Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность и качество люпина при использовании удобрений и биопрепаратов на радиоактивно загрязненной супесчаной почве

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность и качество люпина при использовании удобрений и биопрепаратов на радиоактивно загрязненной супесчаной почве"

На правах рукописи

РГБ ОД

НЕСТЕРОВ Ияш) Александрович

Продуктивность и качество люпина при использовании удобрений и биопрепаратов на радиоактивно загрязненной супесчаной почве

Специальность 06.01.04 «Агрохимия»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва-2000

Работа выполнена на Нозозыбковской опытной станции Всероссийского научно-исследовательского института удобрений и агро-почвоведения им. Д.Н.Прянишникова в 1995-1999 гг.

Официальные оппоненты- доктор сельскохозяйственных наук

Защита состоится « 22 » марта 2000 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.120.05.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте информатизации агрономии и экологии (ВНИИ «Лгроэкоинформ»),

Адрес: 143013, Московская область, Одинцовский район, п. Немчи-новка- 1, ул. Агрохимиков, д.6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан « 21 » февралях 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А.С.Мерзликин

Научные руководители- доктор сельскохозяйственных наук

профессор А.А.Завалин, кандидат сельскохозяйственных наук Ф.В.Моисеенко.

профессор В.Е.Явтушенко, кандидат биологических наук ГАХрафская

Ведущее предприятие

Центральный институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО)

1. Общая гарактермсткка работы

Актуальность. Создание устойчивого потенциала отечественного земледелия может быть достигнуто только при соблюдении научно-обосновапой тех1»ологии возделывания сельскохозяйственных .культур. Одним из важнейших элементе-! ее япляется использование удобрений. Однако резкое снижение объемов их применения не позволяет решить поставленные проблемы. Важнейшим источников снабжения растений азотом яиляет-ся азот, фиксированный клубеньковыми бактериями » симбиозе с бобовыми культурами. Люпин хях азотфиксирующая культура, возделываемая на песчаных почках служит важнейшим фактором повышения их плодородия. Однако в результате Чернобыльской аварии значительные территории подверглись радиационному загрязнению, что исключило возделывание бобовых на таких почвах, поскольку культуры семейства бобовых способны, наряду с их положительной ролью, накапливать в биомассе радионуклиды. Люпин в качестве высокобелковой культур!»! широко используется на корм животным, вместе с тем повышенное .накопление цезия-137 исключает его использование для корма. В этой связи поиск путей снижения накопления радионуклидов в растениях является важнейшей задачей для обеспечения животноводства кормами и возращения люпина как удобрительной культуры песчаных ночи.

Цели и задачи исследований. Основной целью работы являлось научное обоснование приемов, обеспечивающих получение зеленой массы люпина, отвечающей нормативным требованиям по содержанию радионуклидом и повышение роли люпина в обогащении почвы биологичес::км азотом. Для этого предусматривалось решение следующих задач:

1 .Изучить влияние доз и форм калийных удобрений на продуктивность люпина в зависимости от уровня плодородия супесчаной почвы.

2. Установить действие инокуляции семян ризобюич.нымн н ризо-сферными штаммами азотфиксмрующих микроорганизмов на урожайность люпина.

3. Исследовать влияние условий минерального питания на биохимический состав растений люпина и накопление в урожае радионуклидов.

4. Определит!, воздействие калийных удобрений и инокуляции на азотфиксирующую способность люпина в условиях радиоактивно загояз-пенной почвы.

Научная !!ояи.и!я. На загрязненной радио!1ухлидами по"<>с показаны закономерности формирования величины и кпчесгаа урожайности зеленой массы синего люпина при использовании различных доз и форм калийных удобрений. Установлено, та4» при использовании калимагнезия обеспечиваются лучшие условия для формирования урокяя растений. При внесении калнмагнезмя в зеленой массе снижается содержание цезия-137, создаются благоприятные условия д.'¡я азотфиксирующей способности люпина. Все это

дает основание считать калий и магний важнейшими элементами для люпина в экстремальных условиях.

На загрязненной почве выявлено положительное действие новых штаммов азотфиксирующих диазотрофов на продуктивность люпина, при бинарной инокуляции ризосферным и ризобиальными штаммами микроорганизмов тормозится поступление в растения радиоцезия.

Практическая значимость. Для супесчаной почвы, загрязненной радионуклидами, обоснованы агрохимические и биологические приемы, обеспечивающие возможность выращивания люпина на зеленую массу, соответствующую санитарным нормам. Это достигается внесением калимаг-незия в доз 90-120 кг/га, а доза калия хлористого должна быть не менее 150 кг/га. Внесение этих доз обеспечивает возмещение выноса калия с урожаем люпина. За счет инокуляции семян люпина новыми штаммами микрорга-низмов также снижается поступление радионуклидов в растения. Использование этих приемов позволит выращивать люпин на радиоактивно загрязненных почвах и возродить роль этой культуры в обогащении ее биологическим азотом.

Апробация работы м публикации. Основные результаты исследований апробированы на конференциях аспирантов, докторантов и соискателей ВИУЛ (1998, 1999 гг.) и опубликованы в 3 работах.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 145 страницах, включает введение, обзор литературы, четыре экспериментальные главы, выводы и практические предложения, содержит 47 таблиц, 10 таблиц приведены в приложении. Список использованной литературы включает 144 наименований, в том числе 35 на иностранных языках.

