Роль биологического азота в системе "почва-растение" при внесении ризосферных микроорганизмов

Шабаев, Валерий Павлович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Роль биологического азота в системе "почва-растение" при внесении ризосферных микроорганизмов
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Роль биологического азота в системе "почва-растение" при внесении ризосферных микроорганизмов"

На правах рукописи

ШАБАЕВ Валерий Павлович

РОЛЬ БИОЛОГИЧЕСКОГО АЗОТА В СИСТЕМЕ «ПОЧВА - РАСТЕНИЕ" ПРИ ВНЕСЕНИИ РИЗОСФЕРНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ

06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

МОСКВА 2004

Работа выполнена в Институте физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской академии наук

Научные консультанты: академик РАСХН В.Г. Минеев

Официальные оппоненты: член-корр. РАСХН, профессор

Н.В.Войтович

доктор биологических наук, профессор В.Н. Башкин

доктор биологических наук, профессор АЛ. Степанов

Ведущая организация: Всероссийский НИИ агрохимии

им. Д.Н.Прянишникова

Зашита состоится "19 " РИтлМл. 2004 г. в 15 час. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании диссертационного совета Д 501.001.57 на факультете почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу: 119922, ГСП-2 Москва, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения, Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета. Автореферат разослан "¿9" ШстлЛ~(гл 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, д.б.н. А.С. Никифорова

Значение исследований, направленных на применение ростстимулирующих ризосферных микроорганизмов и увеличение использования фиксированного диазотрофными бактериями молекулярного или биологического азота при выращивании растений, возрастает в условиях кризисной ситуации в земледелии России, возникшей после 1991 г. в результате резкого сокращения применения удобрений. В последние годы достигнут значительный прогресс в повышении урожаев при внесении в ризосферу микроорганизмов-стимуляторов роста растений, в том числе ассоциативных азотфиксирующих бактерий (Кожемяков, Тихонович, 1998). Однако широкому применению ризосферных микроорганизмов препятствует недостаточная изученность и непостоянство их действия в реальных полевых условиях (Lambert, Joos, 1989).

В связи с этим, в настоящее время весьма актуально проведение фундаментальных исследований по влиянию ростстимулирующих ризосферных микроорганизмов на использование биологического азота при выращивании растений и изучению почвенно-агрохимических факторов на эффективность микроорганизмов.

Цель исследований: Изучение роли биологического азота в питании растений и балансе азота в почве при внесении ризосферных ростстимулирую-щих микроорганизмов и эффективности микроорганизмов в различных поч-венно-агрохимических условиях.

Задачи исследований:

- изучить влияние чистых и смешанных культур микроорганизмов на ассоциативную и симбиотическую азотфиксацию, азотное питание растений и баланс азота в почве;

- исследовать влияние микроорганизмов на рост, фотосинтез и урожай растений;

рос. <ЦИОНАЛЫ1АЯ tnwlHOTEKA 3

С. Петербург ОЭ *OOYanT

- изучить влияние микроорганизмов на качество урожая и вынос зольных элементов растениями;

- исследовать накопление индолилуксусной кислоты бактериями рода Pseudomonas и выделение фенолов корневой системой инокулированных растений;

- изучить влияние микроорганизмов на урожай растений при внесении различных доз минеральных удобрений и в различных почвенных условиях;

- исследовать действие модифицированных генетическими методами клубеньковых бактерий при выращивании бобовых растений.

Основные положения, выносимые на защиту:

Стимулирующее действие ризосферных микроорганизмов на рост растений связано с активизацией ассоциативной и симбиотической азотфиксации и физиологических процессов в растениях, улучшением минерального, в том числе азотного питания растений и увеличением накопления биологического азота в растениях.

Установлены почвенно-агрохимические условия, в которых микроорганизмы увеличивают количество биологического азота в растениях и проявляют наибольшую эффективность.

Выявлены модифицированные генетическими методами клубеньковые бактерии, не снижающие или имеющие повышенную симбиотическую эффективность и увеличивающие урожай бобовых на фоне минерального азота.

Научная новизна результатов исследований.

