Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Реакция различных сортов гороха на аллелопатическую и микробиологическую биостимуляцию семян

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Реакция различных сортов гороха на аллелопатическую и микробиологическую биостимуляцию семян"

0 —Г} ■:

АКАДШЯ АГРАРНЫХ НАУК УКРАИНЫ

УКРАИНСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА, СЕЛЕКЦИИ И ГЕНЕТИКИ имени В Л.ЮРЬЕВА

На правах рукописи

ЩЕПКИНА Татьяна Вадимовна

УДК 635.65:[581.524.1:581.192.7

РЕАКЦИЯ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ГОРОХА НА АЛЛЕЛОПАШЧЕХЖУЮ И ШКРОШОЛОШЧЕСКУЮ ШОСТИМУЛНЩШ СЕМЯН

06.01.05 - селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Харьков - 1992

Работа выполнена в Харьковском ордена Трудового Красного Знамени государственном аграрном университете им. В.В.Докучаева в 1988-1990 гг.

Научный руководитель'- кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Г.Ф.НАУМОВ

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Н.М.ЧЕКАЛИН

кандидат сельскохозяйственнвх наук, старший научный сотрудник П.М.ЧЕКРЫШН

Ведущее предщнятие - Всесоюзный научно-исследовательский институт по зернобобовым и крупяным культурам (г.Орёл) .

Зашита состоится " <?-Г" уРгфх^/У? 1992 специализированного совета К 020.22.01 Украинского ордена Ленина научно-исследовательского института растениеводства, селекции и генетики имени В.Я .Юрьева в 13 часов. 310006, Харьков-60, Московский проспект,142.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Украинского НИИ растениеводства, селекции и генетики им.В.Я .Юрьева.

Автореферат разослан " ¿-9 " ¿¿сД^Ц? 1992 г.

Ваш отзывы и замечания по автореферату в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 310006, г.Харьков-60, Московский проспект,142.

„- . - „___года на заседании

Ученый секретарь специализированного совета кандидат с.-х.наук

Л.В.Бондарснко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЕОШ •

дел 1

^»цийууадьноегь работа. В настоящее время в мире очень остро стоит проблема белка. Решить её можно за счет.расширения посевов и повышения'урожайности бобовых культур. Ввиду больших энергетических затрат на применение азотных удобрений, а также сильного экологического- загрязнения атаки удобрениями окружающей среды, внимание ученых вновь обратилось к проблемам биологической азот^иксации.

Один из важных резервов увеличения производства бобовых культур - повышение эффективности бобово-ризобиального симбиоза. Для усиления сш.чбкотического взаимодействия зернобобовых культур и клубеньковых бактерий применяется инокуляция - искусственное заражение семян бобовых растений препаратами клубеньковых бактерий (нитрагином, ризоторфином), которые оказывают положительное влияние на уровень биологической азотсикеащш, повышение урожайности и улучшение качества продукции. Однако эффективность инокуляции бобовых, особенно гороха сравнительно невысока. По данным Географической сета опытов, она обеспечивает повышение урожайности только в каздом третьем случае. .

На основе изучения аллелопатических свойств прорастающих семян кафедрой генетики, селекции и семеноводства Харьковского ГАУ предложен способ повышения сиыбиотической азотфиксации п урожайности бобовых культур, который заключается в предпосевной обработке семян суспензией физиологически активного Экстракта (ФАЗ), получаемого из прорастающих семян-доноров озимой пшеницы, и ри-зоторйша. В этом случае за счет улучшения "посевных качеств семян а их урожайных свойств, более активного образования клубеньков на корнях гороха, повышения азотфиксацни и фотосинтеза, лучшего. роста, развитая и адаптивности растений урожайность гороха сорта Уладовскнй 10 повысилась в среднем за три года на 12,7$

или в 1,5 раза и составила 39,2 "ц/га при урокас на контроле 26,5 и при инокуляции обычным способом - 23,8 ц/га. Содержание белка в зерне возросло в среднем на 2,2%, что в сочетании с повышенной урожайностью существенно увеличило сбор белка. Способ отличается высокой экономичностью. При дополнительных затратах на внедрение 3-4 руб./га дополнительный чистой доход достигает 366-504 руб./га.

Разработка нового способа стимуляции бобово-ризобиального комплекса и его эффективность на ссрта Уладовский 10 поставили задачу изучения реакции на него других сортов гороха.