2. Условия и методика проведении исследований

Исследования проводились в Новызыбковской опытной станции ВИУЛ на дерново-подзолистой супесчаной почве с глубоким залеганием песка. Изучение доз и форм калийных удобрений на продуктивность синего узколистного люпина copra Брянский 123 выполнялись в 1995-1997 гг. на части делянок многолетнего стационарного опыта, где в результате длительного использования различных доз минеральных удобрений (фон 1: pHkcl 4,5-4,6, гумус (по Тюрину) 1,86-1,92%, P2Oj (по Кирсанову) 364-370 мг/кг, К20 (по Кирсанову)- 76-80 мг/кг) и на контроле без удобрений (фон 2: : pl líccl 4,345, гумус (по Тюрину) 1,26-1,30%, Р205 (по Кирсанову) 230-248 мг/кг, К20 (по Кирсанову)- 32-33 мг/кг) сформировались различные уровни плодородия почвы. На эт их фонах при внесении Р90 изучали возрастающие от 0 до 1 НО кг/га дозы хлористого калия (Кх) и калимагнезия (К мд). В качество фосфорного удобрения использовали двойной суперфосфат (Рсд). Азотное удобрение не применяли. Перед посевом семена люпина не иноку-лировали. Влияние инокуляции семян на продуктивность желтого люпина

Дружный проводили на дерново-подзолистой песчаной среднеокультурен-ной почве, имеющей реакцию среды близкую к нейтральной ( рН'<с] 5,5-5,6, гумус (по Тюрину) 1,35%, Р;Оч (по Кирсаиопу) 350-360 мг/кг, К20 (по Кирсанову)- 90-92 мг/кг) и на контроле без удобрений (([юн 2: : рН!сс!, высокую обеспеченность подвижным фосфором и среднюю калием.

Инокуляцию семян люпина проводили в день посева биопрепаратами, изготовленными на основе ахти иных штаммов азогфихсируюгцих микроорганизмов. 15 качестве симбиошческих клубеньковых бакгерий использовали микроорганизмы, относящиеся к виду ВгадугЫгоЫигп яр.(1мртт), вызывающие образование клубеньков у люпина. Важным условием эффехтиино-го применения азотфнксирующих бактерий является комплексная инокуляция растений (Воробейков, 1998). Г.? ризосфер растений разпипяягся с .'южные ноиудоции микроорганизмов, которые более устойчивы к неблагоприятным условиям среды, чем отдаленнее группы микроорганизмов (Кожемя-ков, Хотямонич, 1997). Наблюдаемый в природе тот или иной микробиологический процесс является не суммой деятельности отдельных »идол микроорганизмов, а результатом их взаимодействия. Сложные взаимоотношения формируются у клубеньковых бактерий с ризосферной микрофлорой, в качестве которого использовали препарат ассоциативных азотфиксаторов-мизорин, созданный наоснопе штамма, относящегося к роду АгЛгоЬаЫег (Л. Мгюгепя, штамм 7). В I г торфяного препарата, созданного на основе вышеназванных штаммов, содержится 8-10 млрд активных клегок микроорганизмов. Роль инокуляции изучали при внесении Рсд и К х, а так же без них.

Радиационный фон загрязнения участки в обоих опытах 2300-3000 бк/кг, загрязненность почвы 137 цезием в результате Чернобыльской катастрофы составляет 22 Ки/км* , что относится к 3 группе (15-40 Хи/км2). В Брянской области такой уровень загрязнения имеют 97,5 тыс га, в том числе 55 тыс га пашни и 42,5 тыс га пастбищ (Воробьев, 1999). В Нокозыбковском районе к третьей группе загрязнения на 1993 г. относилось I 5 тыс га, что в 2 раза меньше, чем было в 1989 г. Выбранный фон радиационного загрязнения в целом отражает региональные особенности территории.

Оба полевых опыта закладывались согласно «Программы и методики исследований л географической сети полевых опытов по комплексному применению средств химизации в земледелии» (М., ] 990). Агротехника возделывания люпина общепринятая в регионе, предшественник- яровые зерновые. В обоих опытах общая площадь делянки 66 м2, учетная - на зеленую массу в опыте 1- 22 м\ во 2 опыте 3,5 м", на семена ко втором опыте 10 м*. Повторноеть опыта 1-трехкратная, опыта 2- четырехкратная.

Метеорологические условия в годы проведения опытов существенно различались между собой и от среднемноголстних значений. В период посева люпина, третья декада апреля в 1995, 1996 и 199Я гг. была значительно теплее обычного, в 1997 г. - намного холоднее. Во все годы исследо-

ваний в 3 декаде апреля осадков выпало меньше среднемноголеггней нормы. Хорошие условия увлажнения в мае были только в 1995 и 1998 гг., а 1 и 2 декады 19% и 1997 тт. были засушливыми (ГТК= 0,4-0,7), так как осадков Выпало меньше нормы, а температура была выше среднемноголетнего значения. Третья декада мая во все четыре года исследований характеризовались хорошей водообсспеченностью (ГТК> 1). В июне 1995 г. в течение всего месяца, в 2 и 3 декады в 1996 гг. и 3 декаду 1998 г. недоставало атмосферных осадков. В июле за 3 первых года исследований по 2 декады характеризовались сильно засушливыми, в июле 1995 г.- в течение всего месяца испытывался сильный дефицит осадков. В 1998 г. резко недоставало атмосферных осадков с 20 по 31 июля. В этих условиях, когда испытывался недостаток атмосферных осадков в период интенсивного роста и развития растений, люпин обоих сортов не реализовал потенциальных возможностей.

Во время налива семян август по температуре воздуха в оба года исследований (1997 и 1998) был близким к среднемноголетним значениям, однако испытывался дефицит атмосферных осадков в 1997 г. Вместе с тем, резкие колебания увлажнения в начале вегетационного периода 1998 г. не позволили сформировать урожайность семян, которая была существенно меньше по сравнению с 1997 г.

