Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности формирования урожая бобовых культур взависимости от накопления биологического азота приинокуляции семян на фоне минеральных удобрении приестественном увлажнении поливе и последействие на урожайность и качество зерна яровой пшеницы в сухостепной зоне Северного Казахстана

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Особенности формирования урожая бобовых культур взависимости от накопления биологического азота приинокуляции семян на фоне минеральных удобрении приестественном увлажнении поливе и последействие на урожайность и качество зерна яровой пшеницы в сухостепной зоне Северного Казахстана"

РГ6

п }

Особенности формирования урожая бобовых культур в зависимости от накопления биологического азота при инокуляции семян на фоне минеральных удобрений при естественном увлажнении и поливе п последействие иа

сухостеппой зопе Северного Казахстана

06.01.09 - Растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Ак^о^инский аграрный университет им. С. Сейфуллина

на правах рукописи

Серикпаев ,

Нурлан Амангельдинович - у'--

Республика Казахстан Астана 1998

Работа выполнена на кафедре растениеводства Акмолинского аграрного университета им. С. Сейфуллина

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Можаев Н.И.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Сагалбеков У.М. кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Зотиков В.И.

Ведущая организация - Казахский научно-исследовательский институт зернового хозяйства им. А.И. Бараева

Защита состоится на заседании специализированного Совета

30 июня 1998 года в ¿5_часов К 18.08.0i. по присуждению ученой

степенч уанттндат? сельскохозяйственных наук при Акмолинском аграрном университете им. С. Сейфуллина по адресу: 4730Ü, г. Астана, пр. Победы, 116

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Акмолинского аграрного университета им. С. Сейфуллина 473011, г. Астана, пр. Победы, 116

Автореферат разослан " 28 _" мая 1998 года

Ученый секретарь специализированного

Совета кандидат сельскохозяйственных

наук, доцент ^ —K.M. Мусынов

Введение

Актуальность темы. К проблеме биологического азота приковывалось внимание ученых с середины XVIII века, чему был посвящен ряд крупных исследований и опубликованных работ (Гельригель, Прожновский, Виноградский, Бус-сенго). В начале XX столетия обобщающую работу по этому вопросу выполнил Д.Н. Прянишников (1945).

Эта проблема не теряет своей актуальности и в настоящее время, более того, сейчас она увязызается с необходимостью охраны окружающей среды и получения экологически чистой продукции. Об этом свидетельствует проведенный в 1995 году в г. Санкт-Петербурге 10-й Международный конгресс по азотфикса-ции, в котором принимали участие и выступали с докладами ученые из 72 стран мира.

Давно уже и хорошо известно, что бобовые культуры даюг не только богатый урожай, но и оставляют в почве растительные остатки с высоким содержанием азота. Экологическая чистота и полная безвредность биологического азота для человека и окружающей среды и относительно небольшие затраты на активизацию микроорганизмов, способствующих увеличению накопления азота в корнях бобовых культур, побуждают относить эту проблему в настоящее время к числу важнейших в области биологических и агротехнических исследований.

Проблема азота, как и проблема белка, в последние годы повсеместно, в том числе в Северном Казахстане, обостряется: резкое повышение цен на минеральные удобрения, в том числе и на азотные, сделало их практически недоступными для сельского хозяйства, применение удобрений сократилось до минимума, кроме того, вопрос об источниках энергии становится все более насущным в связи с ограниченностью и дефицитностью энергетических ресурсов.

Производство минеральных азотных удобрений из молекулярного азота воздуха химическим путем требует больших энергетических затрат и дополнительных издержек, связанных с экологической токсичностью производства и использования этих удобрений.

Сельское хозяйство и обеспечивающие его нужды отрасли промышленности в совокупности являются мощнейшим источником экологического риска, связанного с загрязнением почв, воды и воздуха, усиливающейся эрозией и падением естественного плодородия, что в значительной мере было вызвано часто необоснованным использованием минеральных удобрений, и, как следствие, приводит к повышенному содержанию нитритов и нитратов в растениеводческой продукции, кормах, окружающей среде и ухудшению состояний экосистем и здоровья людей. Ключ к решению рассматриваемой проблемы находится в рациональном сочетании технического и биологического азота - в максимальном использовании биологических свойств бобовых, способных накапливать в растениях (надземной массе и корнях) в 1,5-3 раза больше азота, чем у злаковых, и способствовать за счет агротехнических приемов симбиотической работе клубеньковых бактерий.

Вместе с тем, несмотря на кажущуюся на первый взгляд простоту и доступность получения биологического азота, эти вопросы фактически на практике оказываются весьма сложными, поскольку не всегда и не везде формируются на корнях бобовых клубеньки, что связано с целым рядом факторов и недостаточной изученностью этих вопросов, особенно в условиях сухостепной зоны Северного Казахстана.

Цель и задачи исследований. 1. Методом сравнения бобовых культур с небобовыми определить количественные и качественные показатели накопления биологического азота корневыми системами люцерны, эспарцета песчаного, гороха и нута.

2. Выявить -влияние инокулированных и неинокулированных азотфиксато-рами семян люцерны, эспарцета песчаного, гороха, нута и разного уровня влаго-обеспеченности (полив, без полива) на их продуктивность на темно-каштановых почвах Акмолинской области.

3. Установить влияние последействия азота, накопленного в корневых остатках однолетни* и многолетних бобокьтг культур как предшественников нз урожайность и качество зерна яровой пшеницы.

Новизна исследований. В условиях сухостепной зоны на темно-каштановых почвах Северного Казахстана с резко континентальным климатом:

- установить количественные и качественные показатели накопления биологического азота корневыми системами однолетних и многолетних бобовых культур;

- изучить влияние последействия бобовых культур как предшественников на урожайность и качество зерна яровой пшеницы;

- достигнуть уменьшения затрат на применение минеральных азотных удобрений;

- способствовать решению проблемы производства растительного белка и получения экологически чистой продукции.

Практическая значимость. Использование результатов исследований позволит установить роль биологического азота в азотном балансе темно-каштановых почв Акмолинской области, количественные и качественные показатели накопления азота корневыми и пожнивными остатками, возможность использования этого азота последующими культурами с точки зрения влияния их на урожайность и качество продукции, а также определить долю биологического азота в общих затратах на формирование урожая растений.

Использование результатов исследований в производственных условиях позволит усовершенствовать технологию возделывания кормовых культур, обеспечивающих увеличение накопления биологического азота и рационального его использования на темно-каштановых почвах Северного Казахстана.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались:

на Международной научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов "Молодежь и ее вклад в науку в период реформ", посвященной Дшо независимости Республики Казахстан (2-4 ноября 1995 г., г. Акмола);

на Между) I ар о дн о й научно-практической конференции "Аграрная наука на рубеже веков", посвященной 40-летию Акмолинского аграрного университета им. С. Сейфуллина (15-17 октября 1997 г., г. Акмола);

на заседании кафедры растениеводства ААУ (1995, 1996, 1997 г., г.

Акмола).

По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 146 страницах машинописного текста, включает 51 таблицу, 4 рисунка, 37 таблиц в приложении. Она состоит из введения, 6 глав и списка литературы (174 наименования, в том числе 14 иностранных авторов).

Эксперименты проводились в соответствии с Государственными научно-техническими программами, научное обеспечение МПС "Корма" с Национальным центром аграрных исследований. Шифр 05.01.04;05Н. Государственный регистрационный номер 09194. РК 00582.

1. Методика и условия ироиедеаии исследований 1.1. Методика проведения исследований

Исследования проводились на стационаре кафедры растениеводства, расположенного на темно-каштановых маломощных легкосуглинистых почвах в Целиноградском районе, с содержанием (мг/100 г почвы) азота - 4,7; фосфора - 1,5; калия - 20,8. Полевые опыты проводились с повторением во времени в 1995-1997 гг. в 4-х кратной повторноста по чистому пару на удобренном и неудобренном фонах.

