Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование ВАМ-грибов в агроценозе для регулирования фосфорного питания растений на обычных и эродированных черноземах

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Использование ВАМ-грибов в агроценозе для регулирования фосфорного питания растений на обычных и эродированных черноземах"

¿ОСлОЗйМЛ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ Р-ЗОЛЩИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УпИЗЗРСИТЕТ имени М.В.Ломоносова

Факультет почвоведения.

На правах рукописи

I

I -СОКОЛОВА НАТАЛЬЯ АЛЕКСЙВДГОША

еспользозанйе ваы-гешов в агршшозе для етлтгошия асс-гснюго тшния растений на обычных н эгодйрованных

ЧЕНЮЗЕМАХ Специ^гьпогть C-5.0I.04 - агрохимия

А в то рафврат дгссертациа на сонсканяе ученой сгзпетга кандидата биологических наук

Москва - 1995

Работе выполнена на кафедре агрохимии £а?:ультета почвоведения Московского Государственного университета та. ¿1.В.Ломоносова.

Научный руководитель - кандидат биологических наук,

доцент Дуранина Е.П.

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук

Болдырев Н.К.

- кандидат биологических наук Лихачев А.Н.

Зодуцее учреждение - Институт почвоведения и фотосинтеза, РАН

Защита диссертации состоится " и^а^ута. 1995 года

' <

па с асе дан;::: специализированного совета К. 053.05.66 в МГУ им. (.1.В.Ломоносова в аудитории М-2 по адресу: 119699, г. Москва, Воробьева гор!, МГУ, факультет почвоведения.

С диссертацией могзю ознакомиться в библиотеке факультета почвовзденкя МГУ.

Автореферат разослал " *^Ь/Д^ЛЖЯ 1995 г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании специализированного совета по микробиологии и агрохимии МГУ или прислать отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатьв.

Ученый секретарь специализированного совета

/¿Ф ^^^. П. Еаб ь ев а

Актуальность проблемы. 3 вопросе повышения продуктивности земледелия большую роль играет обеспечение растений осношслт

элементами питания.

Если запасы азота на Земле практически безграничны, то рудные зягтясы ^ос^ора весы<й: ограничены. Дефицит этого элемента усугубляется также быстрой и прочной фиксацией его в почве при внесении с удобрениям. По этим причинам во шогих странах э последнее время ставится вопрос о сокращении расхода минеральных удобрений и изыскивается пути мобилизации питательных элементов почвы за.счет применения препаратов на основе почвенных микроорганизмов. .

Больной интерес с этих позиций представляй* БЯдомикэризннз грибы, форгдрутттаэ везикулярно-арбускулярнуя шисорязу (ВАМ) при • использовании п:: з качестве биоудобрений. Положительное влияние эндоуикоряз на .рост и развитие растений многоплэново:•в -их при-с>^ств!-гл .усиливается'поглощение растения?*!! ггосфора, азота, калия, ипсроэле^ен'тов, повгпается активность фитогоргонов и устойчивость к коотевы?» интекииям, улучшается водный баланс растений У.Сот, 1578;

За рубежей разработзгш прткьпглекйие. *ёхнологш применения ЗМ'-грхбоз в сельскохоз5^отЕ5аноа производстве^ , 1582;.

'бжойЛЪЩу. В".й£ябй 'стране- изучалась вопроси. рг.йпростр?лея:гл г"п<ос:п:ог1тогрсг.'лпг?а .3 растительном покрове с бпоценоглпесшпс покщаЗ ( Селгйсйов, 198.1.), 'экЬлогзя «пзо-рпз в агреэзназз ( "АггакбсндрсЕа, -1965). -Зга работа пока

не езлеп::!! ип с получонтг* а^-пйзйс: 'йг&'лкз ВАМ-гртгбоз,. ни с тас практичзс:п^ использованием. В 80-з гада з лаборатарй! физиологии- и экологии почзентгах ьтагосргппгсггйв'ШШ'СХЦ ( г. Саякт-Пэ- -г-зрбург) группой сотру^ппкоз под рутюзодстзсм акадзмияаТ.С.Цу-роицеэй вэделен аятизпкй гтг::?/ ЕЛ*!-гр:гбаз "и изучается вогиез- " ность его применения. Отсутствие з$*ект:га!П2с пт&'лиоз грпбез-ет-дэ|Т:!тоз сдорпгаает развитие Еаучпах исследований в данной области. *

В МГУ исследовались' вопросы стфзктквнсстд гпгааризацли различные культур на дерново-подзолистых и чзрнозежнх почвах прл применении гг.шоральных удобрений ( Дурынжа и др., 19900 и ассоциации ЗАМ-грпбов с бактериям! .(Югочникоз, 1990).

Показана возможность использования гндомикоризных грибов при биологической рекультивации дзградированных почв (, 19В0; Муромцев, Зольяякога;. Гусева) 1988). Это особенно вшшо

а

в условиях Луганской области, где общая площадь эродированных поч 1 составляет свыше 57%'.

Целью настоящей работа было изучение экологическ'лх особенностей эндомикоризнык грибов в агроценозе на черноземах разной степени эродирования'в условиях Луганский области и возможность кх применения для повышения биопродуктивности растений.

Основные задачи исследования.

1. Определение плотности популяции аборигенных ВАМ-грибов при разных режимах.минерального питания и,обработки почвы.

2. Выделение аборигенных популяций ВА^грибов. из чернозема обыкновенного.

