Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗМЕНЕНИЕ СИМБИОТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И УРОЖАЙНОСТИ КОЗЛЯТНИКА ВОСТОЧНОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЕНИЕ СИМБИОТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И УРОЖАЙНОСТИ КОЗЛЯТНИКА ВОСТОЧНОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ"



На правах рукописи , ТАЗ И НА Наталья Георгиевна

ИЗМЕНЕНИЕ СИМБИОТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И УРОЖАЙНОСТИ КОЗЛЯТНИКА ВОСТОЧНОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ

Специальность 06.01.09 — растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1996

Диссертационная работа выполнена в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. С. Посыпанов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. С. Никляев; кандидат биологических наук, ст. научный сотрудник Н. П. Крылова.

Ведущее предприятие — Всероссийский научно-исследовательский институт кормов им. В. Р. Вильямса.

Защита диссертации состоится. . . апреля 1996 г. в 14 часов в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева на заседании диссертационного совета К 120.35.07.

Д ТГ'ПЛГ* 197Я~П МПГУПЯ Vтт Тимипачрпм^яа ЛП ^чеНЫЙ

I

\ Х

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Актуальность темы исследований. Козлятник восточный в Центральной Нечерноземной зоне дает высокие урожаи, сена, более 10 т/га, в течение 10... 13 лет. .> Однако он только интродуцируется в этой зоне, и многие вопросы изучены недостаточно. 8 частности, не. определен диапазон оптимальной рКС0Л.. почвы и влагообеспеченнос-ти. не обоснованы нижние пределы оптимальной обеспеченности фосфором. калием; не выявлена эффективность применения бора и ь^либ-дена в зависимости от рН почвы; не подобраны наиболее активные штаммы ризобий. Решение этих вопросов представляет теоретический и практический интерес.

Цель исследований. Определить оптимальныэ параметры основных фактороз среды, при которых реализуется максимальная симбиотичес-кая фиксация азота воздуха, урожайность и белковая продуктивность козлятника восточного в условиях Нечерноземной зоны Российской Федерации.

В зада«« исследований входило:

1. Изучить -динамику массы клубеньков и содержания леггемог-лобина за вегетацию и в онтогенезе^

2. Изучить динамику накопления сухого вещества надземной и корневой массы.

3. Выявить оптимальные параметры рН<, 01., обеспеченности почвы фосфором, калием, бором и молибденом для развития максимального активного симбиотического аппарата. •'.'

4. Подобрать наиболее конкурентоспособные и активные штаммы й. galegae и изучить их влияние на массу активных клубеньков и уровень симбиотической азотфиксации. }

5. Выявить наличие связи между величиной симбиотического аппарата и концентрацией леггемоглобина с,количеством фиксированного азота воздуха. ; 1 .

5 - 6. Выявить потенциальную азотфиксирующую способность козлят-

4 ника восточного в полевых условиях.

. ' 7. Изучить динамику содержания азота, фосфора и калия в отдельных органах растений. ,

8. Выявить связь активности симбиоза с урожаем вегетативной массы и ее качество.

Научная новизна. Впервые в условиях Центрального Нечерноземья на дерново-подзолистой "среднесуглинистой почве определен нижний порог оптимальний Ш обеспеченности подвижным фос-

фором и .обменным к шрф^й влажности почвы.

¡ог.... .. >. * * академии '

.1

подсЗраны наиболее активные штаммы ризобий для максимальной сим-биотической азотфиксации. урожайности и белковой продуктивности козлятника восточного.

\ , Практическая ценность результатов исследований заключается в том, что использование рекомендуемых приемов позволит при естественной влагообеспеченности ежегодно в среднем получать около 13 т/га ^ высокобелкового сена без затрат азотных удобрений: За счёт симбиотической азотфиксации экономить более 0.8 т/га . азотных удобрений. - - *

Апробация работы. Основные положения диссертации изложены всеми опубликованных работах. Результаты исследований доложены на научных конференциях ТСХА (1982...1991 гг.). на 2 Всесоюзном семинаре по новым кормовым культурам (Москва, ВДНХ, 1986). на семинаре молодых ученых "Кормовые растительные ресурсы - резерв интенсификации кормопроизводства". (Москва, ВДНХ. 1988).' на первой, второй и третьей'Всесоюзных конференциях ССИСАОЧКЭ ТСХА. Калуга. 1990, 1991 и 1993). на Y11 Всесоюзном симпозиуме по новым кормовым растениям (Сыктывкар, 1990), на первом Всесоюзном научно-производственном семинаре "Козлятник восточный - проблемы возделывания и использования" (Челябинск. 1991). на VI11 Всероссийском симпозиуме по новым кормовым растениям (Сыктывкар. . 1993)." на VII Европейском симпозиуме по биологической азотфиксации (Саратов. 1993). ' '

Объём работы. Диссертация изложена на 181 странице машинописного текста, включает 33 таблицы,,. 1рисунков, 25 приложений.