Агрохимические исследования почвы выполнялись в соответствии с принятыми методами (Агрохимические методы исследования почв, 1975, Ягодин и др., 1989). Агрохимические, физиолош-биохимические и радиологические исследования растений выполнялись по сответствующим методикам (Ягодин и др., 1989, Третьяков, 1990, Алексахин и др., 1992).

Накопление корневых и пожнивных остатков и биологического азота в почве- по Е.П.Трепачсву и М.С.Ягодиной (1991).

Статистическую обработку данных проводили по программе STAT, разработанной в ВИУА.

3. Продуктивность люпина в зависимости от условий минерального питания

Во все годы проведения полевого опыта применение под люпин калийных удобрений в дозе 90 кг/га способствует увеличению сбора зеленой массы, как на фоне ранее удобрявшейся почвы, так и не получающей их в течение длительного времени. При этом более высокая эффективность калийного удобрения получена при внесении под люпин калимагнезия. Уровень плодородия почвы является определяющим в эффективности обеих форм удобрений: на более плодородной почве прибавки несколько больше, чем на неудобрявшейся длительное время. На плодородной почве продуктивность люпина существенно больше (табл.1).

В условиях благоприятного года инокуляция семян желтого люпина клубеньковыми бактериями обеспечивает достоверное увеличение сбора зеле-

Таблица I. Влияние форм и доз калийных удобрений на урожайность _зеленой массы люпина, т/га_

Вариант Фон 1 Фон 2

Годы Годы

1995 1996 1997 1995 Г 1996 1997 13,8

1 .Без удобрений 23,5 15,0 21,8 15,7 12,0

2.Р90 123,0 П4,6 23,2 18,0 12,2 16,6

З.К90 (Кх) 29,0 17,5 27,8 21,0 14,9 18.8 20,0

4.К90 (Кмд) 33,0 18,8 31,0 23,6 16,8

5.Р90К90 (Кх) 29,1 17,0 26,9_ 22,7 15,5 17,1

6. Р90К90 (Кмд) 7. Р90К120 (Кх) 33,2 19,2 28,0 22,5 25.3 17",4 18,7

2 Я,4 17,7 22,4 16,2 18,9

X. Р90К120 (Кмд)_, 32,5 ¡9,8 23,3 26,0 Г1 19,4

9.1>90К150 (Кх) 27,0 17,1 22,3 23,0 16,2 ' Г~17,4

10.Р90К150 (Кмд) 11.Р90К180 (Кх) 29,8_| 19,(П _23,3 23,0 25,1 18, Г 18,7

26,5 16,5 20,0-1 15,4 _19,8

12.Р901С180 (Кмд) 29,5 18,4 25,0 Т) 15,9 19,3

Р,% 3,6 4,9 4Д

НСР общ.,т/га 2,3 2,5

НС1> фон, т/га 0,7 0,7 0,7

1 !С1' у добр., т/га 1,6 1,7

ной массы и семян при посеве культуры на фоне без внесения РК- удобрений (табл. 2). На том же фоне бинарная инокуляция штаммами 363а и 367а совместно с мизорином увеличивает продуктивность люпина. Внесение под люпин РК-удобрений повышает сбор пеленой массы и семян люпина, посев на этом фоне инокулирояанными семенами (все ризобиальные штаммы и мизорин) обеспечивают рост урожайности культуры. При использовании ризобиального и ризсюфериого препаратов изменений продукткпно-сти люпина по сравнению с одинарной инокуляцией не происходит, то есть, действие двух различных диазото(]>ов проявляется только без внесения под люпин фосфорного и калийного удобрений. Наиболее г>ффективными под люпин для условий песчаных почв являются штаммы 367а и 375;», как на фоне без удобрений, так и при их внесении. На фоне без удобрении положительно проявляется эффективность бинарной инокуляции штаммом 375а+мизорин.

В неблагоприятный по погодным условиям год инокуляция семян ри-зобиальными препаратами проявляется только на сборе зеленой массы, при этом наиболее г^ффектинными являются штаммы 363а и 375а, при бинарной

инокуляции штаммом 375а+мизорин получен максимальный сбор зеленой массы люпина- 21,9 т/га. При недостатке атмосферных осадкой инокулянты не оказывают влияния на семенную продуктивность люпина.

Таблица 2. Влияние биопрепаратов на урожайность зеленой массы и _семян люпина, т/га_

Вариант Зеленая масса Семена

1997 г. 1998 г. 1997 г. 1998 г.

Без удобрений- фон 1 (Ф1) 35,5 14,4 1,99 0,51

Ф 1+шт.363а 38,7 16,9 2,53 0,63

Ф 1+шт.367а 40,1 14,8 2,31 0,60

Ф1+шт.375а 45,4 16,2 2,51 0,45

Ф1 +мизорин 40,5 14,5 1,99 0,44

Ф 1+шт.363а+мизорин 42,0 14,4 2,57 0,44

Ф 1+шт.367а+мизорш[ 44,1 13,0 2,74 0,56

Ф 1+пгг.375а+мизорин 45,7 21,9 2,67 0,54

Р60К90-фон 2 (Ф2) 37,2 11,8 2,11 0,54

Ф 2+шг.363а 46,2 15,3 2,56 0,46

Ф 2+шт367а 51,6 18,2 2,40 0,44

Ф2+шт.375а 50,5 16,2 2,70 0,46

Ф2+мизорин 46,6 15,8 2,56 0,50

Ф 2+шт.363а+мизорин 47,4 16,1 2,45 0,46

Ф 2+игг.367а+мторин 44,4 14,4 2,69 0,46

Ф 2+1ИГ.375а+мизорШ1 45,4 18,5 2,89 0,54

Р,% 4,2 2,3 3,7 2,3

НСР, т/га 3,7 1,0 0,10 0,14

В благоприятный для люпина год возрастание сбора соломы происходит при улучшении фосфорного и калийного питания растений, а также при инокуляции семян штаммом 363а и при сочетании ризобиального и ассоциативного препаратов. На фоне без удобрений положительных эффект отмечается от всех изучаемых штаммов, на фоне РК- только при сочетании 367а+мизорин и 375а+мизорин. В неблагоприятный год условия минерального питания и изучаемые штаммы микроорганизмов влияния на сбор соломы не оказали. Инокуляция семян в благоприятный год обеспечивает тенденцию к повышению в общебиологическом урожае доли семян.