3. Сравнение эффективности эндомикоризных грибов на черноземах разной степени эродирования.

4. Оценка биопродуктивности при инокуляции кукурузы и гороха эффективными штаммами эндофитов и поглощения основных био-фильных элементов.. . _

Научная новизна работы. Впервые исследованы, экологические особенности везикуляркр-арбускулярной микоризы в агроценозе на черноземах обыкновенных. Установлено, что плотность- популяции эндофитов в пахотном слое этих почв зависит от' способа обработки почвы,- чередования культур в .севообороте, уровня .минерального " питания, степени эродированно'сти почвы.: "

- Впервые выделены-и использованы, для искусственной инокуляции растений три аборигенные популяции ВАМ-грибов из чернозема обыкновенного .трех уровней минерального питания.

В вегетационных и иикрополевых опытах показана возможность практической применения эндомикориэных грибов для повышения продуктивности кукурузы и гороха, улучшения их минерального пита--ния, особенно фосфорного.

• Практическая значимость работы. Полученные результаты могут, быть использованы для разработки биологических приемов и методов восстановления плодородия эродированных и малоплодз.^днух почв региона, повышения продуктивности сельскохозяйственных- культур з агроценозе. '

Выделенные нами аборигенные популяции ВАМ-грибов могут быть использованы в биотехнологии для целенаправленного поиска компонентов симбиоза эндофит - высшее растение. Результаты работы могут найти применение в Международной программе по биоразнообра-

зил, а гагате в цикле лекций по биологическому земледелию..

Апробация .работы. Результаты исследований были представлены на отчетной научно-технической конференции сотрудников ЛСХИ (Луганск, 1990); Всесоюзной школе-конференции молодых ученых "Экологические проблеыы в зе?лледелии и' почвоведении"( Курск ,1991); 1-ой Всесоюзной научной конференции "Биология почв антропогенных ландшафтов"( Днепропетровск, 1991); Научной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве"( Пущино, 1992)..Материалы диссерта-щп-. докладывались на заседаниях кафадря агрохимии в 1969-91 г.г.

Щгбликаци!^ По катариалгш дассертации опубликовано пять работ. .

Структура - и объет/ работы. • Диссертация состоим из введения, 8 глаз, енводов,; списка' литератУра-и приложения^ Общий объем работа 121 стрзнща казинописного'.текста. ,-Работа.иллюстрирована 22_ . таблтщ&та, 6 расункакя-к;19 никрофотографясш. .Guieos литератур! еодзрпй 212 ;rs7onncto3,.ir3 которых 144 на гсюстранннх яликах.

ОШХШ П ЕССВДОВШЗ. ,

' ', .. Кссйедованкя пртзодшйгаь а I988--I99I г.г. в'мзлкоделшочннх солека, 5егзт£Зйсшнх':И 'додёзьщзх опаггсс. на- nórafc х^за-З^ано-•пого.'(2Ш.-и зшротг почв от эрозии.

Еапаяьзазает чорюзггл обгстсзЪшлй т£шлосуглкнистнй":на лае-соз^?1си • сукзшзэ- слабо- ir. 'сжслозрэдяровшспй!. Первый -имеет сла-бо^егочиуэ раа¿ц:ззг cj-^a nor~cr,eir.ii3t катаоноз.29-24 мг/экв. на : 100 г почта, населенность 'ездьцнсу 80-90;í; отнозен - 6:1-3:1; содзргзнио гупуса среднее обеспечение пофос-

" фору. Вторая разновг-двость имзет щелочную. реаЕщет, содержание ' гумуса - -1,5;'з, -нлзгсоз обеспечение по фосфору и высокое по калгга (табл. I). "

- Плотность пепуящп'л аборгггнших BAM-грлбоэ сцегашади -при • отзалшой,. безотвальной н комбтптрованной обработках почвы".в сочетании с двуия урозгшя! питания 'растений. Удобрения вносили в дозах, рекоигндованннх для степного, региона Украины из расчета:

1. Контроль-почва, в "которую удобрения из вносили.

2. Уровень HFK I - на оптимальный урозай "^53^54^42 + . + 5,? т назоза на га севооборотной площади.

3. Уровень ПЕК П - на бездефицитный. баланс гумуса- N 75 Р 30 К gg+ + 9,2 т навоза на га севооборотной площади.

; . Таблица I

Некоторые агрохимические показатели почв, использованных

в опытах

П о ч ¡Удоб- \ рН } рения ( вод-. ¡мтс, \ * ¡Содержание почвн мг/ЮО г 1 '''

в а г ? 1 ! ная 1 |Р2°5 1К2° | по .¿ачиги ! НУ I I 1 У-щУ-Л^ 1 ! I 1 !

Слабосмы- Ест. 0 7,7 5,4 зд 8,7 • - 0,21

тый чернозем Ест. ЫРК I ''.б 6,6 4,6 11,3 - - 0,34

Стерил. 0 7,8 5,9 3,3 7,9 - - 0,25

Стерил. ЫЖ I 7,5 6,4 5,2 11,8 - - 0,36

Сильносмы- Ест. 0 8,2 1,5 0,4 15,0 0,4 3,1 -

тый чернозем Стерил. 0 7,5 2,8 1,3 17,2 1,5 4,1 -

Почво-смесь (песок: глина = - 3:1) Стерил. 0 8,2 0,24 0,6 4,6 0,5 2,9

Выделение спор эндофитов из почвы проводили методом влажного просеивания Гердемана (^ШС^Л/ПЛТЛ,, 1955). Численность спор подсчитывали уа влажном фильтре при помоги бинокулярной лупы LI.EC-10 (х32).