Цель и задачи исследований. Цель настоящих исследований:

1. Установление сортовой специфичности гороха по отношению к одновременному применению аллелопатического и биологического методов биоотимуляции бобово-ризобиального комплекса.-

2. В случав установления сортовых различий по реакции на био-стшлуляцию:

а) выявить сорта, отзывчивые к данному биотехнологическому приёму и рекомендовать их производству;

б) изучать особенности аллелопатического взаимодействия различных сортов-акцепторов о клубеньковыми бактериями в присутствии комплекса физиологически активных веществ экстракта с целью отыскания причин различной реакции сортов гороха на инокуляцию в сочетании с биостимуляцией;

в) разработать методы быстрой селекционной оценки сортов по^от-зывчивостп на биостимуляцию суспензией ФАЗ о ризоторфаном и дать оценку их аллелопатичвской активности и толерантности. Натчная ноЕззна исследований. Бобово-ризобиальный симбиоз с

различными сортами гороха впервые изучался в условиях биостимуляции. Установлена различим реакция сортов гороха на инокуляцию в сочетании о биоскшуляцией и доказано, что различия мезвду

сортами обусловлены их аллелопатическими особенностями. У сортов, усшшвашшс под действием биостимуляции экссудации необходимых клубеньковым бактериям веществ, гораздо быстрее начинают складываться симбиотические отношения, что в дальнейшем обеспечивает прочные симбиотические связи, достаточно высокий уровень азотфиксации, фотосинтеза и, следовательно, продуктивности гороха и выхода белка. На основании этой закономерности разработан экспресс-метод оценки отзывчивости сортов на биостимуляцию суспензией ФАЭ с ризоторфшом (положительное решение ВНШГОЗЭ № 4810578/13 от 27.12.90).

Практическая ценность работы.

1. Выявлены сорта гороха, которые уже сейчас можно рекомендовать производству как выоокоотзывчивые к предпосевной стимуляции ФАЭ в смеси с разоторфином. Из изученных таковыми являются раннеспелый неосыпавдийся зерновой сорт гороха Першоцвиг селекции Луганской ГСихОО и районирование в Харьковской области зерновой сорт Уладовский 10 селекции Уладово-Лпякнецкой опытной станции.

2. Изучение фазиолого-бпохкшческих особенностей взаимодействия микро- и макросимбионтов дало объяснение сортовой специфичное™ гороха по отношению к инокуляции в сочетании с бпостн-ыуляцавй и позволило разработать экспресс-метод оценки отзывчивости сортов на такую биостжлуляцию бобово-рлзобиального комплекса. Метод предусматривает определение в экссудатах прораставших семян гороха содержания аспаратановой и гдуташновой кислот - хеыоаттрактантов для клубеньковых бактерий рода нмго-Ыин 1в2ша1поаагии.

3. Вышеизложенное позволяет рассматривать данную сортовую специфичность как селекционный признак. С помощьн предлагаемо- < го экспресс-метода оценки сортов по этому признаку мояно легко

и быстро оценивать сорта, линии и гибриды гороха, что имеет важное значение для разработки селекционных программ и сортовой агротехники.

Апробация работы. Материалы диссертации долояены и обсувдены на научной конференции молодых ученых ХГАУ им.В .В .Докучаева,проходившей на английском языке (г.Харьков,1989) и на УП Республиканской конференции по проблемам аллелопатии в Центральном Республиканском ботаническом саду (г.Киев,1990).

Внедрение. Результата исследований внедрены з учебно-опытном хозяйстве "Комлуниот" на площади 115 га, что дало прлбавку урожайности на сорте Першоцвит 13,3 и на сорте Уладовский 10 -11,5 ц/га и увеличило чистый доход на 528 и 456 руб./га соответственно.

Дубликашш. По теме диссертации опубликовано двё работы.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций для практики, списка использованной литературы и приложения* Работа иллюстрирована 37 таблицами и II рисунками. Список литературы включает 200 источников, в том числе 103 -на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ ООДЕЕЕАНИЕ РАБ01Ы

I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ СОРТОВОЙ РЕАКЦИИ ГОРОХА НА АЛЛЕЛОПАИЧЕСШ И ЫШСРОШОЛОГИЧЕСКУЮ ШОСИМУЛЯЦИЮ СЕШН • .

Для решения проблемы биологической азотфикоации ведутся работы по созданию новых оортов раотений и штаммов микроорганизмов с повышенной азотфикоадаей и последующему подбору пар сорт-штамм. Однако решающее слово предстоит сказать, по-видимому, аллелопатии - наука о химическом взаимодействии растений. С помощью аллелопатических приёмов можно добиться значительного по-

видения уровня симбиотической азотфиксацша бобово-ризобиально-го комплекса.

Процеоо симбиотической азотфикоации и его интенсивность определяются взаимоотношениями двух организмов: бобового растения и клубеньковых бактерий. Они могут складываться по-разному в зависимости от генетических особенностей этих организмов. Поэтому большое внимание уделяется проблемам сортовой специфичности бобовых растений по отношению к клубеньковым бактериям. Талая специфичность доказана при обычной инокуляции на бобовых культурах в разных условиях. Вопрос о сортовой специфичности гороха в условиях биостимуляидн прежде нэ ставился. Разработка нового метода инокуляции, включающего в себя одновременную аллелопатичес-кую и микробиологическую стимуляцию семян, поставила задачу изучения реакции различных сортов гороха на такую обработку, тем более, что некоторые зерновые культуры характеризуются сортовой специфичностью по отношению к аллелопатичеокой биостимуляши.