4. Биохимический состав растений люпина и накопление радионуклидов в зависимости от условий минерального питания

В опыте по изучению доз и форм калийных удобрений установлено, что содержание сырого белка в зеленой массе люпина в зависимости от

внешних условий изменяется от 14,6 до 21,0 %, минимальное его количество накапливается без применения минеральных удобрений и при низком естественном плодородии почвы. При внесении под люпин хлористого калия и калимагнезия отмечается тенденция к возрастанию белковости зеленой массы люпина до 19,5-21,0%, при этом формы калийного удобрения и их дозы на этот показатель существенного влияния не оказывают (табл. 3).

Таблица 3. Влияние доз и форм калийных удобрений на содержание

сырого белка а зеленой массе люпина, % на сух. в-во

Фон ! Фон 2

Вариант Годы Годы

1995 1996_] 1997 Сред. 1995 19% 1997

I .Без_удобрений 17,3 20,1 16,1 17,9 15,3 19,5 17,7 17.9

2.Р90 16,6 20,6 14,6 17,2 14,6 19,2 17,4 17,1'

З.К90 (Юс) 17.iT] 20,3 Т ! 5,6 17,7_, 46,5^ р20,3 18,8 Г!8,5

4.К90 (Кмд) ¡7,6 ¡9,3^ 15,8 17,6 р 7,6 ! 20,4 18,4 ! 8,8 |

5.Р90К90 (Юс) М г~19,9~1 1б,9~ 18,4 16,! ,20,1 ! 18,7 18,31

6. Р90К90 (Кмд) 48,6 19,б"1 4 7/Г 18,4 17,9 19,71 18,0 ! 18,6 |

7. Р90К120 (Кх) 19,4 '~2 \ , 0 16,5 19,0 16,1 20,4 18,6 ! 18,4

X. Р90К120 (Кмд) П20Л [20,9 6,5 Ц9,2 1 18,6 119,8 18,1 18,8

9. Р90К150 (Кх) 49,6 46,0 18/Р 4.6,6 ^20,9"^ 18,0 18,51

10.Р90К150 (Кмд) 19,9" Г 19,9_ 116,6 IX,Я 18,3 16,1 17,8 18,6

11.Р90К180 (Кх) 19,3 15,8 ,18,0 16,1 20,1 118,5-4 1«,2

12.Р90К180 (Кмд) 19,9 20,1 16,7 18,6 18.4 19,7 17,9 18,7

Содержание хлорофилла в листьях синего люпина изменяется от 61 до 140 мг/100 г в зависимости от условий выращивания. Оно возрастает при внесении под люпин калимагнезия на обоих фонах почвенного плодородия. Концентрация хлорофиллла в листьях больше при выращивании растений на более плодородной почве но сравнению с почвой, неудоб-рявшейся длительное время. При внесении <|к>е<|юрного и калийных удобрений, независимо от форм и доз, в люпине происходит увеличение концентрации каротина с 8,7-9,1 до 13,0-13,7 мг/100 г. На мочве, длительное время не получавшей удобрений, концентрация каротина в листьях несколько меньше, чем на ранее удобрявшейся.

В зеленой массе растений, вырнценных на плодородной почве, имеет место тенденция к возрастанию накопления витамина С. Примените под люпин калимагнезия обеспечивает некоторое повышение накопления аскорбиновой кислоты но сравнению с хлористым калием.

Содержание клетчатки в зеленой массе люпина изменяется в пределах 19-21%, условия минерального питания растений, фон плодородия почвы и погодные условия слабо влияют на ттт биохимический показатель.

Концентрация фосфора в зеленой массе люпина возрастает при внесении фосфорного удобрения, дозы и формы калийных удобрений на этот показатель не действуют.

Накопление калия в зеленой массе люпина зависит от уровня плодородия почвы, доз вносимых удобрений и погодных условий вегетационного периода. Концентрация калия в растениях возрастает при недостатке атмосферных осадков, причем более четко это выявлено для почвы, длительное время неудобрявшейся. С возрастанием доз калийных удобрений, независимо от формы, в растениях повышается накопление К20, более чегко это выражено на менее плодородной почве.

На почве, характеризующимся достаточным содержанием подвижных форм элементов питания, в зеленой массе люпина не происходит накопления ,37Ся выше контрольного уровня для зеленого корма (табл. 4), тогда как

Таблица 4. Содержание137 Ся в зеленой массе люпина, Бк/кг сырой

массы

Фон 1 Фон 2

Вариант Годы Годы

1995 1996 1997 Сред. 1995 г 1996 1997 Сред.