Вегетационные опыты проводили по одной и той же схеме в,условиях, естественной и стерилизованной почвы. Снижение биофона почвы путем частичной стерилизации проводили в автоклаве текучим паром по одному часу в течении трех суток ^скшсА., 1984).

Определение общей фитотоксичности почв, выполненное методом растительного биотеста (Минеев и др.,1991), показало,. что почвы, использованные в опыте нетоксичны.

Растения инокулировали-следуицими эндоиикоризными грибами:

- аборигенными популяциями: популяция I (П-1), популяция 2 •

(П-2), популяция 3 (П-3), которые мы.выделили из чернозема обкк-

* > ■.

новенного с разным уровнем минерального питания;

- эталонной англиЛской культурой, полученной от доктора Хелмана ( Англия, Рогамстерская опытная станция - ^ШОТПШ ШЯ&йб) ;

- жс'пъш шт. 5, полученной из ЙШИСХМ ( г. Санкт-Петербург) , выделенной из дерново-подзолистых'почв;

- ittomui ct^uccii'im и ^¿опим fati^utcdmi, полученными от доктора Синга ( 3Ctijvft , I96S. Международный центр селекции).

На основе этих культур получали инокуляционный материал по методу «¡урокцева в соавт.(1981). Почвенный инокулвм вносили в сосуды из расчета 50 г на каждые 1,5 кг почвы в вегетационных опытах и по 50 г на погонный метр при инокуляции в полевых условиях. В контрольные варианты вносили эквивалентное количество субстрата с некнфицированными корнями.

Горох высеивали в сосуды емкостью 1,5 кг почвы, кукурузу -5 кг почвы.- Злаетость почвы в течении вегетации поддерживали на уровне 60:'' ПВ. Повторность вегетационных опытов четырехкратная. Улкрополевне опыты проводили в трехкратной повторности при рендо-тлизации в блоках, Минеральные удобрения з вегетационных и полевых опытах в год проведения исследований не применяли. Использовали потенциальные возможности фонов, созданных ранее з полеею: условиях.

Анализ почвы и растений выполняли общепринятыми агрохимическими методами. Частоту встречаемости микоризной ккфзкции з корнях -растений ( f ,%) определяли по методике Селиванова (1976 ) . Мате-матическув обработку полученных результатов проводили методом дисперсионного анализа ( Доспехов, 1985 ) на ЭВМ СМ 4-20 и програи-тлируемом микрокалькуляторе MK-6I. -

Фотографии микотрофных корней делали при помощи микрофото-насадки ЖН-12.

I. Выделение популяций аборигенных эндомикоризных грибов из чернозема обыкновенного

Выделение спор ВАМ-грибов проводили методом влажного просеивания {^клсйтшл,, 1955) в модификации Зольниковой Н.В.(1983).

Аборигенные популяций эндомикоризных грибов изолировали из слабосмытой черноземной почвы стационарного опыта кафедры агрохимии Луганского СХИ. Для этого брали по 3 кг почвы из пахотного слоя каждого варианта опыта с разным уровнем минерального питания. .

Плотность аборигенной популяции ВАМ-грибов на этих вариантах составляла: контроль - 211, уровень EFKI - 157, уровень ЫНШ-164 спор в 100 г воздушно-сухой; почвы. Популяцию I (П-1) изолировали из почвы контрольного участка без удобрений, популяцию 2

(П-2) - из почвы с уровнем ШВД, популяцию З(П-З) - из почвы с уровней ННШ.

На основе этих популяций получали инокулнционний материал по методу Муромцева Г.С.. в соавт. (1981). £го наращивали в веге-• тационных сосудах, содерж'-^пс по 6 кг стерилизованного субстрата (песокгглина = 3:1) методом открытых горшечных культур. В качестве промежуточного растения-хозяина .использовали овес.

Идентификацию грибов до популяции проводили при микроскопи-ровании корней растений после их специального окрашивания анилиновым синим (для хлопка). При этом были обнаружены все структуры, свойственные ВАМ-грибам: крупные споры (рис. I), грубый внешний мицелий (рис. 2), везикулы (рис. 3), арбускулы (рис. 4). После выращивания инокулированных зндофиташ растений споры из почвы изолировали методом влажного просеивания,.Большинство спор иыели морфологические признаки рода ^¿огкщ^.

2. Влияние агротехнических приемов на плотность популяции аборигенных эндофитов в агроценозе

В отличии от почвенных патогенны* грибов ВАМ-грибы является более чувствительными структурами микробного, сообщества. Их численность коррелирует с содержанием азота и фосфора в. почве, изменяется при внесении минеральных и органических удобрений. К сожалению, использование удобрений даже в обычных рекомендованных дозах часто связано со снижением платности природной популяции этих грибов и полным исчезновением их {На^МОл., Мо^бе- , 1979; ТШщ, , 1982; . ¿¿¿МоУпхивб,, 1986; Талатина, 1976; Голубинская, 1980; Муромцев и др., 1982). Учитывая важность и полезность их дня высших растений необходимо сохранение такой биоты в агроэкосистеме.