Причины сортовой специфичности следует искать в экссудатах проростков гороха, количествешшй и качественный состав которых зависит от генетических особенностей растений и факторов окружавшей среды. Особое внимание при этом следует уделить гемоаттрак-гантам, среди которых большое значение для клубеньковых бактерий :меют аминокислоты.

2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЗРЛМЕНТОВ

Полевые исследования проведены на опытном поле ХГАУ. Почвен-!ый покров опытного поля является типичным для Лесостепи Украп-!ы и представлен средними чернозёмами (4-6# 171.70а). Обаспечен-гость почвы доступны).! растеилям азотом средняя, подвижным ^осфо-ом и обменным калием - повышенная и высокая.

Погодные условия в годы экспериментов в цело!.! бшш благопри-тны для возделывания гороха.

ФАЗ готовили из прорастающих семян-доноров озимой пшеницы Альбидум 114 (Г.Ф.Наумов и др.,1971), разводили в нём ризотор-фин из расчета 200 г/га и обрабатывали семена по методике Г.Ф. Наумова и др.(1987). Посев проводили в день обработки семян. Площадь учетных делянок составляла 60 м2, повторность четырёхкратная, расположение вариантов систематическое. Наблюдения и учеты проводили по всем фазам вегетации.в соответствии с Методикой полевого опыта (Б.А.Доспехов,1985).

Общий и активный спмбиотический потенциал определят по методике Г.С.Посыпанова (1983), вынос общего и симбиотического азота с урожаем - по методика Е.П.Трепачева (1977), размножение клубеньковых бактерий изучали методом К.Виаса и др. (Vyas et al, 1983) на питательной среде УЕЛ. При этом концентрацию бактерий в среде находили по закону Ламбе#та-Бера (Дк.МейнеДл, Э.Мей-йеллД967). Нитрогеназнуы активность определяли ацетиленовым методом на хроматографе Chrom 5 (Е.З.Теппер и др.,1987), концентрацию экссудатов прорастающих семян - спектрофотометрическим методом А.П.Дуброва (1971) на спектрофотометре Specol.20, содержание аминокислот в экссудатах - методом ионообменной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе ААА-339 (ЧСФР) в режиме определения протепногенных аминокислот (О.А.Бе-реотецкий и др., 1979). Математическая обработка результатов проведена на EC-I06I по алгоритмам и программам, составленным в вычислительном центре ХГАУ. Энергозатраты рассчитывали па методике Н.С.Баяаура и A.B.Тетю (1988), экономическую эффективность - по методике H.H.Мальцевой и др.(1987).

3. ОТШЕРГЕТЖЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ШОСТИМУЛЯТОРА ФАЭР НА БОБОВО-ШЗОШАЛЫШЙ КОМПЛЕКС

Для выяснения причин повышенной активности суспензии ФАЗ с препаратами клубеньковых бактерий проводили сравнительное из-

учение эффективности применения чистого ризоторйина, экстракта и их смеси. Контролем служили семена, не подвергавшиеся никакой обработке, а такяе семена, увлажнённые перед посевом водой в том же соотношении, которое применяется при разведении ртзотор-фина в воде или экстракте, то есть 3,0-3,5$ к массе семян.

Результаты исследований показали, что предпосевная обработка семян суспензией экстракта с ризоторйином обеспечивает значительное улучшение их посевных качеств, вследствие чего в полевых условиях наблвдается более раннее и дружное появление всходов ( в среднем на три дня раньше, чем на контроле), на 10;? повышается полевая всхожесть. В период прорастания семян происходит более полный расход их запасных веществ, резко возрастает сила роста' семян. При этом применение суспенши превосходит по эффективности применение чистого экстракта. Увлажнение семян водой не влияет на посевные качества, а применение чистого ризо-торфина лишь незначительно повышает энертаю прорастшшя и силу роста семян.

В течение вегетационного периода у сорта Уладовский 10 наблюдался более активный рост и развитие опытных растений, формировалась мощная листовая поверхность, что имеет большое значение в усилении спкбиотических связей ыезду растениями и клубеньковыми бактерияш, так как хорошо известно значение углеводов в питании клубеньков. В зависимости от фазы развития растений предпосевная обработка семян смесью экстракта с ризоторфином пршо-дила к увеличению листовой поверхности по сравнении с контролем в 1,3-1,7 раза, с рпзоторфином - в 1,1-1,5-раза, с экстрактом -в 1,1-1,2 раза. Наряду с более мощным развитием растений наблюдалось повышение интенсивности симбиотической азотфиксацик, важный показатель которой - количество клубеньков, их размеры и масса. Исследования показали, что при обработке семян гороха

сорта Уладовский 10 суспензией'экстракта с ризоторфлном число розовых клубеньков увеличивается по сравнению со всеми остальными вариантами. Вследствие биостимуляции бобово-ризобиального комплекса возрастало не только число клубеньков, но и их масса, а такке продсшштельность функционирования, о чем свидетельствует повышенно активного симбиотического потенциала (АСП) - количества клубеньковой ткани, умноженного на продолжительность низни клубеньков в днях. В случае обогащения семян суспензией экстракта с ризоторфином АСП составил 3684 кг.сутки/га, в то время как на контроле - 2053, при увлажнении водой - 2024, инокуляции ризоторфином - 2859 и обработке ФАЭ - 3329.