Список литературы состоит из .150 наименований, в том числе 2Q.- на иностранных языках. ,

В процессе исследований оказывали методическую и . практическую помощь канд. с.-х. наук старший научный сотрудник Т.П.Кобозева, канд. с.-х.' наук доцент Л.А.Буханова и . научный сотрудник В.Н.Мельников, за что выражаю им искреннюю благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ *

В первой главе - "Урожайность и белковая продуктивность козлятника восточного в зависимости от величины и активности симбио-тического аппарата" (Обзор, литературы) изложено современное состояние вопроса, отмечены кормовые достоинства этой. культуры, а также роль биологического азота в питании бобовых культур, условия активного симбиоза, связь активности симбиоза с формирований' и величиной урожая, методы определения количества фиксированного азота воздуха, указаны вопросы, требующие уточнения и дальнейшего

изучения. В соответствии с вышеизложенным поставлены цель и задачи исследований. - " . , Во второй главе - "Место, условия и методика исследований" даны сведения ■ о том, что лабораторный, вегетационные и полевые опыты проводились в течение 6 лет (с 1986 по 1991 гг.) с козлятником восточным Galega oriental is Lam. сорта Гале в лаборатории растениеводства ТСХА. Почва опытных участков дерново-подзолистая,, среднесуглинистая, содержание гумуса 2.0%. со средним содержанием азота и калия и повышенным - фосфора, рН^, 5,8...6,1.: В "вегетационных опытах использовали почву с низким содержанием гумуса -1,1...1,3%, подвижного фосфора, обменного калия, бора и молибдена, рНоод. 4,4.. .5,5, с последующим доведением до оптимальных параметров в соответствии с задачами опыта, изменяя только изучаемый фактор. Метеорологические условия в годы исследований: 1936 и 1990 гг. были в целом оптимальными для роста и развития козлятника восточного; 1987 г. был благоприятным для растений 2 года жизни и менее благоприятным - для растений 1 года жизни из-за неравномерности выпадения осадков; 1988 и ,1989 гг. - были жаркими и сухими/ . '.;• ■ : ..... ' Л ' -

С целью подбора наиболее активных и вирулентных штаммов Rhi-zobium galegae в Нечерноземной зоне нами были заложены полевые опыты - в 1985 году по следующей схеме: 1 - контроль (без инокуляции) ; 2 - штамм 25-5 (Ленинградская обл.); 3 - штамм 26-8 (Ленинградская обл.); 4 - штамм 26-10 (Ленинградская обл.); 5 -штамм 27-7 (Ленинградская обл.); 6 - штамм 27-9 (Ленинградская обл.);. 7 -, штамм ИГ-740 (Эстонская ССР): 8 - штат W-J0 (Латвийская ССР); в 1987 году: 1 - контроль (без инокуляции); 2 - штамм 121 (Белорусская ССР); 3 - штамм 127 (Белорусская ССР); 4 - штамм W-10 (Латвийская ССР)Г 5 - штамм '25-8 -{Ленинградская обл.); 6-штамм 27-7 (Ленинградская обл.'); 7 - штамм 27-9 (Ленинградская обл.); '8 - штамм К-9 (Орджоникидзе); 9 - штамм 26-8 (Ленинградская обл.); 10 - штамм VÍ-740 (Эстонская ССР).

Штаммы, предоставленные нам институтом микробиологии Санкт-Петербурга, были выделены из различных местных популяций. Рагме-г.эние ваоиантов рендомизированное, площадь делянки 45 м2. повтор-ность четырехкратная. Норма высева - 5 млн. всхожих семян на 1 га (междурядья - 15 см). Лабораторная всхожесть семян в 1986 г. составила 625Е, в 1967 г. - 8056; масса 1000 семян - 7,9 г и 6,5 г. Агротехника в опыте,общепринятая. ..

' В течение каждого вегетационного периода мы определяли влаж-

ноеть почвы. соответствующую 100% предельной полевой влагоемкости (ППВ), а также .влажность пахотного слоя почеы О... 10 и 10.\.20 см через: 10..'. 15 дней весовым методом. .'; • ' .

Биометрический анализ растительных проб в год посева проео- . дили при появлении клубеньков - в .фазу стеблевания, в середине ■ августа и в конце вегетации перед уходом в зиму; во второй и последующие годы — весной при отрастании и стеблевании; перед. 1уко- . сом; в фазу стеблевания после отрастания; перед 2 укосом. Для учёта массы корней и симбиотичёского аппарата выкапывали. монолиты по 0,05 м2. Определяли высоту растений, число растений и стеблей; массу листьев, стеблей и корней; площадь листьев- методом высечек; содержание' сухого вещества, отбирали пробы на химический анализ. Концентрацию Лб в клубеньках определяли методом Федорова (Посыпанов Г. С., 1991). Все наблюдения и учёты проводили по общепринятым методикам (Посыпачов Г. С.. 1091).

В третьей Главе - "Параметры основных факторов среды, оптимальные для высокоактивного бобоворизобиального симбиоза" - определяли нормы расхода СаС03 для сдвига рН почвы на заданную величину (лабораторный опыт), а также оптимальные параметры рН почры, содержания в ней подвижных форм Кг0_ Рг 05, В и Мо (вегетационные опыты). • ' ..

Для обоснования норм расхода СаС03 с целью.получения заданного. уровня рНс0Л. почвы был проведен опыт с различными нормами ' внесения известкового удобрения (табл. 1).

Общая нейтрализующая способность известюэвого удобрения равнялась 93Ж. Почва тщательно перемешивалась1 с доломитовой мукой.

Чем больший порог кислотности необходимо преодолеть, тем большую норму СаСОз требуется внести. Если, начиная с рНо,. 4.7 для сдвига рН,.,),. на 0.1 единицы надо внести 0.4 т/га СаС03_ то для дальнейшего уменьшения кислотности - 0.6...0.7 т/га, а затем - 1.5...1.7 т/га.