Одна из особенностей представленной почвы - высокая степень насыщенности основаниями и достаточно высокая плотность аборигенной популяции эндофитов. Несомненно,-что в условиях щелочной • реакции формируется свой экотип ВАМ-грибов, отличныЗ до еворт •ю^о логическим свойствам от других.... •

Системы обработки почвы в опыте следующие: отвальнай - общепринятая обработка для почв региона, гагаскопезная или почвоза-' щитная и комбинированная - обработка почвы • "дится 3-4 года плоскорезными орудиями, а затем один раз -вешздра с оборотом пласта на ту же глубину.

Зезикулярно-арбускулярные микоризообразующие грибы в корнях кукурузы на стерилизованном слабосмытом черноземе (х140):

^ ' ^ vi

Рис. I. Крупная спора (популяцт I)

Рис. 2. Грубый внешний мицелий вокруг корня (популя-. цпя I") . «-

Рис. 3. Везикулы внутри корня Рис. 4. Внутренний мицелий

(популяция 2) - . с арбускулами '

(популяция 2)

Система обработки почва сочетали с двумя уровнями тглтанин раст! 1Ий, используя совместное внесение органических удэбренид в виде навоза и минеральных удобрений.

Количество спор грибов в пахотном слое в перюд вегетации было примерно равный при всех режимах обработки почвы {табл. 2). Возможно различное распределение их в подпахотном слое.

Таблица 2

Влияние агротехнических приемов на численность спор эндофитов в черноземе обыкновенном и някотратность корней кукурузы

-т Удобрения | л * ; Споры, от./100 ! осень ! г почвы весна

Отвал ь н а я обработка почва

Контроль 46,8 251 234

Уровень ЯШ 57,3 196 114

Уровень ЯРКИ 44,0 140 86

И л о с к о р'е з н а я

Контроль • 54,6 254 211

Уровень ЯЖГ 26,8 188 157 :

Уровень 5Ш 25,3 184 164,

К о м б и н и ро в а ян» я

Контроль '61.5 260 162

Уровень НИИ 54,1 200 121

Уровень НИШ 20,9 209 107

Отрицательные температур! и отсутствие растения-хозяива в холодное время года сникает численность спорэндофятов впочве, тем не менее ока остается в данных условиях достаточно высокой и составляет 160-230 спор на 100 г почвы.

Содержание спор эндофитов в почве снижается по мере увеличения дозн удобрений. Заметнее этот процесс осуществляется при. отвальной обработке х: менее выражен при комбинированной: в первом случае число спор в почве снижается на а во втором на

-и.'« .

Большая частота встречаемости микоризной инфекции в корнях растений ( F наблвдалась при отвальной обработке, чем при двух других. Снижение этого показателя при использовании удобрений было также менее выражено. -

Сравнительный анализ поведения этих грибов на слабо- и сильнозродкрованиом черноземе показывает, что число пропагул увеличивается в сильноэродйровашой разновидности. Использование удобпеняй з рекомеядовглных для региона дозах снижает их содержание в hexdtho'í слое на скльносмытой почве - на 20-3CW, на сла-бос-зггой - на 15:?, дэльнеЯвее повышение дозы удобрения сокращает кх число на л*50К.

Аналгз лстературн показывает, что плотность аборигенной популяции ЗА^-грйбов в почве зависит от ряда агротехнических плпе:."ов, в том числе растения-хозяина. Представители семейства крестсгтветйых (капуста, рапс, гортица, редис), а таете лпшн, сахашая стекла иууннн к эндо?"гксрязиыы грибам и выращивание этих культур существенно сникает плотность аборигенных эндофитов в почве {Phwtlt . 1979; Оьатро , 1980).

Bsiisnte культур севооборота, отдельно предшественника и внсеваеной культуры на плотность популяции ВАЫ-грибов в почве зцеяквали в П-польнсм специализированном по озимой пшенице севообороте с одновременным вхождением во все поля на двух фонах зитанвя - без удобрений и уровень НТК П. Чередование культур в севообороте следущее: горох-озимая пзеница-подсолнечник-чершй тар-озииая плешща-вукуруза на зерно-ячыень-эспарцет-озимал пше-CTES-гукуруза на сявос-озииая пяеница. Почвенные образцы отбира-ш сразу хз после уборки зтях культур.

Елпяние предшественников проявилось следущим образом: наи-Jasrea кол^ество спор ЗаИ-грибов в почве обнаруживалось по эс--jrpzezj - 213 ед. на ICO г почвы; каименьпее - по черному пару и •s^scrнзчнняу - S2 ед. и 94 ед. на 100 г почвы соответственно. Ьтглгнзе культуI» в рола предшественников' заншаззт промежуточное гслзхевие.

Взлете культуры, высеваемой в год эксперимента, было ме-;ее зетежм."

Установлено, что путем возделывания различных сельскохозяй-таеннаХ кузътур и парезания почвы можно, в известной степени, егуллровая» плотность популяции аборигенных звдофитов в почве.

3. Д^инацияа роста и поглощыния элементов питания дуяуйузой при искусственной миторизации

Эффективность миетризации кукурузы в динамике изучали в мо-ельном опыте. Использовали активную местную популяции 2 ( П-2) и

эталонную культуру ^ЛОТПШ ТКО-И1МЛ- . Опыт проводили в с.те-. рилиз •„•ванной почве, используя чернозем обыкновенный! С'шьноэроди-рованный. Определения вели по фазам развития кукурузы: 4-5 листьев; 6-7 листьев; стеблевание и выметывание метелки. Продолжительность вегетации 75 дней.