За счет более интенсивного образования клубеньков на корнях, активной азотфиксации и фотосинтеза, лучшего развития растений урожайность гороха сорта Уладовский 10 в среднем за 1988-1990 годы была на 11,5 ц/га ьыше, чем на контроле; на 10,1 ц/га - по сравнению с обычной инокуляцией и на 6,8 ц/га выше, чем при ио-пользовашш одного экстракта. За счет повышения урожайности увеличился также сбор белка с единицы площади (табл.1).

Таблица I

Урожайность, сбор белка и количество азота в урожае в зависимости от способа предпосевной обработки семян Сорт Уладовский 10, опытное поле ХГАУ, 1988-1930 гг.

: Урожай-: Сбор : Количество азота

Вариант : ность, : белка, : в ташаэ. кг/га_

: ц/га4 : кг/га : общего :симоиотичес-___ : : _ : кого^. _____

Сухие семена-контроль 26,4 565,0 206,6 106,9

Вода 27,4 595,5 209,5 109,1

Риэоторфпн 27,8 597,7 190,9 102,1

Экстракт 31,1 662,4 248,8 130,6

Э котрак1ч-риэоторфин:

фактический эффект 37,9 627,5 283,2 146,0.

раочетный эффект 32,7 700,7 230,0 124,7

Данный способ биостЕмуляции бобово-ризобиального комплекса не только способствует повышенна урожайности гороха, но еще и значительно экономит запасы азота в почве, так как увеличивает фиксацию атмосферного азота. Об этом свидетельствует количество, симбпотлческого азота в урожае.

В испытании и определении эффективности смесей регуляторов роста п развития растений важным этапом является оценка их действия в сравнении с действием составляющих компонентов. Естественно, что она может быть наглядной и достоверной только в том случае, если проводится на количественной основе. Характер взаимодействия смесей регуляторов роста определяли по методу М.И.Лунева и Л.Г.Груздева (1988). Расчеты показали, что по всем изуча-омым показателям фактический эффект смеси ФАЗ с ризотор^нном значительно превысил ожидаемый, что свидетельствует о синергеги-ческом действии данной смеси. В связи с эшм суспензию ФАЗ с ри~ зоторфнном следует рассматривать как единый биостимулятор ФАЗР, который формируется в процессе взаимодействия ФАВ экстракта и выделительной деятельности ризобий.

4. особенности бобово-е|зовшьного скмблоза гороха в аит-шосш от сорта и шос:шшщш сим!

Биостшлуляцця семян ФАЭР дала очень хорошие результаты на сорте Уладовский 10, но это еще не означало, что этот способ универсален н применим ко всем существу:0151м сортам гороха. Реакция сортов на такую биостимуляци»? не изучена и подлежит исследованию.

Результаты экспериментов подтвердили гипотезу о различно;1, реакции сортов гороха на инокуляпию суспензией ФАЗ п рязоторфина. Однако эти различия проявились не сразу. На первых этапах лизни растения показала одинаково хорошую реакцию на такую обработку. у всех испытуемых сортов под дейотвием биостимуляции улучшались

посевные качества семян: энергия прорастания повидалась в среднем на 4-6, всхожесть - на 3-5, полевая всхожесть - на 4-7, сила роста - на 12%. Визуально заметши различий по реакции сортов на биоствдуляцию на этапе прорастания но било. Они появились только при образовании первых клубеньков, а до этого времени были скрыты от глаз и заключались в выделительной деятельности пррростков. Для изучения этого вопроса были проведены эксперименты по сбору корневтс наделений 1-5-дневных проростков гороха и определению их общей концентрации.

Результаты показали, что предпосевная биостиыуляция семян ФАЭР усиливает их ввделительные функции, однако у различных сортов это проявляется по-разному (табл.2).

• Таблица 2

Концентрация ваделений прорастающих семян гороха в зависимости от сорта и биостимуляции ФАЭР, ед.оптической плотности, 1990 г.

Вариант

Возраст проростков, дни

Першоцвит

Сухие семена-контроль 0,0389 0,0660. 0,0615 0,0776 0,1153

Экстракт+ризоторфин 0,0821 0,1980 0,1099 0,1490 0,2008

Уладовский 10

Сухие семена-контроль 0,0302 0,0397 0,0662 0,0634 0,1028

Экс трак т+ркзоторфян 0,0579 0,1100 0,0822 0,0958 0,1797

Флагман

Сухие семена-контроль 0,0225 0,0571 0,0449 0,0666 0,0995

Э ко тракт+риз о торфин 0,0446 0,0541 0,0663 0,0732 0,1152

Труженик

Сухие семена-контроль 0,0343 0,0290 0,0376 0,0813 0,1060

Э котраг.т+ризоюрфян 0,0348 0,0233 0,0391 0,0872 0,1281

^05 0,0047 0,0Ш 0,0084 0,0149 0,0172

Таким образом, выделения прорастающих семян сорта Першоцвит в случаи биостимулящга составили в первый день 211?» к контролю,

во второй день - 300, в третий - 178, в четвёртый - 19 и в пятый 174$, а у сорта Труженик - 101, 80, 96, 107 и 121? Соответственно. Сорта Уладовский ю и Флагман заняли по этому показателю промежуточное положение.