Для сдвига рН001. на 0.1 дерново-подзолистой среднесуглинис-той почвы в среднем необходимо 0.5... 0.7 т/га СаСОз. ; * .

Для определения диапазона оптимальной' реакции почвенного раствора, в котором реализуется потенциальная активность симбио-тической азотфиксации козлятншеа восточного, . проведен • следующий . опыт: 1 - рНоол. 4,4 (контроль); 5.0; 5.5; 6,0; 6.5."Почва произвесткована за полтора месяца до посева по методике, * изложение. / выше; были внесены фосфорно-калийные удобрения до высокой обеспеченности ими почвы. Повторность вегетационных опытов четырехкрат-'

ная.

, Таблица 1

Изменение рНс0Л почвы через 33 и 30 дней при внесении . различных норм доломитовой муки

Внесено Внесено доломитовой муки. СаС03, ... т/га т/га PHcoi. ДРНоОЖ. Расход СаС03 (т/га) для сдвига рНзоа.на 0.1

через 13 дней через 30 дней

0 0 4.73 4,79 -

4,027 3.76 . 5.64 5,73 0,94 0,400 .

4,916 4,59 ' 5,82 \ 5,92 1.13 0.40С

7,047 6,58 6,11 6,18 1.39 0.473

9, 968 ■ . 9,31 . 6,27 6,35 •1,56 ' 0.537

11,392 10,63 6,32 6,39 1,60 0. 664

17,013 15,88 6,45 6,53 3.74 0,913

- . 22,633 21.13 6,64. 6, 57 1,78 1,187 -

• 28,291 26,41 6, 70 . 6, 61 1.82 1.451

33,949 * ,'.....'. . 31.69 . . 6,70 6,65 1.86 1.704 .......... ,',,1

Установлено, что при рЦ,,,,. 4.4 было самое слабое развитие симбиотического аппарата (263 активных клубеньков/сосуд), при этом доля активных клубеньков не превышала 55% (табл. 2). При кислотности 5.0 и 5,5 показатели сикбиотической активности приближались к показателям вариантов с нейтральной реакцией среды, хотя симбиоз был ослаблен.. Наибольший симбиотический аппарат был сформирован при рН<.ол; . 6,0 и выше.. Нейтрализация почвы выше уровня 6,0; практически не изменяла показателей количества и массы клубеньков. /.- . -, . ''*''.■ ;

. Наилучшие показатели фотосинтетической деятельности растений отмечены также при рН,,0Л ;' 6,0. Содержание азота и накопление. его растениями было максимальным , при рН(,01. 6,5.. Повышение кислотности на каждые 0.5 единицы достоверно снижало накопление сухого вещества и площадь листьев. При,рНс0д. 4,4 было наибольшее содержание .-клетчатки в листьях..,; Л : V ' ;

. Для обоснования оптимальной -йбесйеченности козлятника под-ьижным фосфором был проведен следующий опыт:- 1-- 30 мг Рг 05 на кг почвы; :2 - 80; 3 - 120; 4 - 180:, 5 — более 200 мг/кг почвы (табл. 3);- С улучшением режима фосфорного питания повышалось! число и масс»5 . клубеньков,1". содержание леггемоглобина, л площадь листьев и накопление сухого вещества.: достигая максимума при-содержании 380 мг РгОч на кг почвы. - ^

г Таблица 2

Влияние уровня рНсо* почвы на показатели симбис-ической и Фото-сингетичес.сой деятельности козлятника восточного 1 года жизни

Показатель РНсо*

4.4 5.0 5,5 6,0 >6,0

Масса клубеньков на

сссуд, г, всего 0,83 1.58 1.82 2.50 2.19

в т ч активных 0,51- 1.44 1,64 2. 49 2.19

Масса АСВ (НСР05-1.10).

г/сосуд 14, 49 18,60 2С. 12 21.24 • 21.05

Площадь листьеа.

дм2/сосуд 13,8 15,0 18,2 21,9 22.1

Содержание N. % АСВ

в листьях 2.19 2,34 2.58 2. 42 2. 85

в стеблях 1.37 1,38 1,44 1,38 « * О л 1

в ьорнях 1.78 1,64 1.54 1,51 1.81

.Накопление N на сосуд.

иг 267 351 398 401 4G5

Сь.рой белок. X АСВ

в листьях 13,7 14.9 16. 1 15,1 17.5

в стеблях 8.6 8.6 9.0 8,6 В, 9

Таблица 3 Симбиотическая и фотосичтетическая деятельность козлятника восточного в зависимости от обеспеченности гочвы РгС5

Показатель рго, , мг/кг почвы

30 80 120 180 >200

Масса клубеньков на

сосуд. г 2.03 2. ?1 2,89 4,14 3.09

в т ч активных 1.58 1.78 2,19 3,25 2. 64

Содержание Лб. мг/г

сырых клубеньков 1.69 1.68 1.82 1.90 1.97

Масса АСВ (НСР05-8.69).

г/сосуд 65.04 74.09 76, 44 78.31 79.07

Площадь листьев. дм2/сос/д 44 47 49 49 48

Накопление N на сосуд.