На 25 сутки опыта (фаза 4-5 листьев) колонизация корпел кукурузы ЗЛ.М-грибами составляла при инокуляции П-2 и ^/¿ягпШ ШО^ЩИ 63,5^ и 43,Е$ соответственно. На 35 сутки' опыта (фаза 6-7 листьев) этот показатель в обоих случаях достигал■максимального значения - 96% и в дальнеГпзем практически не.менялся,. Анализ корневой массы показал, что у контрольных растений на всех ^азах развития микориза отсутствовала.

Влияние эндофитов на нарастание биомассы кукурузы проявилось начиная с раннего периода .развития. ¿1иноризован:ше растения имели большую надземную массу и массу корней, чем немикоризо-ванные (рис. 5). В следущую фазу эти показатели увеличиваются примерно вдвое по сравнению с немикоризованными растениями.

Рис. 5. Накопление биомассы кукурузы при инокуляции грибами ■ У1отпил тпо^ш. (—), п-2 (-•-•-) и.без инокуляции (—): надземной массы (А) и-массы корней (Б)

В фазу выметывания метелки надзешая масса и масса корней г/нотроф!плс растений кукурузы превосходит в четыре раза таковую г растений, лишенных симбиоза с хШ-грибами. При этом растения, гнокулированпые П-2, несколько опережали.в росте растения, ино-сулировашше эталонной английской культурой.

Определение концентрации биофильных элементов в корнях и -:адземной массе кукурузы показало. что содержание азота з тканях ,п?коризованных. растений было ниже, чем у контрольных (табл. з). 5том можо объяснить эффектом "ростового разбавления". Отмечено зущественное увеличение в поглощении фосфора.

Таблица 3

Биомасса кукурузы (г/сосуд) и содержание биофильных элементов- (% на абс. сухое в-во) на 75 день вегетации (вегетационный опыт 1991 г.)

Эндофиты пад- зет.шая масса % А Р К ¿даоса корней Л Р А

гонтроль [без иноку-тяции) 3,03 0 3,17 0,17 3,41 0,87 1,26 0,17 0,57

1-2 12,37 96,7 1,65 0,24 2,38 4,62 1,30 0,19 0,97

# /тше&с 12,19 96,9 2,10 0,42 2,24 3,64 1,41 0,21 0,81

1СР0,05 0,89 0,30

Преимущества аборигенной популяции П-2 проявилось через уве-с.чение массы корней и, вероятно, активного поглощения. В течении 75 дней мы наблюдали синхронное увеличение биомассы корней.и листьев кукурузы при инокуляции аборигенной и эталонной культурой грибов, соответствие в поглощении азота, фосфора и калия по фазам развития, что свидетельствует о высоких потенциальных возможностях селективных штаммов ЖЛ-грибоз.

4. Влияние искусственной микотазации растений на питание и бнопродуктивность гоэоха

Известно, что бобовые культ/ры херово и устоЛчизо :тинорп-зукггея ВАМ-грибами. Главные .^кгога. определяющие интенсивность образования михогизы-и во футат-' '.мэну:-:. антизность - в»:д высшего растения ; :.ядэми1;--гиг!!к' го Пуп;- подбора партнеров

- Т9

вд^ада «-»г^ута. сзыбасз, псвкгащаЗ уро^аЛ растезй и

larwnEHpS его натесав ( Pítlich ti JF. t¿ вЛ. ISS2; з1а|тзунова, "I557Î- ,

я^ц iMH^iM.'iiwuiifja cnsT ва ш. mc. macros псявз был праведен с ес- •-шхзжзеежяк даж »f>mj»?» трех шчеяеннЕг вгкя абогнгек-

-m:? 1 ти.'у истигд шв-гсизоз, г тггке зтеловео* гультуа ¡амщави ^Гг^т""*1"1''"'""*' чм^рдз^м^и es csa5o— z сюыээрцдпвваннозг та^нгэеиЕ. ВпшедиЕЕтз пггЕгггн.-'чп» есв гг^Р^итн встушш: в cz»-

Зсе щдфше дретсвежз уагззЕчазаг Crceaesy repeats ка 13,0-

~ тг^^гяго tnrrajr в с -ес—

Еддудя'кж в зеленой £ссзррв. на î4-2£>s а .

Ш-2. ízffic. 6).

|я1атйяиии"18:й ВИЧИЕ ЕЖ

ÎKHD3E ДДИСЦ'ДДВДШР ЗЕЭ£ЖИИВ22ЕСЬ

ü-s ж з яя^сшаге хг.г .стзииш BHrSczee еггьное rv¿ i.".: г * жтельное ыниия?. ел аыкягаэе аякда- psrsraañ {"риг. "6). Илрцдуцеу 1Вдрну¿ Hü'i'HMHtit ашаг^зжр тагоетпя иае^аажта гаигу в регтетяЕ.