1 .Без удобрений 264 144 146 185 478 312 212 434

2.Р90 314 163 176 218 516 380 391 429

З.К90 (Кх) 220 144 66 143 389 210 315 304

4.К90 (Кмд) 201 122 60 110 1360 175 279 271

5.Р90К90 (Кх) 215 136 84 145 4391 252 315 336

6. Р90К90 (Кмд) 187 87 83 119 403 245 зоТ1 315

7. Р90К120 (Кх) 183 94 85 121 401 213 283 299

8. Р90К120 (Кмд) 165 86 71 107 37<П 203 265 281

9. Р90К150 (Кх) 163 юз~1 65 110 368 176 215 253

10.Р90К150 (Кмд) 151 93 77 107 354 174 227 252

11.Р90К180 (Кх) 146 94 66 102 290 123 252 222

12.Р90К180 (Кмд) 144 91 51 95 297 132 234 221

на почве с низким уровнем плодородия корм, соответствующий контрольному уровню может быть получен только при внесении под люпин калийных удобрений в дозах не менее 90-150 кг/га. Применение калимагнезия в большей степени снижает концентрацию радионуклида в зеленом корме

Коэффициент накопления (КН) Сб в зеленой массе люпина в два раза меньше на почве, удобрявшейся длительное время. Применение под люпин одного фосфорного удобрения увеличивает КН. На фоне Р90 КН начинает снижаться при внесении калийных удобрений в дозе К90. С возрастанием доз калийных удобрений значение коэффициента накопления радионуклида в растениях уменьшается и на более бедной почве его сниже-

и

ние достигает до полутора раз (с 0,12 до 0,08-0,07), а на более плодородной-с 0,06 до 0,01.

На почве, имеющей более высокие агрохимические показатели в сухой массе люпина содержание радиоактивною цезия ниже кентро.'гьного уровня может быть получено только при внесении калийных удобрений в дозе не менее 150 кг/га в форме хлористого калия и 120 кг/га з (|>орме кали-магнезия. Однако, использование этих удобрений не во «се годы обеспечивает получение продукции, отвечающей санитарным правилам. При внесении под люпин калийных удобрений в возрастающих дозах коэффициент накопления радиоактивного цезия в сухой массе люпина снижается на плодородной почве п среднем с 0,35 до 0,22 и с 0,72 до 0,40 на менее плодородной. При использовании под люпин калимагнезия снижение КН более выражено по сравнению с хлористым калием.

В сухой массе люпина накопление 40К зависит от уровня плодородия почвы, года проведения исследований и доз и <?юрм удобрений. 13 неблагоприятный год на неплодородной почве в растениях возрастает содержание

при внесении калийных удобрений, при этом, имела место тенденция к его возрастанию при внесении хлористого калия.

При инокуляции семян ризобиальнымм штаммами и бинарной инокуляции (штамм 375а + мизорин) в зеленой массе люпина возрастает содержание сырого белка фоне без внесения фосфорного и калийного удобрений. На фоне с их внесением место тенденция к возрастанию содержания сырого белка в зеленой массе при использовании штамма 375а и мнзорина, а также при всех сочетаниях ассоциативного инокулянта с ризобиальными.

Содержанке фосфора в зеленой массе желтого люпина повышается при внесении Р-удобрения с 0,37-0,40 до 0,47-0,49 %, шюкулмнты не оказывали достоверного влияния на его концентрацию в растениях. Содержание калия в зеленой массе люпина мало зависит от инокуляции семян биопрепаратами, однако при внесении калийного удобрения оно возрастало с 1,0 до 1,20-1,20 %. Содержание хальция и магния зеленой массе не изменяется от инокуляции семян люпина и составляет 1,70-1,90 % СаО и 0,25-0,28 % МЙО.

При инокуляции люпина содержание сырого белка в урожае семян несколько снижалось вследствие ростовою разбавления на (Ьоне без РК-удобрений, при их внесении отмеченная тенденция сохранялась, однако за счет бинарной инокуляции штаммом 375а Ннпорин семена люпина накапливали несколько больше сырого белка, чем по фону РХ\ Инокуляция на отразилась на концентрации фосфора и калия » семенах люпина, содержание которых составляло соответственно 2,50-2,70% и 1,10-1,25%.

При сочетании штамма 375а+ мизорин в зеленой массе люпина снижается накопление цезия-137 на фоне без внесения РХ-удобрений. При внесении под люпин РК-удобрений накопление радионуклида » зеленой

массе уменьшается, этом фоне использование для инокуляции отдельно ри-зобиального штамма 363а, а также при сочетании штамма 367а+мизорин в зеленой массе люпина снижается содержание цезия-137 и коэффициент его накопления составляет 0,35-0,37 (табл. 5).

Таблица 5. Влияние биопрепаратов на накопление 137 Сх

зеленой массе люпина

Вариант Бк/кг Коэффициент накопления

абс. сух. в-ва <КН)

1997г. 1998г. Сред. 1997г. 1998г. Сред.

Без удобр.-фон 1 (Ф1) 1125 2650 1887 0,44 0,78 0,61

Ф 1+шт.363а 1273 2039 1656 0,53 0,86 0,70

Ф 1+шт.367а 1402 2243 1822 0,52 0,86 0,69

Ф1+шт.375а 1658 1991 1824 0,64 0,80 0,72

Ф1+мизорин 1985 2219 _2102 0,77 0,85 0,81

Ф 1+шт.363а+мизорин 1828 1731 1779 0,68 0,82 Г 0,75

Ф 1+шт.367а+мизорин 1455 2017 1736 0,50 0,80 0,65

Ф 1 +шт.375а+мизорин 1317 1892 1604 0,43 0,63 0,53

Р60К90-фон 2 (Ф2) 997 1793 1393 0,33 0,52 0,42

Ф 2+шт.363а 693 1250 971 0,25 0,45 0,35

Ф 2+нгг.367а 1314 1441 1377 0,49 0,71 0,60

Ф2+шт.375а 1298 1288 1293 0,41 0,70 0,55

Ф2+мизооин 1116 1255 1185 0,35 0,60 0,47

Ф 2+шт.ЗбЗа+мизорин 1263 1500 1381 0,46 0,72 0,59

Ф 2+шт.367а+миэорин 715 1240 977 0,28 0,46 0,37

Ф 2+шт.375а+мизорин 1081 1549 1315 0,42 0,60 0,51

Инокуляция семенного материала штаммом 375а+мизорин на фоне без удобрений и всеми биопрепаратами на фоне РК-удобрений снижала накопление цезия-137 в семенах. В соломе люпина как на фоне РК, так и без удобрений за счет использования биопрепаратов отмечается снижение накопления радиоцезия, при этом меньшее его количество было по штамму 363а, а также при сочетании с мизорином штаммов 363а и 367а.