Расчет доз фосфорных и азотных удобрений проводился исходя из содержания питательных веществ в почве и выноса их под планируемый урожай сухой массы многолетних трав 2-3 лет жизни 25 ц/га, однолетних культур - 15 ц/га. Расчетные дозы были следующими (в кг д.в.): многолетние травы: азот - 126, фосфор - 95, под однолетние культуры соответственно 20 и 40. В опытах были варианты с внесением полных и половинных расчетных доз азотных удобрений на фоне полных расчетных доз фосфорных удобрений. Объектом исследования явились районированные в области сорта многолетних трав: люцерна Фестивальная, 85, эспарцет Шортандинский 83; зернобобовых культур: горох Харьковский усатый, нут Краснокутский 123; в качестве контроля из злаковых многолетних культур взят житняк Батыр, кострец безостый Лиманный и из однолетних - ячмень Донецкий 8.

В задачу исследований входило, по возможности, воздействовать на основные факторы, влияющие на симбиотическую деятельность бобовых культур, как то: влажность почвы за счет поливов, обработка семян нитрагином, азотное и фосфорное питание за счет внесения минеральных удобрений, нерегулируемым фактором остался температурный режим.

Закладка опытов и проведение сопутствующих наблюдений осуществлялось по общепринятой методике. Для инокуляции семян были использованы штаммы

клубеньковых бактерий бобовых культур: для гороха - 2616, нута - 530, люцерны -425, эспарцета - 320, полученных в Российском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии (г. Пушкино, Санкт-Петербург).

Все необходимые препараты безвозмездно предоставили научные сотрудники лаборатории почвенных микроорганизмов Кожсмяков А.П., Проворов H.A., за что выражаем им искреннюю признательность и благодарность.

Программой была предусмотрена закладка 4-х полевых опытов. В опытах 1 и 2 площадь опытных делянок 6 м2, учетная площадь 3 м2. В опытах 3 и 4 по изучению последействия бобовых культур - 120 м2 с учетной площадью 100 м2, с учетом защиток и повторений во времени.

В опытах проводились следующие учеты, фенологические наблюдения и анализы:

1. Полевую всхожесть семян, густоту стояния растений на всех повторениях по диагонали делянок на площадях по 0,25 м на каждом опыте по полным всходам и перед уборкой.

2. Даты наступления основных Фаз вегетации, продолжительность межфзз-ных периодов и всего вегетационного периода по методике ГСИ сельскохозяйственных культур (1985 г.).

3. Измерение высоты растений перед уборкой на всех вариантах опытов в двух несмежных повторениях по диагонали делянки на 25 растениях.

4. Запасы продуктивной влаги перед посевом, перед уборкой в фазу цветения, колошения. Образцы отбирались на каждом опыте в пяти точках. Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом по слоям почвы 0-10, 10-20, 2030, 30-40, 40-50, 50-60, 70-80, 80-90, 90-100 см.

5. Отбирали образцы почвы на определение подвижных форм азота, фосфора и калия по горизонтам 0-20, 20-40 см на каждом опыте перед посевом.

6. Учет урожая зеленой массы в фазу бутонизации, начала цветения бобовых, выколашивания злаковых весовым методом, одновременно отбирались в марлевые мешочки усредненные растительные образцы весом не менее 1,0 кг, которые доводили до воздушно-сухого состояния, размалывали и передавали в аналитическую лабораторию для определения общего азота.

7. Фиксированный бобовыми культурами атмосферный азот по методике, описанной Трепачевым (1970, 1976), Дросинским, Афанасьевым (1973), Мищу-стиным, Черепковым (1976). Принцип метода основан на том, что при идентичных условиях выращивания бобовых и злаковых культур с одинаковым вегетационным периодом количество взятого ими азота на почвы примерно одинаково, отсюда величина азотфиксации N(j, определяется по разности:

^ = (N6-Nc)-(N„-NcX где

Nß - азот бобовых растений;

N„ - азот небобовых растений;

Nc - азот семян.

Выше приведенная формула применима для однолетних культур, для мно-голетгак трав она несколько видоизменяется. Общий азот отдельно для люцерны и житняка рассчитывается по формуле:

в год посева = У0 + К0 - С, в годы пользования = Ус + Уа + У0 + К0 - КВ) где

У,., Уа - азот, содержащийся в урожаях первого и второго укосов;

У0 - азот надземной биомассы перед уходом трав в зиму;

Кв - азот корней на начало вегетации ;

К0 - азот корней на конец вегетации;

С - азот семян.

В качестве злаковых в опытах взяты житняк, костер безостый и ячмень как наиболее распространенные в этом регионе и близкие по длине вегетационного периода и прохождения фаз развития с изучаемыми бобовыми культурами.

3. Учет надземной биомассы путем срезания растений на уровне почвы на каждом варианте опыта.

9. Масса корней ио методике К.З. Станкоаа рамочной выемкой шаблоном 15 х 30 см по слоям почвы 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 см в двухкратной повторности.

Корни отмывались на сите с отверстиями диаметром в 1 мм, высушивались до воздушно-сухого состояния, взвешивались и передавались в аналитическую лабораторию на определение содержания общего азота. Масса корней определялась в каждом опыте у инокулированных и неииокулированных клубеньковыми бактериями бобовых культур, а также у злаковых культур.

10. Учет клубеньков на корнях бобовых культур на каждом варианте опыта с инокуляцией и без инокуляции на бобовых культурах в фазу бутонизации. Для этого выкапывали почвенные монолиты размером 20 х 20 см на глубину 20-25 см, затем корни отмывали от почвы и проводили подсчет клубеньков на каждом варианте у 10 растений.

11. Общий азот по методике Кьельдаля.

12. Для изучения эффективности использования накопленного азота однолетних культур как предшественников высевалась яровая мягкая пшеница. Учитывалась урожайность и технологические качества зерна пшеницы (содержание клейковины, белка, стекловидность).

13. Содержание общего азота в корнях растений, технологические качества зерна по соответствующему ГОСТу 13586, 1-90 проводились в Казахском НИИ зерна (г. Акмола).

14. Доступные питательные вещества в почве на содержание М, Р, К дол посева и после уборки культур определяли в лаборатории Акмолинского гипрозема, г. Акмола.

15. Полученные результаты учетов обрабатывались в вычислительном центре ААУ по методике Доспехова (1973).

1.2. Условий проведения исследований и агротехника в опытах

По имеющимся литературным данным образование клубеньков и интенсивная фиксация азота воздуха бобовыми растениями протекает при температуре почвы 10-18 °С и влажности 65-70 от IIB и pH почвенной среды близкой к нейтральной. При недостатке и избытке какого-либо фактора симбиотическая фиксация приостанавливается или вообще прекращается.

На основании этого можно считать, что в июне - начале июля 1995-1996 года складывались относительно благоприятные условия для симбиотической деятельности, однако в 1997 году температура на поверхности почвы достигала в среднем 25-30°С, а в отдельные дни нагревалась до 50-62°С, влажность без полива снижалась до 18-28 % HB, что не могло не повлиять отрицательно на формирование клубеньков и их симбиотическую деятельность.

Таким образом, из трех лет закладки опытов 1995-1996 годы были наиболее благоприятными для протекания этих процессов. Сложившиеся метеорологические условия в период проведения экспериментов определенным образом повлияли на рост и развитие кормовых культур, корневых систем, образование и функционирование клубеньков на корнях бобовых растений, а в конечном итоге на накопление биологического азота.

Опыты закладывались по чистому пару. Технология подготовки почвы была общепринятая для региона.

Посевы гороха, нута, ячменя, люцерны, эспарцета, житняка, костреца безостого в опытах 1 и 2 проводились вручную, в опытах 3 и 4 сеялкой СЗС-2,1 с 15 по 18 мая с нормой высева семян люцерны, эспарцета, житняка, костреца безостого 4,0 млн. всхожих семян, гороха, нута - 0,8 млн. всхожих семян и ячменя - 2,0 млн. всхожих семян. Уборку на опытах 1 и 2 проводили вручную в фазы цветения, ячменя - выколашивания, в опытах по изучению предшественников скашивали комбайном С.К-5 с жаткой ЖБА-3,5. Многолетние травы первого года жизни убирали при достижении высоты растений 15-20 см в середине августа. Поливы проводились начиная с третьей декады мая через 3-4 дня после посева кормовых культур и влажность поддерживалась на уровне 75-80 % HB. За вегетацию по годам исследований (195-97) потребовалось три полива с поливной нормой 350-400 м3/га, а оросительная норма составила в среднем 1000-1200 м3. Поливы проводились агрегатом ДДН-70 на тракторе ДТ-75.