мг 1756 2059 2149 2159 2346

-., С увеличением норм фосфорных удобрений увеличивалось содержание азота и фосфора в корнях, кальция - в листьях, магния - в листьях, стеблях.. и уменьшалось содержание калия и кальция в стеблях и корнях за счет перераспределения одновалентных и двух; валентных катионов в корневой и надземной массе. ; Улучшение фосфорного питания способствовало большему накоп-. ленив корневой массы, чем надземной. При этом уменьшалось содержание клетчатки в листьях и стеблях.

Следовательно, козлятник, восточный требователен к" уровни фосфорного питания и уже в первый год жизни способен максимально фиксировать азот воздуха лишь при высокой обеспеченнности почвь! фосфором (180 мг и более Р205 на кг почвы).

Для определения нижней границы оптимальной обеспеченности почвы калием изучали следующие уровни: 1. - 40 мг К20 на ю\ почвы; 2 - 60; 3 - 70; 4 - 80; 5 - 90: 6 - 100;-7 - 120;,;8 - 160 и 9 -200 мг Кг 0 на кг почвы. В таблице й представлены данные только пяти вариантов.

- Таблица 4

Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность козлятника , восточного в зависимости от обеспеченности почвы КгО

Показатель KzO. мг/кг почвы

40 70 -90 160 200

Масса клубеньков на .

сосуд, г 2.40 3. 76 6.41 6. 59- 7.45

В T, Ч; активных 1.45 , 2. 47 5.45 5.85 6.59

Содержание Лб (НСР05 -1,5)

иг/г сырых клубеньков 1.16 0.93 1.75/ 2.68* 2,82*

Масса АСВ (HCPÖ 5 -8.22).

- г/сосуд 51.17 58.32 ~ 68,77« 75.19* 75,64*

Площадь листьев

(НСРо 5 "2,07).' дм1 /сосуд 34.6 35.3 47.4* 48.4* 49.2*

Накопление N на сосуд, мг .

■ ; листьями ; 280 . •320 413 452 452

, стеблями '91 Г 85 95 101 113

;корнями ' 826 1050 1112 1251 1294 -

, . Всего 1197. 1456 1620 1804 1859 . •

Результаты опытов показали, что с улучшением калийного питания с низкого до среднего уровня, количество и масса активных клубеньков, плодадь листьев, накопление сухого вещества и азота

рез jo возрастали Дальнейшее повышение содержания калия до высокого уровня незначительно увеличивало показатели ^имбиотинескои и фотосинтетическои деятельности растений

Наибольшее содержание Лб в клубеньках отмечалось лишь гри повышенном и высоком содержании (160 и 200 ыг КгО на кг почьы) обменного калия, при этом количество фиксированного азста всзд/ха возрастало на 600 . 660 мг/сосуд Наибольшим содержание азота и калия в растениях было при 160 2СО мг К^О на кг почвы

Нижним порогом оптимальной обеспеченности почвы калием для козлятника восточного первого года жьзни является 90 мг 1^0 на кг почвы, максимальная его продуктивность и большая адтивнЬсть сим-биотическоя азоТфиксации возможна лишь при еысоком и повышенном уровне калииного питания Внесение калийных удобрении способствует увеличению содержания азота, калия и незначительно - кальция в растениях, снижению содержтния магния d листьях и в меньшей степени - в корнях

Для активного бобоворизобиального симбиоза необходима достаточная обеспеченность гочвы микроэлементами, в первою очередь бором и молибденом Вегетационный опыт проведен при различных уровнях рНслл (5,0 ; 5,5 , 6.0) по схеме 1 - контроль. 2 - бор. 3 -5ор + молибден (табл 5)

Таблица 5

ЗФФрктивность применения бсра и молибдена при различных уровнях рНооЛ почвы

Вариант PHcoj % активных .спу-беньков Масса клубеньков, г/сосуд Масса 100 клубеньков Масса АСЗ. г на сосуд Пгодадь „меть ев дм" на сосуд

Всего В т Ч активных

Контроль 5.0 79 2.16 1.72 200 16. 57 20.7

5.5 81 2,41 1.94 285 16, 88 18.4

6.0 90 3.30 2.97 310 26.08 23.3

Бор 5.0 80 1 82 1.45 181 17,87 19.2 •

5,5 91 2,39 2.16 234 20,22 23.9

6,0 95 2.47 2.33 23" 19,98 25,7

Бор * Мо 5.0 S6 3. 42 3,29 193 25, G6 30.3

5.5 95 5, 40 5,10 239 26,90 32,3

i — 6.0 84 3,50 2.95 199 20.05 24.6

Результаты опыта показали, что при рНс0Л 5,0 внесение бор-но-молибденовых удобрений повышало массу активных клубеньков ь

1.9 раза, площадь листьев - в 1.5 и массу растений - в 1.0 раза, при рНсол. 5,5 - массу активных клубеньков в 2,6, площадь листьев в 1,8 раза, массу растений - в 1,6 раза, а при pH^j,. 6,0 они оказались неэффективными.

В четвертой главе - "Формирование и активность сиыбиотичес-кого аппарата козлятника восточного в зависимости от использования различных штакмов клубеньковых бактерий" изучены: динамика влажности почвы в пахотном слое, динамика количества и массы клубеньков, общий и активный симоиотический потенциал, удельная активность симбиоза и количество фиксированного азота воздуха, динамика содержания леггемоглобина (Лб) в клубеньках и связь его с удельной активностью симбиоза.