пшглпщшш asBBsœ» Егстжер» ж «йщ? i^haííh: П-2. с'с-хггчгзааа в

лшипг аналогов. s эвпзнгй tessss чЬпа ва sus шкишниг- Тше гз : ШЩЖПВ ^ЗЭНЗПИНЕВЛЕ ¡nysiiw Ш — Et-2»

S))_ 0¡n^E3i223D„ ! 1шяпщ, зпзгсзю ик^га^' r ' : w "Г** ■■' VMiinry тш

гэоза s çdc;-

®внг ее ■afp oœhdce-

"•■ЯВрЕЕШЭПЕ Ж ¡ШфШОБ

ядятшго ж азпнйда зрасЕлнае шзжщвЕЕан •ззалвнан ифИТшнкц (Виоинсее птрк шашуитщгш аадрн&пяив be сихшошв-CTjß тонне «ннанжида. 33SÍ, та. тотЯппииизй жтаве — 2ДО, згрю ша ¡контроле ссшешнгтавенно з1 и ж» шв сосуд вбе» cyxiut) весле. fo

■ шщзшнных :1шие габарщионх зшпугяцнй зндофй-

тшв да сагалонноГ: итультугрн ■TftßüttfflL уценивали в уславши

магтоттолЕваго сшшта :на -^цшьнозрддираЕазнэгг тариземе. 3 контроль--кс;г аар::акте гкгстета .шетретаетастя гпжпргппю;: зифешпш в корнях -XITQXZ- гсаатлиляла ;£5,г7;-,, ггто хгвндетельетвугг и довольно виссшой п^ч^сстл хопуллшй: :uecîîmx :вщ?о|:ггов (табл. 4>. При вснусстаен-

•Урсти?

8 7

б 5

4

3

-

г/сосуд

р

✓ / ✓

/

4

Азот

2,5 2 4

1,5

и 7\

/ ———

✓

✓ / / / /

✓ 1— —- ✓ / -— /■

1 / / /

/ 1 / /

.2.

3

Фосфор

0,5 "Г

0,5

0,4

0,3

1

1

1

.....I 2 3 4 5 б

У//Л - Сшгьксзродирозенная ясчхза.

СИЗ - Слабоэрэд1тровалная почва

Рнс. 6. Итаяше пнояуляцтга зн^с-т^тяти на бтгопродутттнность

я содерхзнзгэ азота гт Л-7 \ога о нсдземноЗ массе горох:

** -

I - ксчтрол; : 5 - -Щяти* 5 - лт.с

Таблица 4

Сравнительнат эффективность эндофитов в условиях микрополевых опытов ■ на сильносмъггом черноземе

Эцдофиты -1п" ..... Т- ¡Био- ¿При- ; • г, |»сса ЙТ|- Н ] р % {сухая;конт- % % |р/пог^ ролю)| , )метр | * | }Био- [При- ! ! ; Р ;масса;бавка д/ о Эндофиты г] }абс. }(% к ¡У» ? \ % ¡сухая}конт-2 % | % ; ¡г/погиролп) ! 1метР ! 1 !

Контроль ^ ° 66,7 »31,6 | - {2,7б|о,43 Контроль {42,4(24,3 | - |2,61 | 0,48

П-1 . 60,8 !37,3 | +18 {2,87|0,49 П-1 |б0,б|34,7 |+43 |2,?4 } 0,45

П-2 81,2 138,8 { +23 ¡2,97|0,49 П-2 64,7(29,4 |+21 {2,60 j 0,43

Пг-3 • 78,1 138,7 | +22 3,Ю|0,47 73^б|34,6 |+42 12,64 | 0,38

"У. ггшмгяе 75,2 !33,6 | - 2,85)0,51 У. С- 62*7|27,1 { - |2,92 | 0,55

НСРо.05 ' } 3,6 | . 0,27[о,04 | } ,3,7 j ¡0,28 { 0,04

гой микоризадии уровень колокнзахт^гх Kopisñ ВАМ-грибами увеличил-:я на 9-15Я. ГГр:т этом все три аборигенные популяции достсверго увеличили урожай зеленой массы гороха.

Анализ данных по биомасие, частоте встречаемости микоризно." шфекции ( F,%), содержанию биофильных элементов свидетельствует i том, что на стадии цветения гороха перечисленные птаымы ?лпю-зизаторов в условиях сильноэродированной почвы являются примерно >динаковымй. При этом жизнеспособность аборигенных попу.пий определяется высокими адаптационными свойствами к данному типу почв, i жизнеспособность штамма- ^ ТЯ&ЩШ. - широкой специфичностью.

5. Влияние искусственной микоризадии растений на питание и биопродуктивность кукурузы

Результаты вегетационного опыта на стерилизованной сильно-;мытой почве показали, что все внесенные эндофаты вступили в сии-5иоз с растениями кукурузы,при этом растения контрольного варианта оставались безмикоризными. Частота.встречаемости микоризной инфекции в корнях была очень высокая и составляла 86,3-96,Ми-коризованные растения лучше росли и сухой вес их в 3-4 раза превосходил вес контрольных.безмикоризных растений (табл. 5). У последних наблюдали симптомы хлороза. Сходные наблюдения были получены индийскти учеными {ЦЛмтла tt'oU. , I9SI)..

Все используемые культур! ВАМ-гркбов в той или иной степени улучшили фосфорное питание растений. Максимальные прибавки по фсс-Jopy наблюдались при использовании П-.1 и VZOi^tCtZ - 158,6?» и 147,1% соответственно. Концентрация азота з тканях микоризован-внх растений .кукурузы снижалась в сравнении с безминоризными, что связано с эффектом "ростового разбавления".

IfeoroKpaTHOe увеличение б-ломассы кукурузы, инокулирозанной ВАМ-грибами, сказалось на выносе питательных веществ из почвы, который..в среднем увеличился: по фосфору - з 5-10 раз, по азоту -в 2 раза, по калию - в 3 раза.