Внесение в ризосферу чистых и смешанных селекционных культур бактерий рода Pseudomonas активизирует ассоциативную и симбиотическую азот-фиксацию, увеличивает поступление в растения и почву биологического азота и повышает урожай небобовых и бобовых растений.

Инокуляция данными бактериями стимулирует рост и физиологические процессы растений, увеличивает вынос растениями азота и зольных элементов из почвы и улучшает качество растительной продукции.

Внесение оптимальных с учетом биологических особенностей растений доз азотных удобрений увеличивает поступление биологического азота в небобовые растения.

Внесение бактерий рода Pseudomonas на фоне оптимальных доз минеральных (NPK) удобрений из расчета по 4 г действующего вещества/ м2 под зерновые и яровой рапс и по 6-8 г д.в./ м2 под корнеплоды повышает урожай адекватно увеличению доз удобрений в 1.5-3 раза без инокуляции.

Инокуляция растений (столовой свеклы) азотфиксируюшей бактерией P. putida 23 увеличивает урожай при выращивании на почвах с низкой азот-фиксируюшей активностью и не оказывает эффекта на почвах с высокими значениями этого показателя.

Инокуляции бактериями рода Pseudomonas увеличивает вынос растениями питательных элементов из почвы в результате усиления эксудации корневой системой фенольных соединений.

Выявлены модифицированные генетическими методами клубеньковые бактерии, позволяющие увеличить урожай гороха, сои и люцерны в присутствии минерального азота.

Практическая значимость. Внесение ростстимулирующих бактерий рода Pseudomonas позволяет уменьшить дозы минеральных удобрений при выращивании зерновых до 1.5-3 раз, ярового рапса и корнеплодных культур - до 1.5-2 раз без потерь урожая зерна и корнеплодов.

Комбинированная инокуляция клубеньковыми бактериями с бактериями рода Pseudomonas повышает урожай зерна сои и зеленой массы клевера.

Предложено использовать потенциальную азотфиксирующую активность почвы для прогноза эффективности интродуцируемой в ризосферу небобового растения азотфиксирующей бактерии рода Pseudomonas на различных почвах.

Для повышения урожая гороха, сои и люцерны на фоне минерального азота рекомендуются модифицированные генетическими методами клубеньковые бактерии.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всесоюзном симпозиуме "Связь метаболизма углерода и азота при фотосинтезе", Пущино,

1985, 6 конференции почвоведов Чехословакии, Нитра, Чехословакия, 1985, 3 Всесоюзной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве", Москва,

1986, Республиканской конференции "Симбиотрофные азотфиксаторы и их использование в сельском хозяйстве", Чернигов, 1987, Республиканской конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве", Кишинев, 1988, Всесоюзной конференции "Применение 15N в агрохимических исследованиях", Новосибирск, 1988, Всесоюзной конференции "Новые направления в биотехнологии", Пущино, 1988, Всесоюзной конференции "Преобразование световой энергии в фотосинтезирующих системах и их моделях", Пущино, 1989, Всесоюзной конференции "Микроорганизмы - стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных", Ташкент, 1989, 2 Международном симпозиуме стран-членов СЭВ по стабильным изотопам, Тбилиси, 1989, Всесоюзной конференции "Молекулярные и генетические механизмы взаимодействия микроорганизмов с растениями", Пущино, 1989, Всесоюзной конференции "Биология почв антропогенных ландшафтов", Днепропетровск, 1991, Республиканской конференции "Биологическая фиксация молекулярного азота и азотный метаболизм бобовых растений", Тернополь, 1991, 4 Всесоюзной научной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве", Пущино, 1992, 8 Восточноевропейском симпозиуме по биологической азотфиксации "Nitrogenfix-92", Саратов, 1992, 6 Европейском конгрессе по биотехнологии, Флоренция, Италия, 1993, 5 Всесоюзной научной конференции "Интродукция микроорганизмов в окружающую среду", Москва, 1994, 9 Баховском коллоквиуме по азот-фиксации, Москва, 1995, 10 Международном конгрессе по азотфиксации, С.Петербург, 1995, 8 Международном конгрессе по бактериологии и прикладной микробиологии, Иерусалим, Израиль, 1996, 2 Международном симпозиуме "Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического исполь-

зования", Пущино, 1997, 5 Международной конференции "Биогеохимия следовых элементов", Вена, Австрия, 1999, 3 съезде Докучаевского общества почвоведов России, Суздаль, 2000.