Все другие элементы агротехники в опытах были общепринятыми для зоны. 2. Результаты исследований

Влияние инокуляции на фоне минеральных удобрений на накопление биологического азота однолетними и многолетними культурами (опыты 1 и 2).

2.1. Полевая всхожесть, сохранность растений

Полевая всхожесть и сохранность растений по вариантам опыта в зависимости от инокуляции семян и внесение минеральных удобрений изменялось незна-

чительно. Колебания вышеназванных показателей происходили в разные годы (1995-1997 г.) в зависимости от сложившихся метеорозюгических условий и, в первую очередь, от увлажнения. Количество сохранившихся растений в уборке в среднем за три года исследований представлены в табл. 1.

Таблица 1

Предуборочная густота стеблестоя растений в посевах многолетних и однолетних кормовых культур в зависимости от инокуляции и внесения минеральных удобрений(среднее 1995-97 гг., шт/м2)

Варианты опыта Однолетние Многолетние

горох нут ячмень 1 года жизни 2 года жизни

люцерна эспарцет житняк. люцерна эспарцет житняк, кострец безостый

Кез полива

. Контроль (без вне-

сения удобрений и

без инокуляции) 48 49 158 161 197 35 82 78 41

. Ииокуляцкя 50 52 163 197 83 79

Р205 50 52 160 166 200 41 84 80 41

. Р2О5+ инокуляция 54 56 167 199 85 84

. Р205+0,5 №ЦК03 52 52 161 168 201 47 90 84 43

. Р205+0,5Ш.4КС>З +

инокуляция 52 55 169 202 90 83

. Р20з+1,0 КНДОз 52 55 163 166 203 53 91 85 46

. Р203+1,0 1чтН4Шз +

инокуляция 52 56 168 203 91 85

При поливе

. Контроль (без вне-

сения удобрений и

без инокуляции) 61 61 156 246 266 82 89 93 54

. Инокуляция 64 62 247 266 88 93

Р205 62 61 161 249 267 89 89 94 57

Р2О5+ инокуляция 65 64 248 268 90 95

РА+0,5 КЩМОз 64 63 161 250 270 96 91 95 59

Р205-И),5М1Ш03 +

инокуляция 65 63 248 270 91 97

Р205+1,0 ЫЩЧОз 63 63 164 250 271 108 92 96 61

Р205-Ч)01МЩ'ГОз +

инокуляция 63 63 251 272 92 96

2.2. Урожайность надземпой массы однолетних культур

Урожайность надземной массы зернобобовых культур в среднем за три года исследований колебалась по вариантам опыта без полива от 17 до 21,0 ц/га, при поливе от 22,0 до 25 ц/га (табл. 2). Обработка семян нитрагином способствовала повышению урожайности как на контроле, так и на фоне фосфорных удобрений, а на фоне при совместном внесении азотных и фосфорных удобрений наблюдалось

снижение урожайности в сравнении с другими вариантами. Хорошие условия увлажнения (полив) обеспечивали увеличение урожайности в 1,5-2 раза в сравнении с условиями естественного увлажнения.

Таблица 2

Урожайность надземной массы однолетних культур в зависимости от инокуляции и внесения минеральных удобрений (воздушно-сухая масса, ц/га, 1995-97 г.)

горох Прибав- нут Прибав- Прибав-

Варианты опыта без с нит- ка от с нит- без ка от ячмень ка от

нитра- ра- нитра- ра- нитра- нитра- контро-

гина гином гина гина гина гина ля

Без полива

I. Контроль

(без внесения

удобрений) 17,0 17,7 0,7 17,2 17,7 0,5 39,9 0

2. Р205 18,2 20,9 2,7 18,9 21,9 2.1 42,4 2,5

3. Р2О5+О,; КН4М03 19 6 20 2 0 б 20 5 20 2 1-1,6 4 7

4. Р;О5+1,0>Ш4Ж>з 20,2 20^4 0,2 20,8 20,0 - 45,8 5,9

НСР 0,5 1995 0,98 2,6 - 0,84 0,44 - 2,50 -

1996 1,25 1,54 - 1,71 1,52 - 1,39 -

1997 0,43 0,82 - 2,30 0,32 - 0,82 -

При поливе

1. Контроль

(без внесения

удобрений) 33,2 35,6 2,4 22,0 23,1 и 55,1 0

2. Рг03 38,1 44,7 6,6 24,9 30,8 5,9 57,9 2,8

3. Р205+0,5 №ЬЬ'Оз 42,0 39,6 - 28,6 26,5 - 59,5 4,4

4. Р205+1,О^ИЦИОз 44,1 44,9 0,8 31,0 30,9 - 61,3 6,2

НСР 0,5 1995 0,83 0,41 - 0,43 0,31 - 0,45 -

1996 0,50 0,45 - 0,43 0,42 - 0,53 -

1997 0,99 0,96 - 2,6 2,0 - 1,37 -

При инокуляции семян штаммами клубеньковых бактерий наибольшая прибавка урожая получена на фоне фосфорного удобрения 2,1-2,7, на контроле - 0,50,7 ц/га; применение азотных удобрений снижало до 6,0-0,2 ц/га, а при увеличении дозы вообще отсутствовала. При поливе прибавка урожайности возрастала в 2-3 раза и составила у гороха - 2,4-6,6, нута - 1,1-5,9 ц/га. Урожайность надземной массы ячменя по всем вариантам опыта и во все годы исследований превосходила уровень урожайности гороха и нута в 1,5-2 раза.

2.3. Накопление корневой массы однолетними культурами

Однолетние бобовые культуры горох и нут в среднем за три года оставляли после себя на гектаре от 29,6 до 50,0 ц воздушно-сухой массы корней, в том числе при поливе - от 26,8 до 50,0, без полива - от 29,2 до 36,0 ц (табл. 3).

Таблица 3

Накопление корневой массы однолетних культур в слое 0-40 см в зависимости от инокуляции и минеральных удобрений (воздушно-сухая масса, ц/та, 1995-97 гг.).

Горох Прибав- Нуг Прибав- Прибав-

Варианты опыта без с нит- ка от без с нит- ка от Ячмень ка от

нитра- ра- нитра- нитра- ра- нитра- контро-

гина гином гина гина гина гина ля

Без полива

. Контроль (без внесения

удобрений) 29,6 31,5 1,9 29,2 30,1 0,9 15,3 0

. Р20, 32,7 36,0 3,3 32,1 33,6 1,5 19,3 4,9

. Р205+0,5 NH4NO3 31,9 32,7 0,8 32,4 35,1 2,7 16,0 0,7

. P2OÍ+1,0NH4NO3 23221 32,2 0,1 32,2 34,2 2,0 16,2 0,9

При поливе

Коштатт»-

(без внесения

удобрении) 30,5 42,7 12,2 2б,а 28,7 21,3 0

P2Os 45,9 46,6 0,7 30,4 31,2 0,8 23,2 1,9

. Р205+0,5 NH4NO3 50,4 52,9 2,5 33,2 35,0 1,8 17,8 -

. Р203+1,0 NH4NO; 49,3 43,7 0,4 33,5 33,9 0,4 17,8 -

При инокуляции семян по фонам минеральных удобрений масса корней достигала до 30,1-35,1 ц/га, прибавка составила от 0,9 до 2,7 ц/га, при поливе до 31,2-46,6 ц/га. При фактической урожайности надземной массы корневая масса однолетних бобовых культур по отношению к надземной массе находилась в соотношении 1:1.3 - 1:1.5, корневая масса сравниваемой злаковой культуры уступала бобовым в 2-3 раза.

Наибольшее накопление корневой массы было зафиксировано по вариантам с инокуляцией семян по фонам фосфорных удобрений без полива и по фону половинной дозы азотных удобрений при поливе, а при внесении полной дозы азотных снижалось.

2.4. Содержание общего азота л количество клубеньков па корнях однолетних культур

Наши трехлетние наблюдения за образованием и численностью клубеньков на корнях зернобобовых показали, что почвы на экспериментальном участке, где ранее бобовые культуры не высевались, оказались стерильными, поскольку при изучении корней клубеньки были обнаружены только на вариантах с обработкой семян специфичными производственными штаммами, а без обработки образование клубеньков не отмечено.