Одним из главных условий бобоворизобиального симбиоза является наличие в почве специфичного вирулентного и активного штамма" клубеньковых бактерий. Подбор наиболее активных штаммов является важной задачей при возделывании козлятника восточного в новых районах. В полевых опытах изучали 11 штаммов R. galegae. Инокуляция семян штаммами 27-9 и W-740 увеличивала в год посева количество клубеньков на 5. ..29% и массу - на 7...215?. Во второй год хизьи к первому укосу количество активных клубеньков составило 160. ..412 млн./га массой 521... 1262 кг/га: ко второму - 147...206 млн. клубеньков массой 312. . .392 кг/га. На третий год лизни масса активных клубеньков возрастала в 1.2. ..4,5 раза к первому укосу'и в 1,3...2.0 раза ко второму укосу. Актирный симбиотический потенциал за вегетацию достигал 53 и 51 тыс. ед. при средних значениях 31 и 28 тыс. ед.. что в 1.7. ..1.9 раза больше, чем в контроле. Содержание леггемоглобина повышалось на 52... 53Х к первому укооу и на 66. . .73% - ко второму.

Величина УАС козлятника восточного была наибольшей (6.7... 6,8 t-т/г сырых клубеньков'сутки) в год посева. На второй и третий годы жизни она. как правило, снижалась до 2... 5 мг/г" сутки.

Максимальное количество азота воздуха. 154 кг/га к первому и 70 кг/га - ко второму укосу, козлятник восточный фиксировал при ..использовании штамма W-740 на второй год жизни. При образовании .клубеньков за счёт спонтанных штаммов этот показатель'снижался в 1,6. . . 1,9 раза.

В пятой главе - "Фотосинтетическая деятельность поссбов в зависимости от активности штаммов ризобий" приведены данные по ■ росту и развитию растений., динамике площади листьев, ССП и ЧПФ. , накоплению сухого вещества., урожаю сена козлятника восточного по

укосам и годам жизни. .

В год посева растения козлятника зосточного достигали высоты 29... 39 см в зависимости от влагообеслеченности. ■ Площадь листьев составляла 28.,. 35 тыс.. ь? /га. ФСП 1221... 1935 ты с. мг' дней/га, накопление сухого зещества посевами - 1.6.. .4.2 т/га, причем масса корней ' составляла . 45... 47%. от общей массы, - ЧПФ 1,3.. .2,2 Г/Ь? • сутки. • " ■, .

Вс второй и последующие годы жизни отрастание козлятника начинается раньше клевера лугового и люцерны, и его укосная спелость наступает через 30... 40 дней после отрастания - в первой декаде июня. Второй укос проводили в конце азгуста-начале сентября. Максимальная высота растений бывает перед первым укосом - 100 см и выше, а отавы - составляет около 50% от первого укоса.

Густота стеблей находилась в пределах 0.8...2.9 млн. /га и в большей степени зависела от влажности почвы, а ко второму укосу, как правило, на 30.., 60% бь'ла больше,. чем к первому.

Максимальная площадь листьев - S0.. .105 тыс. мЕ/га, * бызает к первому укосу, ко второму она составляет 63...81% от первого. Соответственно урожай сена - 5,1... 6,4 т/га и 3,4..»5,9 т/га (табл. 6, 7).

■ Таблица 6 '

Урожай сена (т/га) козлятника восточного по укосам и годам жизни при использовании различных штаммов ризобии. 1986...1990 гг.

Гсд жизни, укос Посев 1936 г. Посев 1987 г.

спон. 27-9 W-740 НСР05 спон. 27-9 W-740 НС" 5

1 год жизни. 3, 74 ' 4. 48 4.89 - ' 0, 87 1,21 1,18

2 год жизни.

1 укос 5. 03 5,83 6.66 0,98 3. 68 4,35 4.96 0. 77

2 укос 5. 02 7.00 7.12 0,69 3. 39 - 4,33 4,92

За вегетацию И. 00 12.83 13, 78 Л. 18 7. 07 ;з. 68 9.88 ; i. 27

3 год жизни.

1 укос 7, 53 9,22 8,86 0.77 6, 45 6,26 .7,80 0. 88

2 укос 3, 75 4, 46 4.76 , 4, 75 5.07 5,22

За вегетацию И, 28 13,63 13,62 1.06 11. 20 11,33 13.02 ' 1. 04

4 год жизни.

1 укос. 6. 54 6.53 .6,90 5. 69 6.61 6,53 0, 64

2 укос 3, 70 4.26 4,06 . - 5, 79; 6,42 6.72 о. 54;

За вегетацию 10. 24 10,79 10. 96 И. 48 13,03 13,30 0. 83

i___ - •' ■ ■ '-•'' -' ' -' ' -'■" "

Инокуляция семян активным штаммом ризобий W-740 увеличивает

- И -

высоту растений на 2. ..5 см, площадь листьев на 7. ..21%, ССЛ на 6. ..10%. накопление сухого вещества на 12. .."23%. Аналогичную эффективность проявил штамм 27-9. Близкими к нему оказались штамш 26-8, 26-10. 27-7. Из 11 изученных штаммов за 8 опыто-лст все штаммы, кроме К-9 (Орджоникидзе), дали достоверное увеличение урожая сена по сравнению со спонтанным штаммом ризобий.