Вклад автора в разработку проблемы. Автором определена программа исследований, выделены и идентифицированы из ризосферы бактерии рода Pseudomonas, из которых отобраны стимулирующие рост растений, проведена основная часть лабораторных, вегетационных и микрополевых опытов, выполнены аналитическая, теоретическая и обобщающая части работы. Работа представляет собой полностью самостоятельное исследование.

Работа выполнена при финансовой поддержке программы "Интербиоазот-2000".

Автор приносит глубокую благодарность своему научному консультанту в области микробиологической азотфиксации д.б.н., профессору М.М.Умарову.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 42 печатные работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 277 страницах

текста, содержит 89 таблиц и 37 рисунков. Работа состоит из введения, обзора литературы (4 главы), материалов и методов, результатов и обсуждения, выводов, списка литературы из 495 источников, в том числе 295 на иностранных языках и приложения.

I. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объекты и условия проведения опытов. Влияние ризосферных микроорганизмов на рост и урожай зерновых, ярового рапса, бобовых и корнеплодов изучали в вегетационных и микрополевых опытах. Влажность почвы в вегетационных опытах поддерживали на уровне 40-60% ПВ, в микрополевых - не ниже 60% ПВ. Растения выращивали при внесении NPK минеральных удобрений, в ряде опытов использовали меченные изотопом 15N азотные удобрения. В вегетационных опытах удобрения вносили из расчета по 0.2 - 16 мг д.в./ 100 г почвы, в микрополевых - по 0.4 - 1.5 г д.в./ сосуд или по 4 - 15 г д.в./ м2.

Вегетационные опыты проводили в климатокамере и оранжерее при контролируемых условиях освещенности и температуры воздуха и в сетчатом павильоне в естественных условиях при выращивании растений в сосудах, содержащих от 0.2-5 кг до 30 кг почвы.

В вегетационных опытах в песчаной культуре в оранжерее изучали поступление в ризосферу и включение в растения райграса и овса азота, фиксированного в процессе ассоциативной азотфиксации. Растения выращивали в не содержащей аммиак атмосфере при поливе деминерализованной водой с внесением полных питательных смесей, содержащих меченный 15N минеральный азот. В качестве инокулюма вносили комочек свежей почвы или чистые культуры бактерий. Поступление фиксированного бактериями азота в ризосферу оценивали определяя баланс 14N в системе "растение - субстрат (песок)". Включение в растения фиксированного азота определяли по разности между

количеством 14N в растениях и азотом семян и по разбавлению метки 15N в растениях.

В вегетационном опыте с кукурузой по методу изолированного питания (с разделенной корневой системой) изучали роль бактерий рода Pseudomonas и корневой системы инокулированных растений в выносе питательных элементов растениями и выделение фенольных соединений корнями при инокуляции.

Микрополевые опыты проводили в сетчатом павильоне при выращивании растений в сосудах без дна размерами 0.ЗЗх0.ЗЗх0.ЗЗм (0.1 м2), вкопанных в почву и содержащих 30-36 кг почвы.

В микрополевых опытах также изучали отзывчивость растений (столовой свеклы) на инокуляцию азотфиксирующей бактерией P. putida 23 при одновременном выращивании на различных почвах и искусственных почвенных субстратах (серая лесная почва : песок ,1:1 по объему и пойменная почва : навоз) на фоне внесения NPK удобрений из расчета по 1.2 г д.в./ сосуд или по 12 г д.в./м2.

Почвы. В опытах использовали пахотный слой серой лесной и дерново-подзолистой почв и почвы поймы р. Оки.

Серая лесная среднесуглинистая почва опытно-полевой станции Института, расположенной на правом берегу р. Оки юга Московской области. Вследствие длительного распахивания и использования почвы и эрозионных процессов сильно изменены морфология и система верхних горизонтов почвенного профиля. В пахотный слой вовлечены гумусовый горизонт (АО, оподзолен-ный (AjAj) и частично второй гумусовый горизонт (Bh). Показатели почвы, использованной в опытах в различные годы, изменялись в пределах: рНКа 4.6-7.0; С орг. 0.9-1.7%; N валовый 0.09-0.19%; Нг(по Каппену) 0.4-3.4 мг-экв; Са и Mg (1N KC1) 9.8-14.0 и 0.4-1.6 мг-экв; Р2О5 и К2О (0.2N НС1) 6.8-33.7 и 6.5-18.9 мг/100 г почвы соответственно.