Максимальное количество клубеньков образовывалось по фону фосфора, с уменьшением их численности в сравнении с контролем при внесении азотных удобрений как при поливе, так и без полива (табл. 4). В условиях хорошего увлажнения почвы (полив) их численность увеличивалась в 1,5-2 раза в сравнении с

условиями естественного увлажнения, при этом на корнях нута было меньше, чем у гороха, а по отдельным вариантам даже в 2 раза.

Таблица 4

Количество клубеньков на корнях при инокуляции семян зернобобовых культур (шт/на 1 растение, 1995-97 гг.)

Варианты опыта 1995 1996 1997 Среднее за 3 года

горох нут горох нут горох нут горох нут

Без полива

1. Контроль (без внесения

удобрений и без инокуляции) 0 0 0 0 0 0 0 0

2. Контроль (без внесения

удобрений с инокуляцией) 12 10 22 17 2 3 12 10

3. Р205 22 13 38 18 б 8 22 13

4. Р205+0,5 ЯЩТОз 16 7 12 14 0 0 9 7

5. РА+1,0 МНЦЫОз 6 4 8 6 0 0 4 3

П 1и поливе

1. Контроль (без внесения

удобрений и без инокуляции) 0 0 0 0 0 0 0 0

2. Контроль (без внесения

удобрений с инокуляцией) 30 22 50 35 20 19 33 25

3. Р205 40 28 65 44 35 22 47 31

4. Р205+0,5 ЖЦШз 25 16 42 27 8 5 25 16

5. Р205+1,0 МВД-ГОз 4 3 5 3 3 3 4 3

Численность клубеньков изменялась по годам и наибольшее количество было отмечено в 1996 году, характеризовавшемся более низкими температурами и наименьшее в засушливом и с высокими температурами воздуха и почвы 1997 году. Содержание общего азота в корнях однолетних культур было на уровне 1,201,28 %, а при инокуляции увеличивалось на 10-35 % (табл. 5).

■Таблица 5

Содержание общего азота в корнях однолетних культур (воздушно-сухой массе, слой 0-40 см, % в среднем за 1995-97 гг.)

Варианты опыта Горох Нуг Ячмень

без нитрагина с нитрагином без нитрагина с нитрагином

Без полива

1. Коетроль 1,2 1,51 1,19 1,51 1,04

2. Р205 1,21 1,57 1,20 1,57 1,11

3. РгОз+0,5 МШКО, 1,24 . 1,47 1,23 1,38 1,17

4.Рг05+1,0№№! 1,24 1,39 1,24 1,30 1,22

При поливе

1. Контроль 1,80 2,14 1,23 1,85 1,04

2. Р205 1,89 2,24 1,27 1,91 1,06

3. Рг05+0,5 ЫШКОз 1,88 2,11 1,32 1,85 1,07

4. Рг05+1,0 ВДО, 1,81 2,07 1,38 1,80 1,11

2.5. Накопление биологического азота корневыми системам» однолетних культур

На основании полученных данных по процентному содерлсанию общего азота и количества накопившейся корневой массы вычислено количество накопленного биологического азота корнями однолетних культур (рис. 1).

В среднем за три года количество биологического азота по вариантам с внесением минеральных удобрений без полива составила у гороха от 38,5 до 44,4, увеличиваясь при поливе от 82,0 до 109,3 кг/га, нута соответственно от 36,6 до 42,7 и 35,5 до 51,6, ячменя - от 18,0 до 24,8 и 21,7 до 27,7 кг/га. Наибольшая прибавка от инокуляции семян получена по фону фосфорного удобрения - 22,4, снижаясь при внесении азотных до 2,8 и 5,6 кг в сравнении с контролем. При поливе этот показатель увеличивался в 1,5-2 раза и составил у гороха по фону фосфорных удобрений 32,7, азотных 11,1-11,2 кг, на контроле 20,2 кг, у нута соответственно 26.2,16,0 и 16,3, 21.8 кг/га.

При фактически сформировавшейся урожайности корневой и надземной массы зернобобовых культур в зависимости от инокуляции, внесения минеральных удобрений и сложившихся метеорологических условий вегетационного периода при поливе горох оставлял после себя от 80 до 130 кг/га, нут - от 35 до 75 кг/га биологического азота, максимум которого достигал при внесении фосфорных удобрений, внесение азотных удобрений оказало тормозящее влияние на накопление биологического азота.

Урожайность надземной массы многолетних трав первого года жизни

В среднем за три года в зависимости от инокуляции и внесения минеральных удобрений урожайность без полива колебалась у люцерны от 17,6 до 22,9, эспарцета - от 17,2 до 22,2 ц/га, при поливе - соответственно от 71,5 до 78,2 и от 58,6 до 65,7 ц/га (табл. 6).

Инокуляция семян бобовых трав обеспечила наибольшую прибавку урожая по фону фосфорного удобрения и составила без полива у люцерны 3,2, эспарцета 2,5 ц/га, при поливе соответственно 3,7 и 3,2 ц/га, а применение азотных удобрений снизило прибавку соответственно до 0,1-0,5 ц/га.

3 4 5 6 ?

горох

варианты опыта

без полива

120 100 80 60 40 20 0

1 2 3 4 5 6 7

варианты опыта

нут

120 100 во 60 40 20 0

1 2 3

варианты опыта

варианты опыта

горох

при поливе

нут

Рис.1. Накопление биологического азота в корнях однолетних культур в слое 0-40 см, кг/га, среднее за 1995-97 гг.

Таблица 6

Урожайность надземной массы многолетних трав первого года жизни (воздушно-сухая масса), ц/га, 1995-97 гг.

1995 1996 1997 Среднее за 3 го-

Варианты да

опыта без с нит- без с нит- без с нит- без с нит-

нитраг ра- шггра- рагино нитра- ра- нитра- ра-

ина- гином гина м гина гином гина гином

Без полива

Люцерна

1. Контроль 26,5 28,2 20,2 23,2 6,2 6,7 17,6 19,3

2. Р205 28,4 33,1 23,5 28,3 7,3 7,5 19,7 22,9

3. Р205+0,5 №,N0., 30,1 31,4 25,3 26,5 8,6 8,8 21,3 22,2

4. Р20;+1,0 ЫЩЧОз 31,5 31,6 26,4 26,7 8,7 8,8 22,2 22,3

НСР 0,5 1,51 2,26 1,52 1,40 1,73 1,38 - -

Эспарцет

1. Контроль 20.4 23,7 22.4 24,5 9.0 9.6 172 19 7

2. Р205 23,4 25,2 24,7 29,3 11,0 11,2 19,7 22,2

3. Р,05+0,5 КВДЧОз 24,6 25,1 25,4 26,5 11,1 16,2 20,3 22,6

4. Р205+1,0 Ш4Ш3 25,4 25,7 26,3 26,9 11,1 11,1 20,9 21,2

НСР 0,5 3,52 2,50 1,74 3,99 0,22 2,17 - -

При поливе

Люцерна

1. Контроль 81,8 84,4 74,8 78,2 58,1 61,3 71,5 74,6

2. Р205 85,6 90,4 77,2 80,6 60,6 63,4 74,4 78,1

3. ЪОз+0,5 МЩЧОз 88,3 89,4 79,6 80,9 62,8 63,5 77,4 77,9

4. Р20;+1,01ЧН4Ж)3 90,6 90,3 80,7 80,4 63,3 63,1 78,2 77,9

НСР 0,5 2,56 0,67 0,48 0,44 0,97 0,41 - -

Эспарцет

1. Контроль 62,1 66,5 54.4 57,6 59,3 62,4 58,6 62,1

2. Р205 67,7 71,3 56.2 60,4 61,1 65.6 62,5 65,7

3. Р205+0,5 ИБиШз 69,2 70,5 57,2 58,5 63,3 64,2 63,2 64,4

4. Р205+1,0 ЫЩЧОэ 71,6 71,3 58,3 58,6 64,4 64,5 64,7 64,8

НСР 0,5 0,80 0,56 1,15 0,72 0,96 1,02 - -

2.7. Накопление корневой массы многолетними травами первого года жизни

В среднем за три года в зависимости от инокуляции семян и внесения минеральных удобрений корневая масса трав на первом году жизни достигла без полива у люцерны от 30 до 34,4, эспарцета - от 29,4 до 34,6 ц/га, при поливе - соответственно от 93,1 до 101,0 и от 76,2 до 83,8 ц/га (табл. 7).