Такой характер выделительных функций вполне может лать объяснение различной реакции сортов на биос табуляцию ФАЗР. У сортов, усиливающих под действием экстракта экссудацию необходимых клубеньковым бактериям веществ,симбиотические отношения начинают складываться гораздо быстрее. У сортов Першоцвит и Уладовсзшй 10 это может произойти уже в пер не два дня после инокуляции, а у сортов Труженик и Флагман - намного позднее, так как у них количество выделившихся веществ только на четвёртыЗ-пятнй дни достигает уровня, наблюдавшегося у сорта Першоцвит уже а первый, а у сорта Уладовский 10 - во второй день.

Это предположение аргументируется данными опытов, в которых изучалось размножение клубеньковых бактерий при добавлении в питательную среду экссудатов прорастающих семян гороха, Наилучшие результаты получены при добавлении экссудатов двухдневных проростков. В этом случае у стимулированных семян сорта Перпопвит наблюдалось превышение над контролем через I час инкубации на 158$, тогда как без стимуляции - только на 9,7£; у сорта Уладовский 10 - на 124,3 и 19,7^5 у сорта Флагман - на 39,5 и 49, соответственно, а у сорта Труженик экссудаты стимулированных и нестимулировашшх проростков действовали на клубеньковыэ бактерии одинаково. Такая закономерность наблюдалась на протяжении трёх суток инкубации, но различия со временем нивелировались.

Таким образом, между растениями гороха и клубеньковыми бактериями складывается определённый тип взаимоотношений, и здеоь очень важную роль играет аллелопатическая активность растения-хозяина. Под действием выделений прорастающих семян разобия

поддергиваются в жизнеспособном состоянии и активно размножаются, что необходимо для будущей колонизации ими корнай.

Для образования симбиоза не менее важен процесс привлечения бактерий к корням растений. По мнению зарубежных исследователей, роль хемоаттрактантов для клубеньковых бактерий выполняют аминокислоты. Походя из атого.в опытах определяли не только суммарное количество корневых экссудатов и их действие на ризобии, но и выделение аминокислот молодыми проростками.

Установлено,что общее количество аминокислот в экссудатах прорастающих семян значительно увеличивается в случае предпосевного обогащения семян ФАЗ, Так,у сорта Першоцвит вариант о применением биостиыуляции превышает контроль в первый день прорастания на 46,8$, во второй день-на 52,9?; у сорта Уладовский 10 -на 36,2 и 33,6; у сорта Флагман - на 37,3 и 23,5 и у сорта Труженик - на 15,1 и 15,7$ соответственно. Следовательно,усиление . экссудации аминокислот под влиянием биостимулятора более всего выражено у сорта Першоцвит и менее всего - у сорта Труженик. " Однако наиболее интересными оказались результаты по ввделеншо . аспарапшовой и глухаминовой кислот. У сорта Першоцвит, например, содержание аспараишовой кислоты в выделениях стимулированных проростков превысило контроль на 100,ОЙ, у сортов Уладовский 10 и Флагман - на 27,3 и 6,1$, а у сорта Труженик не превысило вовое. Содержание глуталшовсЕ кислоты в опытном варианте у сортов Першоцвит, Уладовский 10, Флагман и Труженик превышало контроль на 150,2; 37,3; 22,9 и 12,1$ соответственно. По остальным аминокислотам никакой четкой закономерности обнаружено не било, за исключением изолейцина, содержание которого в выделениях примерно соответствовало реакции сорта на обработку. По литературно данным и по результатам ваыих опытов по хемотаксису, именно аспарагнковая и глутаминоваа кислоты являются хемоаттрак-

тантакп для клубеньковых бактерий.

Итак, усиление видоленья хемоаттрактантов под действием био-( стимуляции ФАЗ коррелирует с отзывчивостью сорта на эту биости-муляцизо. На основании этого был преда:окон экспресс-кетод оценки отзывчивости сортов. Критерий оценки - усиление экссудации аспа-рагиновой и глутатановой кислот (тайл.З).

Таблица 3

Показатели, характеризующие -степень отзывчивости сортов гороха к биостимуляции ФАЭР

Повышение содержания аминокислоты " в экссудатах, % к контролю

Аспарагзновая кислота 0 г 0-10,0 10,1-40,0:40,1 и более

Глутаминовая кислота 0-15,0 15,1-25,0 25,1-40,0:40,1 и более

Реакция сорта слабая средняя сильная :очень сильная

Высокоотзшзчивые к биостамуляции сорта успешно проходят не только прединфекционную, но и две последующие стадии симбиоза.