Тяжелосуглинистая почва на современных аллювиальных отложениях центральной части поймы правого берега р. Оки юга Московской области, на которой длительное время возделываются овощные культуры. Показатели почвы, использованной в опытах в различные годы, изменялись в пределах: рНКС1 6.9-7.2; С орг. 1.5-2.0%; N валовый 0.18-0.21%; Нг (по Каппену) 0.4-0.5 мг-экв; Са и Mg (1N КС1) 17.5-18.4 и 3.7-5.5 мг-экв; Р2О5 и К2О (0.2N НС1) 39.869.0 и 16.7-24.7 мг/100 г почвы соответственно.

Дерново-подзолистая среднесуглинистая почва Чеховского района Московской области, использованная в микрополевом опыте 1 со столовой свеклой на различных почвах, расположена в 15 км севернее левого берега р. Оки. Почва имела следующие показатели: рНка 7.0; С орг. 0.6%; N валовый 0.07%; Са и Mg (1N KCl) 10.0 и 0.8 мг-экв; Р2О5 и К2О (0.2N НС1) 28.5 и 17.0 мг; Мо, Zn, Мп и Си (1N HC1) 0.06, 1.2, 38.4 и 0.5 мг/100 г почвы соответственно.

Дерново-подзолистая супесчаная почва Серпуховского района Московской области, использованная в микрополевом опыте 2 со столовой свеклой на различных почвах, расположена в 10 км севернее левого берега р. Оки. Почва

имела следующие показатели: рНКс1 4.2; С орг. 1.4%; N валовый 0.15%; Са и Mg (1N KCl) 4.2 и 1.0 мг-экв; Р2О5 и К2О (0.2N НС1) 1.1 и 7.4 мг; Mo, Zn, Mn и Си (1N HCl) 0.04,1.2,43.1 и 0.7 мг/100 г почвы соответственно.

В использованной в микрополевых опытах 1 и 2 на различных почвах со столовой свеклой серой лесной почве, в том числе с внесением песка содержание подвижных форм микроэлементов находилось в следующих пределах: Мо - 0.02-0.03 мг; Zn - 1.0-1.4 мг; Мп - 16.0 -39.2 мг; Си - 0.7-0.9 мг/100 г почвы. В пойменной почве, в том числе с внесением навоза содержалось Мо -0.02-0.03 мг; Zn - 2.6-9.8 мг; Мп - 47.8-60.3 мг; Си - 0.7-0.9 мг/100 г почвы.

Микроорганизмы. В исследованиях использовали чистые культуры флуоресцирующих псевдомонад P. fluorescens 20, P. fluorescens 21 и P. putida 23 из коллекции бактерий, выделенных из ризосферы различных растений. Бактерия P. putida 23 обладала азотфиксирующей активностью. Бактерии для проведения опытов с растениями отобраны на основании увеличения высоты семидневных инокулированных проростков овса на 20% и более. Для определения колонизации корней растений получены штаммы, меченные транспозоном Тп5 и обладающие устойчивостью к высоким концентрациям (200 мкг/мл среды) антибиотиков.

В работе использовали бактерии Azotobacter chroococcum 94K и Azospiril-lum brasilense sp7 из коллекции ИНМИ РАН и везикулярно-арбускулярный микоризный гриб Glomus mosseae из Института почвоведения и питания растений (Словакия). Использованы производственные штаммы клубеньковых бактерий Rhizobium leguminosarun 250a, R. trifolii 343 a, R. meliloti СХМ1 и выделенные в лаборатории Б.В. Симарова мутантные штаммы СХМ1-105, СХМ1-214 и СХМ1-226 исходного типа R. meliloti CXM1 (ВНИИСХМ РАСХН). Модифицированные генетическими методами штаммы клубеньковых бактерий R. leguminosarun 250а и Bradyrhizobium japonicum ПО предоставлены К.М. Злотниковым (ИБФМ РАН).