Наибольшая прибавка корневой массы была отмечена при инокуляции семян бобовых трав по фону фосфорных удобрений как без полива, так и при поливе, а при внесении азотных удобрений выявилось некоторое снижение.

Таблица 7

Накопление корневой массы многолетними гранами первого года жизни в слое 0-40 см в зависимости от инокуляции и минеральных удобрений (воздушно-сухая масса, ц/га, 1995-97 гг.)

Варианты Люцерна Прибавка Эспа рцет Прибавка

опыта без нитра- с нитра- от нитра- без нитра- с нитра- от нитраги-

гина пшом гина гина гином на

Без полива

1. Контроль 30,0 32,0 2,0 29,4 33,4 4,0

2. Р205 32,1 34,4 2,3 31,3 34,6 3,3

з. Р2О5+О;5 ыадоз 32,7 33,6 0,9 32.2 33,1 0,9

4. Р2О5+1,0Ж,МО3 34,0 34,0 0,0 33,2 33,6 0,4

При поливе

1. Контроль 93,0 97,2 4,2 76,2 79,4 3,2

2. Р203 96,2 101,0 4,8 78,6 83,8 5,2

З.Р2О5Ю,5Ш4К'0з 97,6 98,4 0,8 80,9 81,7 0,8

4. Р2О5+1.О №Ы\тОз 98.2 96,7 0.5 82,2 82.1 0,0

2.8. Количество клубеньков и содержание общего азота в корнях многолетних трав первого года жизни

Наши трехлетние исследования показали, что при обработке семян соответствующими штаммами клубеньковых бактерий в фазу начала бутонизации клубеньки имели большинство бобовых растений.

В условиях полива количество клубеньков в 2-2,5 раза было больше, чем без полива, а внесения фосфорных удобрений оказывала положительное влияние на развитие и образование клубеньков. У разных растений клубеньковообразователь-ный процесс складывается неодинаково. У изучаемых культур наибольшее количество клубеньков как без полива, так и при поливе образовывалось у эспарцета, что видимо связано с наиболее ценной особенностью клубеньковых бактерий этой культуры - повышенной стойкости высоким температурам и засухе (табл. 8)

При внесении азотных удобрений в вариантах с инокуляцией семян, интенсивность образования клубеньков на корнях люцерны и эспарцета в расчете на одно растение снижалось.

Содержание общего азота в корнях бобовых трав в воздушно-сухом состоянии (табл.9) без полива составило на контроле 1,25; 1,30 %, при поливе 1,85, возрастая на фоне фосфорных удобрений с 1,77 до 2,42 %, снижаясь на фоне азотных удобрений. Нитрагинизация семян способствовала увеличению накопления азота по всем вариантам азота с 15 до 36 %.

Таблица 8

Количество клубеньков на корнях при инокуляции семян многолетних бобовых трав первого года жизни (шт/на 1 растение, 1995-97 гг.)

Варианты 1995 1996 1997 Среднее за 3 года

опыта люцер- эспар- люцер- эспар- люцер- эспар- люцер- эспар-

на цет на цет на цет на цет

Без полива

1. Контроль 92 72 110 95 5 10 69 59

>. Р205 128 88 130 112 9 16 89 72

!. Р205+0,5 МН4Х03 115 28 124 25 7 10 82 21

1. Р?05+1,01ЧН4Ж>3 51 17 42 10 0 0 31 9

При поливе

1. Контроль 166 132 199 210 112 156 159 166

!. Р205 183 175 235 234 158 173 192 194

!.Р2О5+0,5Ш4КОз 141 105 164 148 73 50 126 101

1. Р,05+1,ОГОЬМОз 74 84 94 96 27 22 65 69

Таблица 9

Содержание общего азота в корнях многолетних трав первого года жизни (к воздушно-сухой массе, слой 0-40 см, %,1995-97 гг.)

Варианты 1995 1996 1997 Среднее за 3 года

опыта без с нитра без с цитра без с нитра- без нит- с нитра-

нитраг ni ном нитра- гином нитра- гином ра-пша гином

ина гина гина

Без полива

Люцерна

1. Контроль 26,5 28,2 20,2 23,2 6,2 6,7 17,6 19,3

2. Р205 28,4 33,1 23,5 28,3 7,3 7,5 19,7 22,9

3. Р205+0,5 №1Лт03 30,1 31,4 25,3 26,5 8,6 8,8 21,3 22,2

4. Р205+1,0 Ш,КОз 31,5 31,6 26,4 26,7 8,7 8,8 22,2 22,3

Эспарцет

1. Контроль 20,4 23,7 22,4 24,5 9,0 9,6 17,2 19,2

2. Р205 23,4 25,2 24,7 29,3 11,0 11,2 19,7 22,2

3. Р205+0,5 ТЯТЦЧОЗ 24.6 25,1 25,4 26,5 11,1 16,2 20,3 22,6

4.Р2О5+1,0Ш,Ж)3 25,4 25,7 26,3 26,9 11,1 11,1 20,9 21,2

При поливе

Люцерна

1. Контроль 81,8 84,4 74,8 78,2 58,1 61,3 71,5 74,6

2. Р20> 85,6 90,4 77,2 80,6 60,6 63,4 74,4 78,1

3. Р:СМ0.5 ШЛСЬ 88,3 89,4 79,6 80,9 62,8 63.5 77,4 77,9

4. Р2О5+1,0Ш4Ш3 90,6 90,3 80,7 80,4 63,3 63,1 78,2 77,9

Эспарцет

1. Контроль 62,1 66,5 54.4 57,6 59,3 62,4 58,6 62,1

2. Р203 67,7 71,3 56.2 60,4 61,1 65.6 62.5 65,7

3. Р205+0,5 МЩТОЗ 69,2 70,5 57,2 58,5 63,3 64,2 63,2 64,4

4. Р2О.;+1,0Ш4Ж)з 71,6 71,3 58,3 58,6 64,4 64,5 64,7 64,8

2.9. Урожайность надземной массы и масса корней многолетних трав второго года жизни

Наибольшая урожайность надземной массы на втором году жизни, как и на первом, была отмечена на вариантах с инокуляцией семян и составила без полива у люцерны от 33,5 до 35,6, эспарцета - от 39,5 до 41,1 ц/га, возрастая при поливе соответственно до 118,4-121,1 и 88,8-91,5 ц/га (табл. 10).

Таблица 10

Урожайность надземной массы многолетних трав второго года жизни в зависимости от инокуляции и минеральных удобрения, ц/га

Варианты опыта Люцерна Прибав Эспарцет Прибав Житняк Прибав

с нит- без каот с нит- без ка от кострец ка от кон-

ра- нитра- нитра- ра- нитра- нитра- безостый 1роля

гином гина гина гином гина гина контроль

Без полива

1. Контроль 32,3 33,5 1,2 38,0 39,5 1,5 17,6 0

2. Р205 33,8 35,6 1,8 39,2 41,4 2,2 19,6 2,0

3. Р205+0,з №¿,N03 34,1 35,0 0,9 40,4 40,8 0,4 20,4 2,8

4.Р205+1,ОШ4МОЗ 34,4 34,0 0 40,8 40,6 0 22,4 4,8

НСР 0,5 0,62 0,33 0,51 0,31 2,3

При поливе

1. Контроль 114,0 118,0 4,4 82,9 88,8 5,9 33,3 0

2. Рг05 116,0 121,1 5,1 84,8 91,5 6,7 46,2 12,9

3. Р2О5+0,5 №Шз 118,8 119,5 0,7 85,9 86,2 0,3 54,7 21,4

4.Р205Н,0 ЫВДОз 119,0 119,4 0,4 86,0 86,0 0 57,7 24,4

НСР 0,5 2,01 2,46 2,39 1,37 0,93

Прибавка от нитрагина составила без полива у люцерны 0,9-1,8; эспарцета -0,4-2,2 ц/га, увеличиваясь при поливе до 0,4-5,1 и 0,3-6,7 ц/га с максимумом по фону фосфорных и снижением при внесении азотных удобрений. Урожайность злаковых трав уступала бобовым травам в 1,5-3 раза и колебалась в интервалах по вариантам опыта без полива у житняка от 17,6 до 22,4 ц/га, при поливе у костреца безостого от 33,3 до 57,7 ц/га.