Вегетационный опыт на силъносмытой по^гоо с естественным био-фонси показал, что плотность популяции аборигенных эндофптов в данном случае довольно высока, о чем свидетельствует частота встречаемости микоришой га'*-"пик з хсрнж контрольны:-: застекн:! -73, i;''. Но исяуъствеккая игtovy.L—:>..i ВАМ- -ря-íaua увеличила этот показатель юТЯ-ZZ*. > ere ziv^cwie наблюдалось в

варианте о "i>¿S/>U£t' {a¿ZÍ:i-'£&f¿Mt.- - vF.,.4.

Таблпца 5

Влияние искусственной инокуляции ВАМ-гри5аш m биопродуктимпсть кукуруз! i (г/сосуд) и содержание биофильнмх элементов {% на абс.сухое '¡-го) на сглыю-cmiitom черноземе (вегетациошшЧ опыт 19Э1 г.)

Стерилизованная почва

Естественная почва

Эндофиты FS Абс. сух>*!я биомасса Прибавка (I к контролю й// Р л: F,% А5с. ! При- ! сухая!бавка! , био- ! {7а к ! oJJ масса!конт-1 !ролп)! Р /С

Контроль 0 3,0 - 3,17 0,17 2,41 73,8 10,3 Î - ¡1,11 0,23 2,38

П-1 91,6 8,9 +197 ' 2,27| 0,44 2,42 87,4 11,9 +16 ¡1,04 0,25 2,38

П-2 96,7 12,4 +313 1,67] 0,25 2,38 88,7 13,5 +31 ¡1,11 0,24 2,24

# тшии 96,9 12,2 +307 2,10 0,42 2,24 90,9 12,3 +19 ¡0,83 0,27 2,07

if. сьд.д ttG cUum 86,3 0,6 +193 2,11 0,29 2,63 85,6 12,0 +17 ¡1,00 0,20 2,10

17 v v . cf. catum. 86,9 8,1 -:Т70 2,15 0,30 2.5С 95, Р. 14,4 440 ¡0,80 0,28 2,10

HCP0,05 • 0,8 0,15 0,04 0,27 • 1,2 ¡0,06 i 0,03 ¡0,25 i

м сл

Все внесенные эндо^иты существенно увеличили биомассу куку-/зы на 15,5-29,8^. Наиболее активными показали себя з данных словите 11-2 и У-

Хич"'-оский анялиз зеленой массы кукурузы показал, что под яиянием у/коризлпии на естественной сильносмытой почве улучяи-зсь лп"гь '-ос^орное питание растений. Максимальное увеличение эдеркзнил фосфора наблюдалось при использовании и

^ на 17,4 и 21,7% соответственно. Содептакт

зота и к?лия в тканях растений несколько уменьшалось, з сзяэи с тал биофильных элементов из почвы увеличился незкачптель-

о.

Ссязнптельнкй анализ результатов опыта на стерилизованной естественной почве показывает, что в сильносмытсм черноземе рисутствует эффективно работающая аборигенная микориза. Она беспечивает высокую миноризацию кукурузы в контрольном вариан-е (Г = 73,61-5). При этом обеспечивается определенный уровень осфатного питания для кукурузы и соответственно урожай надзем-ой массы возрастает более, чем в три раза. Это можно рассматри-ать как -комплексный вклад почвенной биоты в формирование уро-ая.

• 3 условиях отсутствия почвенной биоты содержание фосфора з канях растений составляет 0,17%, что ниже оптимума в два раза и видетельствует о напряженном процессе поглощения.этого элемен-а из почвы. Аборигенная микориза обеспечивает уровень фосфора - тканям растения 0,23%, при этом значительно возрастает биомас-а.

Таким образом, за счет работы аборигенной популяции расте-;ие дополнительно получает 18,6 мг доступного фосфора на сосуд. &шос фосфора. без микоризы составляет 5,1, а в присутствии або-¡игенной популяции - 23,7 мг/сэсуд. Следовательно, фосфатный рз-тсл в экстремальных условиях роста на сильносмытой почве в нал;к гсловиях поддерживается за счет устойчивых консоптизных связей, ■оторке счладызаотся в природной экосистеме.

Проверку этого положения проводили з условиях микрополево-■о опита на такой зге почвэ. Остановлено, что в агроцеиозе без ¡несения удобрений фосфгт-п-г: релим тгл'-.-рузы по лде сбивается за :чет аборигенной популяции о:*"о.;'"-т-::. Частота т>лтречяа"ссти :гл-■оризкой иктекции составл.ч-'-г -С Псг-суссгв-.-нная иногтляцил ¡семи пр-едлог птге !•:;?>«:! у;- 2..:.?т г: тс? показатель до

S5,7-48,95á. .Если сопоставить эта показатели с результатами, по-яучешшми в вегетационном .опыте, то. они значительно ниже, что несомненно связано с дефицитом влаги.

■Уровень фосфора в тканях кукурузы аборигенные эндофитц обе почивали 0,2ЗД, что кесколысо Быие, чем-в условиях вегетационно огюта. Более низкие.прибавки зеленой массы кукурузы в полевых условиях связаны с дефицитом влаги и неравномерностью осадков в .вегетационный период.

в н во д н

1. Показана возиозность практического применения Бндогзгко-ркзных грибов для повшошш цродуктик-юстл растений, улучзегош их минерального питания, особенно фосфоргото, ка -чарюзеыз -сх&гк новенном разной степени "вродировакносш. ' ■ .