Использование наиболее активных и вирулентных штаммов поеы-шало урожай сена в суше за четыре года на 7... 197. (посев 1380 г.) и на 8. ..22Ж (посев 1987 г.)."

Таблица 7

Урожай сена (т/га) козлятника восточного га вегетацию при использовании различных штаммов ризобий. 1986...19S0 гг.

Штамм 1 г. жизни 2 г. жизни 3 г. жизни 4 г. жизни Всего

1986 1987 1987 19S8 1988 1989 1989 1930 19301983 1S37-19S0

Спон. 3.74 0.87 11.00 7.07 11,28 11.20 10.24 11.48 30, ГС 30. С2

25-5 4, 40 - 12,75 - 13,32 10. 40 - 40.86

26-8 3, 93 0.98 11.31 8.57 12.81 12.99 10,86 13, 28 38.90 35. 84

26-10 4.09 - ■ 13, 54 - 13.60 - 10. 87 - 42,10

27-7 4.43 0.82 11.89 8.63 12.63 12,01 10, 90 12.11 39, 85 33. 57

27-9' 4,46 1.21 12.83 8.68 13, 68 11,32 10.79 13, 04 41.76 34. 24

W-740 4.88 1.1813.79 9.88 13.62 13,02 10, 96 13, 29 43, 34 37. .38

W-10 4.48 0.86 10,93 7. 78 12. 72 11.68 10,74 13,50 38, 85 33. 82

121 - ■ 0.87 7.69 - 12.22 - 12, 52 ' - 33. 31

127 - 1.01 - 7.00 11.90 .- - 12, 49 - 33, 19

25-8 - 0. 95 - 8.06 - 11.89 ■■ - 12. 92 • - 33, г» • Ci

К-9 - 1,03 - 7. 84 - - 11.42 - 12, 27 - ".2, 57

НСР05 » - - 1.18 1,27 1.06 1.04 - 0, 83 2, 47 2. 21

Наибольшей урожайностью и лучшей конкурентноспособностью за все годы исследований обладали штаммы 26-8, 26-10, 27-7. 27-9 и ^-740. '..',•■ ...

В шестой главе - "Химический состав и питательная ценьость корма в зависимости от активности симбиоза" даны сведения об • изменении содержания и накопления азота, фосфора, калия, СаО. М£0 в отдельных органах козлятника восточного по годам жизни и за веге-; та^ию; источниках азота в питании растений по учосам и годам жизни; .: массе'сухого вещестза и азота, оставляемых козлятником восточным в печве;. химическом составе и питательной ценности корма! в зависимости от активности штаммов Я. galegae,' укоса и года жизни.

, Использование наиболее активных штаммов повышало содержание азота, особенно в листьях, б период весеннего отрастания: во 2 год жизни с 3, 87... 4, 81 до 6.25... 6, 38%. В третий год жизни в контроле было 3,55...5,52%, а в вариантах с инокуляцией - 5,11... 6,56%; к концу вегетации различия сглаживались.

Содержание азота в стеблях и корнях меньше различалось в зависимости от активности птамма, но различия в активности штаммов проявлялись на протяжении четырёх лет. На содержание фосфора активность штамма ризобий не оказьшала влияния,: а содержание кальция и магния в листьях повышалось к концу вегетации второго и третьего лет жизни растений.

В соответствии с повышением содержания азота в органах растений увеличивалось накопление этого элемента: за 6 опыто-лет - с 1335 до 1694 кг/га или на 27% (табл. 8). .Различия в накоплении

Таблица 8

Накопление азота растениями козлятника восточного в зависимости от активности штаммов ризобий, ¡сг/га. 1986. ..1989 гг.

Год жизни, укос Посев 19S6 Г. Посев 1987 г.

спон. 27-9 W-740 спон. ,27-9 W-740

1 год жизни 123 149 136 46 65 61

2 год лизни, 1 укос 143 211 223 122 153 180

2 укос 173 208 206 125 130 138

За вегетацию 316 419 429 .. 247 283 318 •

3 год жизни. 1 укос 145 243 . 234 : 136 168 199

2 укос - 162 150 150 ■ 160 175 167

За вегетацию 307 393 384' 296 ; 343 * 366

фосфора и калия, кальция и магния были обусловлены, в основном, различиями в количестве биомассы к составили соответственно 34% и 19%. 25 и 32%. .' '

При инокуляции семян штаммом 27-9 содержание белка в надземной мас;се было несколько выше или равно содержанию его при инокуляции шташом №-740 и на 1... 4% выше/ чем при спонтанной инокуляции; сбор белка увеличивался на 278.. . 668 кг/га. При этом; несколько повышалось содержание калия, кальция и магния, а фосфора оставалось на том же уровне. Обеспеченность 1 корм.ад. сырым белком возрастала в среднем за 6 опыто-лет с 153;до 164 г, •• содержание в 1 кг АСВ энергетических кормовых единиц с »'9.7: до 10.0.

Сбор - кормобелковых единиц 23,9.:. 24.1 т/га.. Инокуляция

за ' 3 года} 'возрастал;. с ' 18,6 до активными штаммами не изменяла дру-

гие показатели качества корма (табл. 9). •'•'.' Таблица 9

• Химический состав и питательная ценность козллтннка восточного 2 года жизни в зависимости от активности штамма ризобий. 1937 г.