На втором году жизни при полученной зфожайности надземной массы, масса корней в слое 0-40 см составила без полива у люцерны от 61,3 до 65,5, эспарцета - от 57,8 до 69,4 ц/га, а при поливе отрастала у люцерны от 91,5 до 104,8, спар-цета - от 70,3 до 81,1 ц/га (табл. 11).

Инокуляция семян и внесение минеральных удобрений на накопление корневой массы, а максимальная прибавка без полива была получена у люцерны при половинной дозе азотных фосфорных удобрений, эспарцета - на фоне одних фосфорных удобрений, при поливе как у люцерны, так и у эспарцета, наибольший показатель был отмечен на фоне фосфорного удобрения.

Соотношение надземной массы и массы корней на втором году жизни составило 1:1,8. такое же соотношение подземной части к надземной было установлено Лузько А.Т. при изучений строения корневой системы люцерны на темно-каштановых почвах Целиноградской области (Лузько А.Т., 1977).

Таблица 11

Накопление корневой массы многолетними травами второго года жизни в зависимости от инокуляции и минеральных удобрений (воздушно-сухая масса, ц/га)

Варианта опыта Люцерна Прибав Эспарцет Прибав Жипик Прибав

с нит- без ка от с нит- без ка от кострец ка от кон-

ра- нитра- нитра- ра- нитра- нитра- безостый троля

гином гина гина гином гина гина контроль

Без полива

1. Контроль 61,3 65,5 4,2 57,8 59,2 1,4 10,2 0

2. РА 69,9 72,9 3,0 61,8 69,4 7,6 11,7 1,5

3. Р205+0,5 NH4NO3 70,4 77,9 7,5 60,5 67,2 7,2 12,2 2,0

4. Ws+l.ONHiNOi 69,9 70,9 1,0 60,3 61,8 1,5 13,4 3,2

При по ливе

1. Контроль 91,5 102,4 10,9 70,3 72,8 2,5 19,9 0

2. Р205 95,4 104,8 9,4 74,6 81,1 6,5 27,7 7,8

3. Рг05+0,5 NH4NO3 93,4 104,0 10,6 73,5 74,5 1,0 27,7 7,4

4. F2Cs-i-i,0 NH4NG3 94,7 96,2 1,5 74,4 74,8 0,4 26,8 6,9

2.9.1. Накопление биологического азота и количество клубеньков на корнях многолетних трав второго года жизни

На втором году к фазе цветения клубеньков образовалось больше в сравнении с первым годом жизни: в слое почвы 0-40 см без полива насчитывалось у люцерны от 4 до 31, эспарцета от 8 до 48 шт. в среднем на одно растение при поливе соответственно от 31 до 113 и от 43 до 150 шт. (табл. 12).

Таблица 12

Количество клубеньков на корнях многолетних трав второго года жизни (шт/на 1 растение)

Варианты опыта Без полива При поливе

Люцерна Эспарцет Люцерна Эспарцет

1. Контроль 9 15 56 68

2. Р205 31 48 113 150

3. Р205+0,5 NH4N03 18 25 93 104

4. Р205+1,0 NHjNO-, 4 8 31 43

На поливе численность клубеньков увеличилась в 5-10 раз в сравнении с естественным увлажнением, а внесение фосфорных удобрений оказало положительное влияние на развитие клубеньков. В 1997 году в сравнении с предыдущими годами в условиях естественного увлажнения количество клубеньков уменьшилось в связи с недостатком влаги, а также высокими температурами почвы, превышавшими в июне 45-55 °С. Содержание общего азота в корнях трав второго года жизни воздушно-сухой массы несколько возросло в сравнении с первым годом жизни и составило (в %) без полива у люцерны 1,39-1,80, эспарцета - 1.30-1,79, увеличиваясь в условиях полива соответственно до 1,86-2,42 и 1,85-2,38 (табл. 13).

Таблица 13

Содержание общего азота в воздушно-сухой массе корней многолетних трав второго года жизни (слой 0-40 см), % 1997 г.

Варианты опыта Люцерпа Эспарцет Житняк,

без нитра- с нитрагином без шгграгн- с нитрагином кострец без-

гина на остый

Без полива

1. Контроль 1,39 1,74 1,30 1,67 1,12

2. Р205 1,41 1,90 1,35 1,79 1,14

З.Р205+0,5Ш4Ж)з 1,41 1,72 1,38 1,68 115

4. Р205+1,0 Ш4Шз 1,44 1,71 1,41 1,59 1,17

При поливе

1. Контроль 1,86 2,32 1,85 2,31 1,14

2. Р205 1,91 2,42 1,94 2,38 1,16

3. Р205+0,5 МНфЫОз 1,90 2,36 1.93 2,25 1,14

4 р-0.+1 ОНН-МО- 1 01} 2,36 1 93 2 25 1 17

НСР 0,5 1,74 1,83 1*97 2,21 1.21

Применение инокуляции в среднем повысило содержание общего азота на 0,35-0,51 %.

Содержание азота в корнях злаковых трав было на ).27-0,50 % ниже, чем у бобовых трав, а при инокуляции их семян возрастало на 0,80-1,18 %.

Сравнительная оценка накопленного биологического азота бобовыми травами первого года жизни с небобовыми житняком (в условиях без полива) и кострецом безостым (при поливе) показало, что количество биологического азота по вариантам с внесением минеральных удобрений без инокуляции семян люцерны на 29,2-32,0 кг/га, эспарцета - на 26-30,6 кг/га, увеличиваясь при нитрагинизации семян соответственно на 30-50 и на 35-42 кг/га (рис. 2.3).

При этом доля симбиотически фиксированного азота за счет деятельности клубеньковых бактерий в условиях естественного увлажнения составила у люцерны от 10,1 до 19,7, эспарцета - от 4,6 до 16,0 кг/га, увеличиваясь при поливе соответственно от 6,2 до 62,6 и от 13,3 до 47,5 кг/га с максимальным количеством у люцерны по фону фосфорного удобрения и у эспарцета с инокуляцией.

Ко второму году жизни показатели накопления биологического азота возрастали в 2-3 раза, а доля симбиотически фиксированного азота при инокуляции семян составила по вариантам опыта без полива у люцерны от 28,7 до 40,0,эспарцета - от 13,2 до 40,8 кг/га, при поливе соответственно от 11,3 до 71,4 и от 18,8 до 48,3 кг/га.

100 80 60

20 -■

7 8

варианты опыта

варианты опыта

Люцерна 1 года жизни

Люцерна 2 года жизни

' варианты опыта

ЭСПАРЦЕТ 1 ГОДА ЖИЗНИ

4 5 6 7.

ЭСПАРЦЕТ 2 ГОДА ЖИЗНИ

Рис.2. Накопление биологического азота в корнях многолетних бобовых трав в слое 0-40 см, без полива, кг/га

варианты опыта

а

1' 2 3 4 5' в 7

Люцерна 1 года жизни

варианты опыта

7 8

варианты опыта

Люцерна 2 года жизни

варианты опыта -

ТЙЩШ

да?

1«

7 8

варианты опыта

Эспарцет 1 года жизни

Эспарцет 2 года жизни

Рис.3. Накопление биологического азота в корнях многолетних бобовых трав в слое 0-40 см, при поливе, кг/га

3. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от содержания биологического азота в корнях однолетних культур как предшественника

Для изучения этого вопроса в 1996 году были произведены посевы предшествующих культур гороха и нута инокулированными семенами, а для сравнения был высеян ячмень, а в 1997 году по этим фонам был произведен посев яровой пшеницы сорта Целшшый-Юбилейный.