2. Вперпыа выделены," описаш и псаожй^о^шдля лскусстзеН' ной инокуляции ■ три абориго;йао попуяяцш'■IL'JJ-n-1^© из черлосо-va обыкновенного- трех уровней .генерального шгтснхл.

3. Изучено поведение ..аборакзшой'Мпзйпвдга BiSÍ-i^eidoa. з условиях интенсивного агроценоза з .зависимости от агротсзспжсг^х приемов и степениэродирозшнасти почвы:

а) установлено, что в.пахотном горизонте шюгаость популяции вндофитов при отвальной, го;ос:;ореЕной ,и комбинярогапной об-' работ:« сохраняется .достаточно стабильной. После перезииозки больше спор грабов обнаружено при.отвальной обработке,, чем по другим видам; . - ...

б) плотность аборигенной популяции в почве зависит, от предшественников и высеваемых культур сегооборота,-В 'П-полшои, специализированном'по озимой, пизнкце, севообороту на двух фонах минерального питания наибольшее число спор обнаружено ко ropo- ' ху и эспарцету - 218 ед., наименьсае по черному пару и подсолнечнику - 94 ед. на 100 г почты; v

в) повышение уровня минерального питания в -агроценозе сяи-гает число спор эт/х грибОз и колонизацию корней растений. Частота встречаемости микоризной. инфо^щш в корнях Ср ,5-0 'ячменя, озимой, шеницн', эспарцета, кукурузы, гороха была ваде на вариантах без внесения удобрений;

■ í г) инфекционный потенциал сильнозродированного чернозема ы микотрофноеть корне;; растений существенно -вкае,- чем на слабоэро-

дарованной почве. Для озимой ппеницы F= 73,6% и 22,& соответственно.

4. Сравнительное изучение аборигенной популяции (П-2)и эталонной культуры ntäSlißS показало синхронное увеличение биомассы корней и надземной-массы кукурузы в течение 75 дней, соответствие в поглощении азота, фосфорй, калия по фазам развития с некоторым преимуществом П-2 к концу эксперимента.

5. На сгшьноэродированном чорюзеке аборигенные энд^фитн обеспечивают"накопление сухо Я биомассы кукурузы 334?» по отношению к биомассе не'лп'оризованных -растений, при содержании Босфора соответственно 0,23 и 0,17%.

6. Искусственная инокуляция П-I, П-2 ,Íf.mc5iiU¿, Íf.ü(](ju#útur», JJ- j2,jo¿'£tlicitíi/n на стерилизованной почве oбecпeчивaлá прибавку зеленой массы .кукурузы от.170 до 313%,-в естественной почве при совместном действии иёсткух зядофитов и инокуляции перечислении-яг. штаммам»- урожай был.'"выйе.- Вклад' искусственной инокуляции соста-зил 16-40%,

. 7,- Максимальные прибавки, зеленой массы по гороху от искус-:твенной- инокуляции на с лабо э ро Д1 гро в ан но м черноземе составил 2325% й на сильноэродированном - 28-50%, при-существенном увеличении содержания в тканях -растений азота и фосфора. Отмечена стабильная-работа П-2. Потенциальные возможности ВАМ-грибов по горо-

проявлялись с меньшим,эффектом в связи с перегрузкой биоком-гозитамя: ■ ризоторфщ, аборигенная микрофлора, искусственный ино-сулянт. Высокая концентрация азота в надземной массе и широкое '.оотйовение азота к фосфору, сникали интенсивность ростовых процес-:ов.

8,.В условиях микрополевых опытов прибавка биомассы от ис-усственной инокуляций'составляла 20%,. что несомненно было свя-¡ано с низкшгидротермическим коэффициенте! вегетационного пе-¡лода.

' СПИСОК РАБОТ, СШШШОВДНННХ ПО ТЕГ® ДИССЕРТАЦИИ

I. Соколова H.A., Гусева Е.Г. Влияние инокуляции эндомико-сиз-вми грибами на ггеодуятивкоо ?ь гороха и кукурузы в вегетационном пыте // Тез. ло/л. отчетно!'! кс;-\.ерекции соттзудни-

эв ЛСХИ по итог?.*: 1989 г, - ¿угоне:?. Т-'РО. - С*. 37.

Дгрзп..-.-.. Z.H., исксдсча п. А. Пдс тк"' »ь популяции эядо!<и-

коризных грибов в агропеноэе на черноземе обыкновенном // Вест. ИГУ. Сер. 17, 1991. - Р 4. -.С, 56-61. '

3. Соколова H.A. Эффективность искусственной микорнзации местными эндомикоризными" грибами на обыкновенном черноземе 7/ Тез. Всесопзн. школы-конф. молодых ученых "Экологические проблемы в почвоведении и земледелии". - Курск, ,1991. - С.. 16-17.

4. Великанов Л.Л.,-Дурынина Е.П., Соколова H.A., Лукавая О.Л. Зндомикоризные грибы и оптимизация фосфорного-питании растений // Тез. докл. I Всесоюзн. научн. конф. "Биолог.ся почв антропогенных ландшафтов". - Днепропетровск, 1991.

5. Соколова H.A., Дурынина Е.П. Аборигеннгг, зндомикоризные грибы в агроценозе ка черноземе обыкновенном к их функциональная активность // Тез. докл. 1У Всесопзн. конф. Ч.'ипроорганизмы в сельском хозяйстве". - Пущино, 1992. - С.- ISO-191,