Чрезвычайно ва-гным для всего дальнейшего развития симбпоти-ческих отношений является время закладки первых клубеньков. От этого зависит вся последующая азотфиксапия, а также общефязиодо-гическое состояние растений, фотосинтез и конечный урожай.'

В наших экспериментах у спльноотзывчизых сортов закладка клубеньков в случае биостшулящга начиналась на 3-8 дней раньше, чем на контроле. Установлено, что в только что образовавшихся клубеньках уже происходила азотфвксацня п была отмечена высокая нитрогеназная активность. Поэтому сталированные растения высо-коотзгочиеьес сортов не нуждаются в так называемых "стартовых дозах" азотных удобрений, поскольку на самых ранних этапах узе фиксируют его сами благодаря рано сформировавшемуся нитрогэназ-ному кошлооку. Первш заметные раатачяя мезду сортами появп-

лись во время образования первых клубеньков. Они выражались во времени образования, количестве и массе клубеньков и, следовательно, величине активного симбиотического потенциала (табл.4).

Таблица 4

Нитрогеназная активность (нмаль/растецие) по фаза/л вегетации и АСП в зависимости от оорта и биостимуляции семян, 1989-1990 гг.

; Вариант : 4-й :Буто- :Цве- :0бразо-:АСП за

Сорт : :лист •:низа- :тение :вание :вегета-

: :ция :бобов :цию хх

3,3 2655 , 12,5 6918 '

12,5 3149 21,0 5752

6,8 3037 7,8 4334

6,8 4175 10,0 4196

9,5

.ас - сухие семена - контроль хх - ACII, кг.сутки/га

Таким образом, в случае предпосевной биостамуляции бобово-ризобиалыюго комплекса ФАЭР растения во все фазы вегетации отличаются более высоким симбиотяческим потенциалом и нитрогеназ-ной активностью. Сортовая специфика хорошо выражена.

Скмбиотрофные азотфиксаторы, в частности клубеньковые бактерии, связывающие молекулярный азот в симбиозе с бобовыми растениями, используют для образования АТР и в качестве источника электронов анергию фотоассималятов, поступающих в корневые клубеньки. Поступление углеродных соединений из листьев в клубеньки считают главным фактором, лиштарушш процесс симбпотичес-» кой азотфиксащш в целом. Вот почему в опытах изучали также динамику фогозиа готической деятельности растений.

Першо-цвит

Уладов-окий 10

Флагман

Труже-

1шк

Сухие семена s 308,1 437,0 107,8

Экстракт+разоторфин 561,9 724,5 187,8

Сухие семена 124,3 485,0 122,3

Экстракт+ризоторфин 298,3 685,0 176,8

Сухие семена 188,7 604,0 157,0

Экс тракт+ризоторфин 340,1 772,5 190,8

рухие семена 268,1 304,5 165,3

Экстракт+ризоторфин 202,4 342,5 173,8

60,4 134,8 74,6

Установлено,что предпосевная обработка семян ФАЭР способствует лучшему росту и развитию растений,в том числе образованию большей листовой поверхности. Это объясняется как той "стартовой дозой" необходимых ростку веиеотв, получаемых семенами в составе ФАЭР, так и более мощным развитием растений, сформировавших: более эффективный бобов'о-ризобиалышй симбиоз.

5. ПОВЫШЕШИ УРОЖАЙНЫХ КАЧЕСТВ .СОРТОВ ГОРОХА КАК РЕЗУЛЬТАТ .'

БОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОГО СИМШОЗА

Заключительным этапом исследований била оценка урожая. Она

проводилась в течение трёх лет (табл.5). Таблица 5

■ Урожайность гороха в зависимости от сорта и биостимуляции семян, ц/га

Сорт : Вариант | 1988 | 1989 : 1990 • ¡Средняя : ± к :ко|тролю

Першоцвит Контроль * Экстракт + ризотор|ин НСР05 24.0 44.1 1.6 13,3 18,5 1.3 19,5 34,0 1.5 18,9 32,2 70,4

Уладов-окий 10 Контроль Экстракт + ризоторфин НСР05 31,1 42,0 1.2 20,5 31,3 1.3 27,6 40,3 1,6 26,4 37,9 43,6

Флагман Контроль Экстракт + ризоторфин НСР05 ' 28,7 . 36,6 1.5 18,0 22,6 1.1 24,7 29,9 1.1 23,8 29,7 24,8

Труженик Контроль Экстракт + ризоторфин нср05 36,1 40,8 1,3 17,0 19,4 1Д" 23,2 24,5 1.8 25,4 28,2 11,0

я - контроль - сухие семена

Наиболее отзывчив к данному способу биостицуляцип семян сорт

Першоцвит, наименее отзывчив - сорт Труженик. Сорта Уладовскай 10 и Флагман занимают промежуточное положение.