Прибавка урожая зерна в зависимости и от предшественников составила от 0,1 до 0,7 ц/га, при поливе прибавка урожайности на вариантах с инокуляцией семян достигла 1,4-1,7 ц/га в сравнении с контролем.

Хотя биологический азот, накопленный корнями зернобобовых культур не оказал значительного влияния на урожайность пшеницы, однако существенно повлиял на технологические качества зерна яровой пшегащы. В условиях естественного увлажнения с инокуляцией семян было получено зерно пшеницы с содержанием клейковины: после гороха - 33,12 %, нуха - 30,20 % и белка -14,92 и 14,46 % со снижением этого показателя при поливе соответственно до 31,84; 24,00 и 13,0 % белка, что соответствует сильным пшеницам первого класса (табл. 14).

Таблица 14

Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от содержания биологического азота в корнях зернобобовых как предшественников

Предшественник Урожайность зерна в ц/га Клейковина, % Содержание белка в зерне, % Стекловидность, %

Без полива

1. Ячмень (контроль) 10,9 15,36 11,52 49

2. Горох без инокуляции 11,1 25,04 14,39 53

3. Горох с инокуляцией 11,6 33,12 14,92 60

4. Нут без инокуляции 10,9 28,72 13,77 52

5. Нут с инокуляцией 11,8 30,20 14,46 61

При полипе

1. Ячмень (контроль) 19,0 16,56 11,4 48

2. Горох без ннокуляции 19,8 20,28 12,4 56

3. Горох с инокуляцией 20,7 31,84 13,9 62

4. Нут без инокуляции 19,4 18,36 12,1 54

5. Нуте инокуляцией 20,2 24,00 13,0 59

В вариантах без инокуляции семян зерно пшеницы с содержанием клейковины после гороха лишь 25,04 %, после нута - 28,72 % и белка - 14,39 и 13,77 % также со снижением при поливе соответственно до 22,28; 18,36 % и 12,14; 12,1 %, тогда как после злаковой культуры ячменя было получено зерно с более низкими технологическими свойствами, которое по данным, представленным в таблице 14, соответствует слабым пшеницам.

4. Экономическая эффективность использования биологического и минерального азота кормовыми бобовыми культурами

Экономическая эффективность получения и использования биологического азота и возможности сокращения затрат на минеральный азот просчитывали тремя методами:

1. Сравнение затрат на получение биологического азота с равноценным количеством вносимых минеральных удобрений.

2. Расчет возможной урожайности зерна яровой пшеницы за счет использования накопленного биологического азота с учетом его выноса с каждой единицей продукции.

3. Сравнительная оценка предшествующих однолетних бобовых культур гороха и нуга при инокуляции и без инокуляции семян на урожайность и качество зерна яровой пшеницы.

По первому методу, сравнивая стоимость 1 кг азота минеральных удобрений и произведенных затрат на их внесение, учитывались затраты на приобретение ниграшна и обработку им семян бобовых культур.

Проведенные расчеты показали, что разница по сумме дополнительных затрат при внесении половинной дозы минеральных азотных удобрений под горох и нут составила 3413 тенге, а при полной дозе 6941 тенге, в посевах люцерны и эспарцета - соответственно 4076,0 и 8258,0 тенге в сравнении с нитрагинизацией семян.

По второму методу проводили расчеты возможного урожая зерна пшеницы в сумме за три года использования накопленного биологического азота корневыми системами бобовых культур и реализационной ценой стоимости зерна пшеницы третьего класса в настоящее время.

По третьему методу проводили сравнительную оценку полученного урожая и его технологических качеств зерна яровой пшеницы, высеянной после предшествующих однолетних бобовых культур при инокуляции и без инокуляции семян (табл. 15).

Таблица 15

Урожайность и качество зерна яровой пшеницы и его стоимость в зависимости от содержания биологического азота в корнях однолетних культур как предшественника

| Предшественники Урожайность Клейковина, Содержание Клас- Стоимость,

ц/га % белка, % сность в тенге

1. Ячмень 10,9 15,36 11,52 Ш 7680,0

2. Горох без инокуляции И,1 25,04 14,39 II 9984,0

3. Горох с инокуляцией 11,6 33,12 14,92 I 11520,0

4. Нут без инокуляции 10,9 28,72 13,77 И 9984,0

5. Нут с инокуляцией 11,8 30,20 14,46 I 11520,0

Горох и нут при инокуляции семян как предшественники позволили получить 11,6 - 11,8 ц/га зерна с содержанием клейковины и белка соответствующим

сильным пшеницам 1 класса, стоимость которых на 1536 тенге превышает стоимость зерна пшеницы, полученного после гороха и нута без инокуляции семян.

С экономической точки зрения использование биологического азота, накопленного корневыми системами бобовых культур способствует сокращению затрат на использование азота минеральных удобрений в расчете на 1 посева па 3-8 тыс. тенге или дополнительному получению 9-15 ц/га зерна яровой пшеницы, что может повысить реализационную стоимость зерна на 1536 тенге. Биологический азот способствует воспроизводству плодородия и улучшению азотного режима почвы, а с экологической точки зрения снижает загрязнение окружающей среды минеральными азотными удобрениями, а полученная продукция будет экологической чистой.

Выводы и предложения

На основании изучения влияния инокуляции на накопление корневыми системами бобовых культур биологического азота на фоне минеральных удобрений при поливе и без полива в сухостепной зоне Акмолинской области можно сделать следующие основные выводы;

1. Лимитирующими факторами для образования клубеньков, их роста и развития на корнях и фиксацию азота воздуха в симбиозе с бобовыми культурами являются наличие спонтанных клубеньковых бактерий в почве, поскольку клубеньки образовывались только при обработке семян соответствующими штаммами, а в вариантах без инокуляции семян клубеньки не формировались, а также влажности и температуры почвы. Наиболее благоприятными доя'образования клубеньков и интенсивной фиксации азота воздуха (влажность - 65-70 % HB, температура поч-

о

вы - 18-28 С) из трех лет закладки опытов были 1995-1996 гг., менее благопри-

о

ятным - 1997 г., когда температура на поверхности почвы достигала до 50-62 С, а влажность почвы без полива снижалась до 18-28 % HB.

2. Применение инокуляции способствовало формированию на корнях бобовых культур без полива от 10 до 12 шт клубеньков в среднем на одно растение, а по фону фосфорного удобрения - до 20-22 шт, азотные удобрения оказали тормозящее влияние на формирование клубеньков, по фону половинных доз удобрений их количество снижалось до 7-9, при полной дозе - до 3-4 шт. На поливе эти показатели возрастали в два-три раза и достигали соответственно 33; 47; 25 шт, а по фону полных доз азотных удобрений их количество было минимальным (3-4 шт) или полностью отсутствовали.

3. Урожайность надземной массы воздушно-сухой массы растений в зависимости от инокуляции и внесения минеральных удобрений в условиях естественного увлажнения составила у однолетних бобовых 17-21 ц/га, многолетних бобовых на первом году жизни - 17-22 ц/га, на втором году - 32-41 ц/га, при поливе повышалась соответственно до 20-45; 50-78; 82-121 ц/га. Применение инокуляции семян обеспечило прибавку урожайности надземной массы однолетних трав и многолетних культур до 0,5-0,7 ц/га, а по фону фосфорных удобрений - 2,1-2,7 ц/га, на поливе - 2,4-6,6 ц/га, со снижением по фону азотных удобрений до 0,6-0,2

ц/га. Без инокуляции добавка урожайности достигала максимума по фону полнь доз азотно-фосфорных удобрений 1,7-3,1 ц/га, на поливе прибавка возрастала i 1,1-5,9 ц/га.

4. Воздушно-сухая масса корней в слое 0-40 см в зависимости от иноку л; ции семян и внесения минеральных удобрений в условиях естественного увлая нения составила у однолетних бобовых 29-35 ц/га, многолетних трав на перво году жизни - 30-35 ц/га, на втором году жизни - 58-78 ц/га, при поливе соответс венно 26-53; 76-101 и 70-105 ц/га.