Показатель 1 укос 2 укос

спон. 27-9 W-740 спон. 27-Э 'А-740

Содержание, % АСВ: белка* 16,1 20,9 19.8 17.0 18,0 18,0

золы 10.0 10. 8 10,0 7.9 7.4 7.7

.клетчатки 29 29 30 30 29 29

БЭВ 33 33 33 34 34 34

Сбор белка, кг/га 714 1161 1184 887 ¡103 1070

На 1 кг корма фосфора, г 5.5 5.6 5,4 1.3 1,3 5,7

. . ■. калия, г 21.9 23,5 23.3 7.2 7,7 9.5

кальция, г 9.3 8.9 8.7 12.7 .12,8 13,9

магния, г 4.4 4,5 4.1 5.4 6,3 7.1

корм. ед. . 0.57 0,61 0. 60 0, 59 0, 59 0, 59

■ " .; ЭКЭ 9.45 10.'23 10.03 9, 55 9, 77 9, 87

На 1 корм. ед.. г

сырого белка 141 171 165 144 152 158

к алий •

Отношение --------------- - 1.60 1.75 1.82 0,40 0, 40 0. 45

кальций 4 магний I ■ >

Доля участия симбиотически фиксированного азота воздуха в питании растений зависела от величины и активности симбиотьчсско-го'аппарата. На второй и третий годы жизни растений в вариантах с инокуляцией в среднем она возрастала на 10... 14%, достигая 7IX.

Инокуляция активным штаммом погьгаала накопление сухого вещества корневой массы с 5,28 до 5.95 т/га, при этом киличестзо оставляемого в почве азота возросло с 112 до 12S кг/га (на 14«).

В седьмой главе - "Энергетическая оценка возделывания козлятника восточного * с использованием штаммов ризобий" приведены расчеты энергозатрат и энергоокупаемости их урожаем. Энергозатраты на инокуляцию: активным штампом окупаются энергосодержанием прибавки урожая 5100 раз.. При этом чистый энергетический доход возрастает на 114,5 ГДас/га. коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент повышаются на 21% и 20%, • энергетическая себестоимость сена снижается на 20% и белка - на .24%.. , ' y'Q iv •;.•«»

ВЫВОДЫ

. 1. В условиях.Центрального района Нечернозёмной зоны на дер-нозо-подзолистсй среднесугличисгой почве при средней обеспеченности почвы обменным калием, бором, молибденом и легкогидоолизуе-мым азотом, повышенной - подвижным фосфором, содержании гумуса 2%, рНоол. 6,0, естественной злагообеспеченности и инокуляции активным итакмом ризобий. козлятник восточный формирует урожай сена гг 3 года пользования 38,5 т/га./ " "•*

2. Одним •кз лимитирующих симбиоз факторов является реакция почвенного раствора.. Наилучшие показатели симбиотической и фото-синтстичсской активности растений были отмечены при рНс 0 л. не ниже 6,0. Повышение кислотности до рН,,^. 4.4 снижало величину сим-; биотического аппарата почти в 5 раз, площадь листьев и накопление сухого вещества в 1,5 раза.

3. Эффективность применения борных и молибденовых удобрений зависела от уровня рН почвы. При рН,.,,.,. 5,0 внесение борно-молиб-деновых удобрений повышало массу акт^пых клубеньков в 1,9 раза, площадь листьев г в 3,5 и массу растений - в 1.6 раза. При рНС0Я. 5.5 борные и борно-молибденовые удобрения увеличивали массу активных клубеньков соответственно в 1,1 и 2,6 раза, а при рНо0Л. 6,0 оказались неэффективными. .

4. Нижним порогом оптимальной обеспеченности почвы подвижным фосфором оказалось повышенное его содержание - 180 к,г Рг05 на кг почвы. При повышении содержания фосфора с низкого, 30 мг/кг. до высокого уровня, возрастало: содержание Лб в клубеньках на '"%, масса активных клубеньков на 67%. площадь листьев на 11%, накопление сухого вещества на 22%, содержание азота, калия и золы в стеблях и корнях, кальция - в листьях, магния -во всех органах растений; накопление азота в корнях в 1.5 раза, а в целом растении - на 34%, содержание сырого белка в стеблях - в 1,4 раза, а в листьях - уменьшалось в 1,2 раза. . ■

5. Нижним порогом оптимальной обеспеченности почвы обменным калием для козлятника восточного является 160 мг КгО на кг почвы. При возрастании содержания калия в почве с низкого - 40 мг/кг

до повышенного увеличивалось содержание леггемоглобина в клубеньках в 2,4 раза, количество активных, клубеньков - в 2,8 и масса, их

- в 4,5 раза, площадь листьев - в 1, 4. накопление сухого вещества

- в 1,5 раза, содержание сырого белка на 1.3%. а клетчатки - снижалось на 2%. - ■ - , : : V.- . :

6. В год посева к концу вегетации в контрольном варианте

сформировалось 51... 88 млн/га клубеньков массой 127. ..123 кг/га. Во второй и последующие годы жизни кривая массы активных клубеньков имеет синусоидальный вид с затухающей амплитудой колебания к концу вегетации и максимумом перед первым укосом - до 1200 кг/га. АСП за вегетацию пергого года жизни составлял 6...8. второго -17. ..53 и третьего года - 9. ..24 тыс.' кг'дней/га и б большой сте-' пени зависел от влагообеспеченности вегетационного периода.