Результаты трехлетних наследований на опытном поле ХГАУ подтверждены данными, полученными в 1988-1989 гг. Луганоким НПО "Элита", то есть на родине сортов Периоцвит и Труженик: Першо-цвлт в случае бпостамуляции дал прибавку урожая 56,8% к контролю (11,1 и 17,4 ц/га), а Труженик - только 4,0$ (24,8 и 25,8 и/га соответственно).

Анализ структуры урожая показал, что повышение урожайности у сорта Флагман происходит за счет увеличения числа бобов на растении и оеыян в бобе, у сорта Уладовскзй 10 - за счет увеличения числа бобов на растении и крупности семян, а у сорта П.ршо-цвиг - за счет увеличения всех трёх показателей, то есть числа бобов на растении, семян в бобе и их крупности,

Помимо увеличения урожайности предпосевная обработка семян ФАЭР значительно улучшает качество полученного урожая, что выражается в увеличении содержания белка, обусловленном улучшением . условий азотного питания, и выхода кондиционных семян, а также более высоких посевных качествах последних.

Прежде считалось, что существует обратная зависимость между урожаем и содержанием белка в зерне. Сейчас принято считать, что если различия в белковистости зерна обусловлены не генетически, а условиями выращивания, го существует следующее правило: если процентное содержание белка в зерне повивается в результате улучшения условий азотного питания, то белковистость зерна повышается одновременно с увеличением урожая, то есть между этими дву(.;я показателями имеется положительная зависимость. Именно такая закономерность прослеживается в опытах по биостимуляции ФАЭР бобово-ригобиального комплекса гороха (табл.6),

В случае биостимуляцнш семян ФАЭР увеличивается и количество азота, вынесенного с урожаем. Происходит это, как и по другом показателям, у разных сортов по-разному.

Таблица 6

Влияние биоотпмуляции семян гороха на качество урожая и накопление азота в растениях и почве в зависимости от сорта, 1988-1990гг.

:Содер- : Сбор :Накошгенле азо-:Накопле-•:нание :белка,:та в растениях,:ние азо-Вариант :белка :кг/га : кг/га :та в

:в семе-: :общего:симбио- :почве, :пах,% : : :тпческо-:мг/100 г : : : :го :почвы

Сухие Семена-контроль 22,54 Экстракт + ризоторфпн 25,44

Сухие семена-контроль 21,38 Экстракт + ризоторфин 21,84

Сухие семена-контроль 24,08 Экстракт + рязоторфпн 24,77

Сухие семена-контроль 23,75 Экстракт + ризоторфин 23,55

Першоцвит

426.1 151,3

819.3 258,0

Уладовский 10

564.4 204,7

827.6 286,7

Флагман

573,0 179,8

735.7 199,4

Труженик

603,3 201,0

664.2 198,7

78,8 134,6

105,9 148,2

93,7 104,2

104,0 102,0

0,73 1,43

0,54 0,85

0,92 1,15

1,25 1,14

Из приведенных данных следует, что более эффективная биологическая азотфяксация приводит Н9 только к большему'накопления азота всеми частями растений, но и к значительному преумножения запасов этого питательного элемента в почве.

6. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ ШОСШИЯЩШ ФАЭР НА СОРТАХ ГОРОХА

В соответствия о "Рекомендациями по применении зязоторфина в технологии возделывания бобовых культур" эффективность применения ризоторфпна определяется как разчоотв мезду стоимостью прибавки урожая зерна и затратами на приобретение препарата, обра-

ботку семян в уборку дополнительного урожая. В нашем случае добавляются лишь затраты на производство экстракта, так как обработка экстрактом совмещается с инокуляцией.

Все дополнительные затраты при совместной обработке семян экстрактом с ризоторфяном, включая стоимость семян-доноров, со-отавшш, как показали расчеты, 4,10 руб./га. При закупочной цене 40 руб./ц дополнительный чиотый доход составлял от 108 до 528 pytí./га в зависимости от сорта, а именно: у сорта Першо-цвит - 528, Уладовский 10 - 456, Флагман - 232 и Труженик -108 руб./га,

Следовательно, выгоднее всего применять вышеописанную биостимуляцию на сортах Першоцвит и Уладовский 10, а на сортах Флагман и Труженик биостамуляция менее эффективна.

Планируя ту или иную технологию возделывания кулыуры чрезвычайно ваяно учитывать её энергоёмкость. Конечно, не следует отбирать энергоэкономные способы с выоокой энергетической эффективностью, но при малых прибавках, так как товда мы будем экономить энергии, но. терять в урожайности. Цель внедрения энер-тосберегающих технологий - получение максимальных урожаев с минимальными энергетическими затратами. Она достигается при помощи биостимуляции. Результаты энергетеческого анализа показали низкую энергоёмкость и высокий коэффициент энергетической эффективности при больших прибавках урожая гороха от применения ФАЭР. Наиболее эффективной о этих позиций оказалась предпосевная обработка семян сортов Першоцвит и Улацовский 10.