Применение инокуляции обеспечило прибавку корневой массы (и/га):

а) на посевах однолетних культур: горох - 1,9, нуг - 0,9, на фоне фосфорны удобрений - 3,3 и 1,5, а по фону азотных удобрений снижалось до 0,8 - ОД);

б) на посевах многолетних трав первого года жизни: люцерна - 2,0, эспарце

- 4,0, на фоне фосфорных удобрений - 2,3 и 3,3, снижаясь по фону азотных удое рений до 0,9-0,4 ц/га;

в) многолетних трав второго года жизни: люцерна - 4,2, эспарцет - 1,4, н фоне фосфорных, удобрений соответственно 3,0 и 7,6, при половинной дозе азот ных удобрений 7,5 и 7,2, при полной - 1,0 и 1,5 ц/га, а без инокуляции прибавк массы корней rio фонам минеральных удобрений составила 2,1-4,0 ц/га с макси мумом по фону полных доз азотно-фосфорных удобрений. Накопление корнево; массы бобовых культур коррелировало с урожайностью надземной массой в соот ношении: у однолетних 1:1.3; 1:1.5, многолетних трав -1:1.5; 1:1,8.

5. При инокуляции семян содержание общего азота в корнях бобовых куль тур (воздушно-сухое состояние) достигало 1,51 %, на фоне фосфорных удобренш

- 1,57 %, азотных удобрений - 1,38-1,47 %, увеличиваясь на поливе соответствен!!! до 2,14; 2,24; 2,11-2,07 %, в то же время как у взятых за контроль злаковых куль тур всего 1,04-1,22 %.

6. При инокуляции семян бобовые культуры накапливали большее количе стео корневой массы с более высоким содержанием общего азота и оставляли по еле себя в слое 0-40 см следующее количество биологического азота (кг/га):

а) однолегние бобовые культуры (горох, нут) без полива 48-52, на фош фосфорных удобрений - 56-64, азотных удобрений - 48-50, увеличиваясь при по ливе соответственно до 57-102, 75-130 и 67-118 кг/га;

б) многолетними бобовыми травами первого года жизни (шоцерна, эспарцет) без полива - 53,4-53,5 на фоне фосфорных удобрений - 54,5-64,0, азотны> удобрений 46,2-46,5, при поливе соответственно 188-223,187-243 и 164-173 кг/га;

в) многолетними травами второго года жизни без полива - 98-113, на фоне фосфорных 124-138, азотных удобрений - 98-121, при поливе соответственно 168237, 163-253 и 165-176 кг/га.

7. При инокуляции семян бобовых культур в зависимости от сложившихся метеорологических условий 1995-97 гг. доля симбиотически фиксированного азота достигла у однолетних бобовых культур от 6 до 22 кг/га, многолетних трав первого года жизни - от 10 до 20 кг/га, второго года жизни - от 15 до 60 кг/га, с максимумом при хорошей обеспеченности фосфором, а внесение азотных удобрений

оказывало подавляющее влияние на сим биотическую деятельность клубеньковых бактерий.

8. Накопленный биологический азот в почве однолетними культурами повлиял на формирование и качество урожая зериа яровой пшеницы, высеянной по этим предшественникам: по фону с инокуляцией семян было получено зерно с высокими технологическими качествами соответствующее первому классу (клейковина 33,12 %, белок 15,00 %), без инокуляции семян второму классу (клейковина 25,04 %, белок 14,30 %), а по зерновому предшественнику (ячменю) -третьего класса (клейковина 15,30 %, белок 11,50 %). Таким образом, использование биологического азота бобовых культур последующими культурами оказало существенное влияние на технологические качества зерна.

9. Расчет экономической эффективности использования биологического азота, накопленного корневыми системами бобовых культур, показал, что можно сократить затраты на применение азотных удобрений в расчете на 1 га посева от 3 до 8 тысяч тенге, или можно дополнительно получить от 9 до 15 ц/га зерна яровой пшеницы, или за счет улучшения тех?толгог»тчгеских каче-ст? ?еша повысить его реализационную стоимость до 1400 - 1500 тенге.

Рекомендации производству

1. Применять перед посевом бобовых культур инокуляцию семян используя штаммы: для нута -530, гороха-261 б, эспарцета-320, люцерна-425, что обеспечит накопление биологического азота зернобобовыми культурами от 30 до 130 кг/га, многолетними бобовыми травами от 30 до 210 кг/га, в том числе за счет симбио-тической фиксации от 10 до 60 кг/га , что в сравнении со злаковыми культурами выше в 3-5 раз.

2. Эффективность симбиотической деятельности клубеньковых бактерий при инокуляции повышается при естественном увлажнении на 10-15 %, при посеве бобовых культур по фону фосфорных удобрений на поливе на 15-30 %, применение азотных удобрений на посевах инокулировнными семенами нецелесообразно.

3. Применение инокуляции семян бобовых в условиях естественного увлажнения обеспечивает накопления такого количества биологического азота в расчете на гектар, которое соответствует 75 кг аммиачной селитры, позволяя получить дополнительное количество продукции зерна от 9 до 15 ц/га.

4. После бобовых культур, обработанных нитрагином, целесообразно размещать яровую пшеницу, что обеспечивает повышение технологических качеств зерна до уровня 1 класса.

5. Применение инокуляции бобовых культур обеспечивает не только повышение урожайности и снижение затрат на приобретение минеральных удобрений, но и исключает загрязнение окружающей среды и способствует получению экологически чистой продукции.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Влияние инокуляции и удобрений на накопление биологического азот корневыми системами бобовых культур при орошении и без орошения// Вестни сельскохозяйственной науки ААУ. г. Акмола. -1995 - № 4, с. 61-62.

2. Особенности накопления биологического азота бобовыми культурами пр различных условиях питания и инокуляции в сухостепной зоне Акмолинской о С ласти// Материалы Международной научно-практической конференции "Аграрна наука на рубеже веков", посвященная 40-летию Акмолинского аграрного универ ситета им. С. Сейфуллина,- г. Акмола- 1997 - том. 3 - с. 21(в соавторстве).

3. Особенности накопления биологического азота кормовыми культурам: при инокуляции семян бобовых культур и внесении минеральных удобрений в су хостепной зоне Северного Казахстана. // Вестник сельскохозяйственной наую ААУ. - Акмола. - 1998 - № 10 - с. 56-61. (в соавторстве).

4. Влияние биологического азота, накапливаемого корневыми системам) однолетних культур на урижайшнаь и качество зерна последующей куль туры - яровой пшеницы. // Вестник сельскохозяйственной науки ААУ. Акмола. - 1998 - № 10 - с. 75 (в соавторстве).

Туй1н

Ауыл шаруашылыгы гылымнык кандидаты 06.01.09 мамандыры бойынша рылыми атагын алуга арналган диссертация "Солтус™ Казак,станнын куррак, даласында буршак, дакылдарынын табиги ылгалдану жэне суландыру жаедайында, минерад_ды тынайтк,ыштар аясында тукымдарын инокуляциялаганда ежмд1 калыптастыру ерек^ ujeniKrepi жэне онын, жаздык, бидай GHiMflinirine типзетш кей^нп ecepi"

Диссертациялык, жумыста буршак, дак,ылдарынык биологиялык. азотты жинауынык сондык, керсеткштерш зерттеу мэселелер1 жэне онын жаздык, бидайдын ен|'мд!лт мен сапасына тилзетш кей!нп acepi мазмундалган, сондай-ак, жиналган биологиялык, азоттык минералды тынайтк,ыштын азотымен салыстыра отырып эконом икал ык, TMiMfliniri есептел inren.

Summary

This thesis is written for agricultural sciences candidate's degree by speciality 06.01.09 "Peculiarities of bean cultivation crop formation depending on the accumulation of biolocical nitrogen in seeds' genoculation on mineral fertilizer background in natural moistening and watering and influence on the crop capacity and quality of spring wheat crops grain in dry and stepp zone of the Northern Kazakhstan".

In this paper the questions of quantity indexes studying of biological nitrogen accumulation by bean cultivations and its influence on the crop capacity and quality of spring wheat crops were reported as well as the calculation of economical effectiveness of biological nitrogen accumulation in comparison with nitrogen of mineral fertilizers was performed.

Сдано в набор 22.05.98 г. Заказ №

Тираж

Усл. п.л. /,<?

© Типография Акмолинского аграрного университета им. С.Сейфуллина, 1998 г. 473011, г.Астана, пр.Победы, 116.