5. Влияние условий минерального питания на вынос урожаем элементов иктлимк и азотфиксирукнцую способность люпина

Вынос азота с урожаем зеленой массы синего люпина возрастает на 25-30% при выращивании культуры на более плодородной почве, он больше при использовании калимагнезия и снижается, не зависимо от условий минерального питания, в неблагоприятный по погодным условиям год. Вынос фосфора с урожаем зеленой массы синего люпина также зависит от погод-

пых условий вегетационного периода и форм вносимого калийного удобрения. При использовании калимагпезия он имеет тенденцию к возрастанию. Размеры выноса фосгЬора с урожаем при применении под люпин фосфорного удобрения в меньшей степени определяются условиями исходного почвенного плодородия.

На более плодородной почве вынос калия с урожаем зеленой массы синего люпина на 30-40% больше, чем на менее плодородной. При »несении под люпин возрастающих доз калийных удобрений повышается отчуждение с урожаем этого элемента, при использовании калимагпезия вынос больше по сравнению с хлористым калием.

Коэффициент использования растениями калия удобрений на почве, длительное время не получавшей удобрений существенно меньше, чем на удобрявшейся. При неблагоприятных погодных условиях в период вегетации растений использование растениями калия из удобрений значительно меньше вследствие формирования более низкого урожая зеленой массы. Максимальное использование калия растениями происходит при внесении под люпин К90 в форме калимагпезия как на 'фоне ранее удобрявшейся почвы (68%), так и на почве длительное время не получавшей их (43%). При внесении калийных удобрений в дозе 120 кг/га коэффициент использования калия растениями снижается на плодородной почве до 44% по Кмд и сохраняется таким же на почве длительное время используемой без внесения удобрении. Применение на последней почве под люпин Кх в дозе 150 хг/га растениями использовалось только 2Х% калил удобрения.

В опыте по изучению инокуляции люпина установлено, что вынос с урожаем зеленой массы основных элементов минерального питания растений определялся погодными условиями вегетационного периода и применяемыми инокулянгами

На фоне без удобрений вынос азота повышался при использовании штамма 375а, как отдельно, так и я сочетании с мизорином, и при инокуляции штаммом ЗбЗа+мизоркн. Максимальный вынос фосфора с урожаем зеленой массы отмечен при инокуляции семян ризобиальными штаммами, а также при сочетании 363а с мизорином. При инокуляции, в результате повышения продуктивности культуры, с зеленой массой люпина вынос калия также возрастал, при этом наибольшие значения получены по всем препаратам, бинарная инокуляция не имела существенных преимуществ по сравнению с одинарной.

Вынос азота урожаем семян и соломы на фоне без удобрений от инокуляции возрастал с 222 кг/га до 324 кг/га а оптимальный год и с 94 до 109 кг/га в неблагоприятный. Он несколько больше при использовании штамма 375а и при бинарной инокуляции штаммом 367а+мизорин и штаммом 375а+мизорин.

Применение для инокуляции штамма 363а и 367а как отдельно, так и совместно с мизорином на фоне без РК-удобрений в благоприятный год способствовует возрастанию оттока азота из вегетативной массы в зерно, а на фоне с внесением фосфорного и калийного удобрений отмеченная выше тенденция имела место только при использовании штамма 375а+ мизори.

Отчуждение с урожаем семян и соломы фосфора в благоприятный год составляет от 75 до 112 кг/га, в неблагоприятный от 26 до 39 кг/га, калия соответственно от 132 - 222 и 70-93 кг/га. Вынос этих элементов повышается при внесении РК-удобрений, а также при инокуляции семян.

Коэффициент азотфиксации у обоих сортов люпина в значительной степени зависит от погодных условий вегетационного периода: 60-70% у синего и 85-90% у же л го го в благоприятный год и соответственно 30-40% и 60-70% в неблагоприятный. На менее плодородной почве коэффициент азотфиксации у люпина синего, независимо от погодных условиях, снижался по сравнению с аналогичным показателем для более плодородной почвы. Внесение под люпин Кмд способствует возрастанию коэффициента азотфиксации на 5-8% по сравнению с хлористым калием (табл. 6)

Таблица 6. Коэффициент азотфиксации люпина синего, %

Вариант Фон 1 Фон 2

Годы Годы

1995г. 199« г. 1997 г. средн. 1995г. 199« г. 1997 г. Средн.