Результаты экспериментов внедрены в учебно-опытном хозяйстве "Коммунист" Харьковского ГАУ на сортах Першоцвит и Уладовский 10 на площади 115 га с общим экономическим аффектом за два года 36,6 тыс.рублей.

21 ВЫВОДЫ

1. Епостимуляция семян гороха смесью ризотор|ина и (ртзиологи-чески активного экстракта - эффективный способ улучшения качества продукции, повышения урожайности и обеспеченности почвы азотом.

2. Сорта гороха по-разному реагируют на биостимуляцшо. Из изученных наиболее высокой отзывчивостью характеризуется сорт ' Першоцвит, практически не реагирует сорт Труженик.

3. Сортовые различия проявляются в первые дни жизни растения (прединфекционная стадия) в втде выделительной деятельности проростков - количестве экссудата и его химического состава. Видимые различия зафиксированы в момент образования клубеньков, то есть на второй стадии симбиоза, они выражались в болев раннем и активном образовании клубеньков, способных к активной аз о таксации.

4. Установлены критерии отзывчивости сорта на биостимуляцию семян ФАЭР: содержание в экссудатах двухдневных проростков гороха хемоаттрактантов - аспарагиновой и глутаминовой кислот. у высокоотзывчивых сортов эти показатели в случае биостимуляции значительно превышают контроль.

Предложен экспресс-метод определения отзывчивости к ФАЭР сортов, линий, гибридов гороха, основанный на выявленных критериях. На него получено положительное.решение ВНИИ1ИЭ.

5. У отзывчивых на биостимуляцют сортов Перпоцвит и Уладово-кий 10 прединфекционная стадия проходит быстрее благодаря более интенсивному выделению хемоаттрактантов. Это приводит к ранней и эффективной инфекции и более интенсивному образованию активных клубеньков.

6. Различия меаду сорташ сохраняются и на стадии функционирования клубенька. Они выражаются в уровне нитрогеназной актив-

hoobi, активного симбиогаческого потенциала, нарастания листовой поверхности, накопления органического вещества.

7. Более интенсивная азотфиксация и лучшее развитие растений у вдаокоотзывчивнх сортов приводят к увеличению урожайности и улучшению качества урожая: повышению содержания белка, улучшению посевных ж технологических качеств семян.

8. Отзывчивые на бцостшауляцию сорта гороха в случае применения ФАЭР накапливают больше азота в растениях и преумножают запасы этого элемента в почве, что имеет большое агротехническое в экологическое значение.

.9. Экономические и энергетические расчеты показали целесообразность применения биост муляции ФАЭР на оортах гороха Пер-шоцвит в Уладовский 10 и отсутствие таковой при возделывании сортов флагман и Труженик. Дополнительный чистый доход в случае биостямуляпзш сорта Першоцвит составил 528 руб./га, что в пять раз больше, чем у сорта Труженик.

10. Результаты исследований внедрены в учебно-опытном хозяйстве "Коммунист" Харьковского ГАУ на площади 115 га с общим экономическим эффектом 36,6 тысяч рублей.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДНЯ ПРАКТИКИ

I. Для получения высоких и устойчивых урожаев гороха рекомендуется одновременно о инокуляцией применять предпосевную биостимуляцию физиологически активным экстрактом из прорастаю- ■ щих семян озимой пшеницы, но делать это надо о учетом отзывчивости сорта на такую обработку. Сорта Уладовский 10 и Перно-цвит дают при биостимуляции прибавку урожая 11,5 и 13,3 ц/га соответственно. На оортах Флагман в Труженик применять вышеописанный метод малоэффективно.

2. В селекционной практике для оценки сортообразпов по отзывчивости на биостимуляшго семян можно применять экспресс-ютод, то есть определять содержшше аспарагиновой и глутами-:овой кислот в экссудатах двухдневных проростков стпмулирован-:ых и контрольных растений. У высокоотзывчивых сортов эти пока-атели в случае биостимуляции значительно превышают контроль.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Наумов Г.Ф., Щепкина Т.В. Способ оценки отзывчивости бо-ового растения на воздействие биологически активных веществ,, пособствуюших формированию бобово-ризобиального симбиоза, олож.реш. ВНдаГПЭ Л'- 4810578/13 от 27.12.90.

2. Биологическая стимуляция семян бобовых культур / Г.Ф.На-(лов, М.С.Кисель,О.В.ХарЯ[т,В.А.Епышкова,Л.Н.Поташева. Т.В. епкина, О.Куфориджи.- Харьков,1990.- 4 с. (Информ.листок / ЩШ; 044-90).

Ответственный за выпуск кандидат сельскохозяйственных наук Т.И.Гопций

одписано к печати 15.01.92.

ормат 60х84/К. Объём 1,0 уч.-изд.л. Тираж 100.

аказ 564.

часток оперативной печати Харьковского ГАУ 12131, Харьков, п/о "Когаушст-1", учебный городок