и растениеводство в ЕССР. Тр. БелШИ 3oí.woделил."Урезай".*'!.'цнсг..-1991 ,-ше.35.-С.8-11.(в соавчоротав).

10. Эффективность ипокуляцш ассоциатявнкп азстфиксаторзга многолетних злаковых трав.//Биология почв антропогенных ланд-шгфгоа.Тез.ижяЛ Всоо. научной кенф.-Днепропетровск.-1991.

(в соавторство).

11. Снижение норм применения минерального азота под ячмень при использовании нового бактериального удобрения да основе ассоциативных азотфикоиругазх бактерий.//Экологические проблемы аграрного производства. Матвришш межрегиональной научно-практ. конф. Днепропетровск.-19Э2.С.23. (в соавторстве).

Л//-