1 .Без удобрений 60 29 49 46 33 14 29 25

2.Р90 57 29 47 44 39 19 39 32

З.К90 (Кх) 67 43 59 56 54 36 51 47

4.К90 (Кмд) 72 45 63 60 62 43 53 53

5.Р90К90 (Кх) 69 38 61 53 56 31 45 44

6. Р90К90 (Кмд) 74 45 63 61 65 39 50 51

7. Р90К120 (Кх) 71 41 52 55 56 39 51 49

8. Р90К120 (Кмд) 75 47 60 61 67 46 50 54

9. Р90К150 (Кх) 70 37 50 52 59 39 45 48

10.Р90К150 (Кмд) 73 44 54 57 65 35 53 51

11.Р90К180(Кх) 68 34 52 51 51 39 53 48

12.Р90К180 (Кмд) 71 38 38 49 62 41 51 51

Среднее за год 70 40 56 55 58 36 48 47

В благоприятный год от инокуляции ризобиальными штаммами имелась тенденция к повышению доли биологического азота в формировании урожая люпина желтого.

При оптимальных погодных условиях, несмотря на различное абсолютное потребление биологического азота зеленой массой люпина по различным фонам предыдущей удобренности, внесение калийных удобрений

примерно в рапной мере повышало количество симбиотического азота п урожае. В неблагоприятный гол увеличение выноса биологического азота от калийных удобрений было более значимо на менее плодородной почве, что указывает на стабилизирующую роль калия в экстремальных погодных условиях.

Количество биологического азота в урожае желтого люпина повышалось за счет инокуляции от 161 до 249 кг/га в благоприятный год и от 46 до 90 кг/га- в неблагоприятный. При использовании биопрепаратов на основе штамма 375а и 375а t мизорин, не зависимо от РК-фоиа, в общем выносе азога урожаем зеленой массы количество фиксированного азота было наибольшим.

11акопление фиксированного азота в пожнивно-корневых остатках синего люпина в зависимости от условий года, фона почвенного плодородия и доз и форм калийных удобрений изменялось в пределах от 20 до 111 кг/га (табл. 7). Меньше оставалось в почве биологического азота в неблагоприятный для культуры год, а также на почве, на которой длительное время не вносились минеральные и органические удобрения. На более плодородной почве после уборки люпина в почве возрастает накопление биологического азога, больше его оставалось при внесении калимагнезия. Независимо or размеров абсолютного накопления биологического азота « иожшшно-корневых остатках в отдельные годы проведения опыта относительное увеличение к фону Р90 от <|юрм калийных удобрений во все годы было примерно одинаковым, что свидетельствует о роли калия в увеличении биологической фиксации азота и обогащении им почвы.

Таблица 7. Накопление биологического азота в пожншно-____корневых остатках люпина, кг/га________

Фон 1 Фон 2

Вариант Годы Годы

1995г. 1996 г. 1V97 г. средн. 1995г. 1996 г. 1997 г. срсрл

1 .Без удобрений 67 _30 48 4S 23 14~' 27 23

2.Р90 60 ' 2!Г 42 43 34 19 38 30

З.К90 (Кх) 81 48 61 63 56 39 55 50

4.К90 (Кмд) ¡94 ^49 68 70 69 48 58 159

5.Г90К90(Кх) 89 40 68 66 58 32 47 46

6. Р90К90 (Кмд) 101 50 71 74 77 41 52 57

7. Р90К120 (Кх) 95 46 52 64 р58П 43 55 52

8. Р90К120 (Кмд) 111 54 62 76 82 51 52 62

9. Р90К150 (Кх) 95 38 49 61 63 43 45 50

I0.P90K150 (Кмд) 102 48 1 56 69 78 36 50 55

! 1 .Р90К1 SO (Кх) 90 36 51 59 50 58 50

12 .Р90К180 (Кмд) 1 94 39 41 58 73 44 ,53 57 J

С пожнивно-корневыми остатками желтого люпина поступление в почву фиксированного азога воздуха в благоприятный год достигает 94-133 кг/га и 51-70 кг/га в неблагоприятный. За счет инокуляции размеры дополнительного поступления биологического азота в почву на фоне без фосфор-но-калийных удобрений в среднем за два года составили от 6 до 29 кг/га, наибольший рост получен от инокуляции штаммом 375а+ мизорин. На фоне Р60К90 увеличение к фону без инокуляции достигало в среднем за два года 5-16 кг/га, при этом наибольшее его поступление происходит при инокуляции штаммом 375а, мизорина и их совместного использования.

Накопление симбиотического азота в фитомассс люпина (зеленая масса и пожнивно-корневые остатки) при неблагоприятных погодных условиях вегетационного периода в 2-2,5 раза меньше, чем в благоприятный. Независимо от исходного уровня плодородия почвы использование калимагнезия обеспечивало большее вовлечение симбиотического азота в фитомассу люпина по сравнению с калием хлористым. При внесении под синий люпин хлористого калия в дозе 120-150 кг/га или калимагнезия в дозе 90-120 кг/га после уборки в почве накапливается в среднем за годы проведения эксперимента от 60 до 75 кг/га (с колебаниями по годам от 50 до 110 кг/га) биологического азота. За счет инокуляции семян желтого люпина ризоби-альным штаммом 375а или этим же штаммом совместно с мизорином после уборки на зеленую массу в почве остается в среднем за годы проведения опыта 90-100 кг/га (с колебаниями по годам от 60 до 130 кг/га) фиксированного азота воздуха.

Согласно норматива затрат азота на получение 1 т зерна и коэффициента использования биологического азота последующей культурой это количество обеспечит получение дополнительного урожая зерна озимой ржи

0.6.0,8 т/га в первом и 0,9-1,0 т/га во втором случае.

ВЫВОДЫ

1. Внесение калийных удобрений на супесчаной почве с глубоким залеганием песка обеспечивает повышение урожайности зеленой массы люпина, при этом действие калимагнезия по эффективности превосходит калий хлористый. На плодородной почве уровень прибавок ог калийных удобрений несколько выше по сравнению с менее плодородной.