7. Из 11 штаммов, выделенных из местных популяций Кавказа, Прибалтики. Белоруссии, Ленинградской обл.. наиболее активными оказались \f-740 и 27-9. Предпосевная инокуляция семян этими штаммами увеличивала массу активных клубеньков к первому укосу второго года жизни - в 1,2. ..4,5 раза, содержание леггемоглобина - на 52...53%; активный симбиотический потенциал за вегетацию - в 1,7... 1.9 раза, количество фиксированного азота воздуха - в' 1.6. . .1,9 раза; доля биологического азота в питании растений в среднем - на 10. ..14%, достигая 71%; содержание азота г листьях в период весеннего отрастания с 3,87. ..4.81 до 6.25.'.. С.33%; при этом нисколько повышалось содержание калия, кальция и магния, а фосфора оставалось на том же уровне. Накопление азота посевами за 6 опыто-лет возрастало с 1335 до 1694 кг/га или на 27%. сбор Солка на 2093 кг/га или на 30%; обеспеченность 1 корм. ед. сырым белком в среднем за 6 опыто-лет - с 153 до 1С4 г;, содержание в 1 кг АСВ энергетических кормовых единиц - с 9,7 до 10,0; сбор кормэ-белковых единиц за 3 года - с 18.6 до 24.1 т/га.

8. В . соответствии с повышением содержания азота в органах растений возрастали площадь листьев на 7. ..21%, ЗСП на 6. ..10%. накопление сухого вещества на 12...23%; суммарный урожай сена за 8 опыто-лет - с 66,9 до 80,7 т/га; количество корневых и пожниз-ных остатков на второй год жизни - с 5,3 до 6.0 т/га. количество оставляемого в почве азота - с 112 до 129 кг/га или на 14%. Различия в активности штаммов наблюдались на протяжении четырех лет. Аналогичную эффективность проявили штаммы 26-8, 26-10, , 27-7. Из

" 11 изученных штаммов за 8 опыто-лет все штаммы, кроме К-9, дали ■ достоверное увеличение урожая села по сравнении со спонтанным штаммом ризобий.

9. Энергозатраты на инокуляцию активным.штаммом окупаются энергосодержанием прибавки урожая 5100 раз. При этом чистыи энергетический доход возрастает на 114,5 ГДж/га, коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент повышаются на 21% и 20%,: энергетическая себестоимость'сена снижается на 20%

и белка - на 24%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ,

1. Для получения урожая сена козлятника восточного в среднем 13 т/га в условиях Центрального района Нечерноземной зоны на дерново-подзолистой среднэсуглинистой почве при естественной.влагоо-беспеченности.необходимо: рНС0Л почвы не ниже 6,0, содержание педзижного фосфора не ниже 130, обменного калия - 160 мг/кг почвы, семена перед посевом инокулировать активным штаммом №1гоЬIит еа1о2ао.

2. Предпочтительнее проводить инокуляцию штаммами" N-740 и 27-9. В отсутствие их целесообразно семена инокулировать штаммами 26-3, 26-30,-27-7, которые также обеспечизают устойчивое повышение продуктивности этой культуры.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ

1. Скоблина В.И., Тазина Н.Г. Применение гербицидов на посевах козлятника восточного // Земледелие. - 1985. - № 8. - С. 35...36. 2. Приемы возделывания козлятника восточного / Скоблина В.К., Тазина Н.Г., Бурова Н.Ю. и др. // Кормопроизводство. -1987. - № 7. - С. 35. ..36. 3. Посыпанов Г. С.. Скоблина В. И.. Тазина Н. Г. Особенности формирования симбиотического аппарата козлятника восточного // Зколого-популяционньй анализ кормовых растений естественной флоры, интродукция и использование: Тезисы докл. VI1 Всесоюзного симпозиума по новым кормовым растениям. Сыктывкар, 1990. С. 156... 157. 4. Посыпанов Г. С.. Тазина Н. Г. Урожайность и белковая продуктивность козлятника восточного в зависимости от активности'симбиотического аппарата // Биологический азот: Тезисы докл.. 1 Всесоюзной конференции С0ИСАФ. ,- Калуга, КФ! ТСХА, 1990. - С. 14... 15. 5. Посыпанов Г.С., Скоблина В.И.. Тазина Н.Г. .Формирование симбиотического аппарата козлятника восточного. // Козлятник восточный - проблемы возделызания и использования: Тезисы докл. Г Всесоюзного научно-производственного семинара. - Челябинск, 1991. - С. 21...22. 6. Посыпанов Г.С.. Скоблина В.П., Тазина Н.Г. Определение оптимальных параметров реакции почвенного раствора для козлятника восточного // Биологический азот: Тезисы докладов 2 Всесоюзной конференции С0ИСАФ. - Калуга, КФ ТСХА, 1991. - С. 7... 8. 7. Посыпанов Г.С.. Скоблина В. И. . Та-. зина Н. Г.. Мельников В.Н. Урожайность козлятника восточного в зависимости от величины и активности симбиотического аппарата: // Тезисы докл.,. VIII Всероссийского симпозиума по новым кормовым растениям. - Сыктывкар, 1993. С. 127.... 128.

ООы-м ! n i

JdKij 191

Tipjk 100

География ииате u.ctbj \U X \ им К ^ Г ivnp43cBa 127550 \\oci Bj И Î50 Тимирлл_вск vi 44