2. При инокуляции семян желтого люпина ризобиальными штаммами клубеньковых бактерий не зависимо от внесения РК-удобрений происходит увеличение сбора зеленой массы и семян. Бинарная инокуляция ризоби-альным и ризосферными препаратами положительно проявляется только на фоне без РК-удобрений. Наибольшей эффективностью под люпин

на почве, г де длительное время не выращивалась эта культура, являются штаммы клубеньковых бактерий 367а и 375а. Без применения Р'С-удобрений лучшая э<[н{)екгнвнооть получена от инокуляции штаммом 375а + мизорин. При оптимальных погодных условиях вегетационного периода роль инокулянтов более значима.

3. Содержание сырого белка в зеленой массе синего люпина в зависимости от внешних факторов изменяется от 14,6 до 21,0% (на сухое вещество), меньше его накапливаегся при низком плодородии почвы и без внесения удобрений. При использовании калийных удобрений отмечается тенденция к повышению накоплению сырого белка в зеленой массе люпина.

4. При инокуляции семян ризобиальными штаммами и при бинарной инокуляции (штамм 375а + мизорин) в зеленой массе люпина попытается содержание сырого белка на фоне без удобрений, при внесении РХ белковость зеленой массы выше при использовании штамма 375а и мизори-на как раздельно, так и совместно.

5. При достаточном содержали!! в почзе подвижных форм элементов питания в зеленой массе люпина не накопливается п'С.ч выше контрольного уровня, тогда как на почве с низким уровнем плодородия это достигается только при внесении калийных удобрений в дозах не менее 90-150 кг/га. Применение калимагнезия в большей степени снижает концентрацию радионуклида в зеленой массе. С возрастанием доз калийных удобрений значение коэффициента накопления радионуклида в растениях уменьшается на неплодородной почве до полутора раз, на плодородной- до двух раз.

6. За счет инокуляции штаммом 375а+ мизорин в зеленой массе люпина снижается накопление цезия-337 на фоне без внесения РК-удобрений. При их внесении накопление радионуклида и зеленой массе также уменьшается. Использование па этом (|юне для инокуляции отдельно ри-зобиального штамма 363а, а также при сочетании штамма 367а> мизорин в зеленой массе люпина снижается содержание цезия-137 и коэффициент его накопления составляет 0,35-0,37.

7. Максимальное использование растениями калия из удобрений происходит при внесении под люпин К90 а форме калимагнезия как на фоне ранее удобрявшейся почвы (6Н%), так и на почве длительное время не получавшей их (43%). При возрастании дозы до К120 коэффициент его использования снижается на плодородной почве до 44% по Кмд и сохраняется таким же на почве длительное время используемой без внесения удобрений. Применение на последней почве иод люпин Кх в дозе ¡50 кг/га растениями использовалось только 28%.

8. Коэффициент азотфишщии у обоих сортов люпина в значительной степени зависит от погодных условий вегетационного периода: 60-70% у синего н .45-90% у желтого в благоприятны!! год и соответственно 30-

40% и 60-70% в неблагоприятный. На менее плодородной почве коэффициент азотфикеации у люпина синего, независимо от погодных условиях, снижается по сравнению с аналогичным показателем для плодородной почвы. Внесение под люпин калимашезия способствует возрастанию коэффициента азотфикеации на 5-8% по сравнению с хлористым калием. В благоприятный год от инокуляции ризобиальными штаммами имелась тенденция к повышению доли биологического азота в формировании урожая люпина желтого. 9. При внесении под синий люпин хлористого калия в дозе 120-150 кг/га или калимашезия в дозе 90-120 кг/га после уборки в почве накапливается в среднем за года проведения эксперимента от 60 до 75 кг/m (с колебаниями по годам от 50 до 110 кг/га) биологического азота. За счегг инокуляции семян желгого люпина ризобиальным штаммом 375а или этим же штаммом совместно с мизорином после уборки на зеленую массу в почве остается в среднем за годы проведения опыта 90-100 кг/га (с колебаниями по годам от 60 до 130 кг/га) фиксированного азота воздуха.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

На почве, имеющей высокие агрохимические показатели в сухой массе люпина содержание радиоактивного цезия ниже контрольного уровня может быть получено только при внесении калийных удобрений в дозе не менее 150 кг/га в форме хлористого калия и 120 кг/га в форме калимагне-зии. Однако, использование этих удобрений не во все годы обеспечивает получение продукции, отвечающей санитарным правилам.

В целях возрастания продуктивности люпина, повышения его азот-фиксирующей способности и снижения накопления радионуклидов в растениях эффективным приемом на радиоактивно загрязненной почве рекомендуется инокуляция семян новыми ризобиальными штаммами в сочетании с ризосферными.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Нестеров И А., Белоус НМ., Воробьева ЛА., Моисеенко Ф.В. Влияние форм и доз калийных удобрений на накопление цезия-137 в зеленой массе кормового люпина// Бюллетень ВИУА№ 110. М., 1997. -С.26-27.

2. Моисеенко Ф.В., Белоус 7/jV/., Нестеров И.Л., Воробьева U.A., Козловская H.H. Влияние инокуляции семян на продуктивность и качество зеленой массы желтого люпина// Бюллетень №111. М., 1998. -0.79.

3. Нестеров НА., Моисеенко Ф.В., Воробьева JIA., Козловская Н.П. Влияние форм калийных удобрений на урожайность зеленой массы люпина

узколистного на разных по уровню плодородия дерново-подзолистых песчаных ночвах//Бюллетень № 112. М., 1999. -С.76-77. 4. Нестеров И.А. Влияние калийных удобрений и инокуляции на азотфик-сирующую способность люпина// Бюллетень ВИУЛ Л1» 113. М., 2000 С. 31-32.