Для инокуляции использовали 18-часовые культуры бактерий, а также трехсуточные культуры Bradyrhizobium. Проращенные семена при посеве помешали на почву и инокулировали водными суспензиями чистых и смешанных культур бактерий. Бактерии вносили из расчета 10б-108 клеток на растение. Соотношение псевдомонад в смешанных культурах составляло 1:1, а клубеньковых бактерий и псевдомонад - 5:1. Эндомикоризный гриб G. mosseae вносили в почву на 3-5 см ниже семян в виде инфицированных данным микроорганизмом смеси песка и корней овса. В вариантах без инокуляции вносили убитые автоклавированием бактерии и немикоризованный материал.

Методы аналитических исследований.

Активность азотфиксации у чистых культур бактерий, клубеньков бобовых, потенциальную активность азотфиксации почвы, активность ассоциативной и симбиотической азотфиксации на интактных растениях (in situ) определяли ацетиленовым методом (Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1991).

Долю атмосферного азота в бобовых растениях рассчитывали по формуле изотопного '^-разбавления, сравнивая избыток ат. % 15N в неинокулирован-ных (не имеющих клубеньков) и инокулированных клубеньковыми бактериями растениях (Focht, Poth, 1987).

Баланс азота в системе "почва - растение" рассчитывали, учитывая исходное и конечное (после уборки) содержание валового азота в почве при определении в 12-15-тикратной повторности и количество азота почвы в растениях (за вычетом азота (15N) удобрений).

Интенсивность фотосинтеза (видимый СО2 - газообмен) растений в вегетационных опытах измеряли на целых растениях, изолированных от корней, в замкнутой системе, соединенной с газоанализатором Infralit-4 (Германия) (Мудрик, Мудрик, 1986). Интенсивность фотосинтеза в микрополевых опытах измеряли в открытой системе (Карпушкин, 1971), отбирая газовые пробы с помощью портативного прибора, помещая часть листа в камеру-прищепку, и анализируя содержание СО2 в стационарных условиях на газоанализаторе.

Активность нитратредуктазы в свежих листьях определяли in vitro (Токарев, 1977).

Приживаемость в ризоплане и ризосфере бактерий рода Pseudomonas. меченных по устойчивости к антибиотикам, определяли по Гузевой-Звягинцеву (Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1991) с использованием ага-ризованной среды Кинга Б с добавлением антибиотиков, выражая результаты в колониеобразующих единицах (КОЕ).

Частоту встречаемости микоризной инфекции на корнях определяли общепринятым методом (Селиванов, 1981).

Конкурентноспособность клубеньковых бактерий, меченных по устойчивости к антибиотикам, определяли посевами на агаризованные среды с добавлением антибиотиков.

Продуцирование ИУК бактериями изучали в режиме периодического культивирования на жидкой питательной среде, содержащей 0.04% триптофана. ИУК в культуральной жидкости бактерий анализировали с применением реактива Сальковского (метод Гордона-Вебера) и иммуноферментным методом (Кудоярова с соавт., 1986) после соответствующего фракционирования.

Фенольные соединения в корневых выделениях после экстракции этилаце-татом кислой и диэтиловым эфиром щелочной фракций определяли колориметрическим методом с реактивом Дениса-Фолина (Запрометов, 1971). Индивидуальные фенольные соединения фракционировали методом двухмерной тонкослойной хроматографии.

Гумусовые вещества (ТВ") из почвы экстрагировали последовательно ионообменной смолой КБ-4 (фракция ГВ1) и 0.1N NaOH (фракция ГВ2) (Ширшова, 1991).

Химические анализы растений и почв на содержание различных форм азота, зольных элементов и других почвенных характеристик выполнены общепринятыми методами. Избыток ат. % 15N в пробах определяли на эмиссионном спектрометре N01-4 (Германия).

II. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

11. 1. Роль ассоциативной азотфиксации в азотном питании растений

Исследования, проведенные в серии вегетационных опытов с растениями овса и райграса в песчаной культуре, показали, что происходит поступление в ризосферу и включение в растения фиксированного микроорганизмами атмосферного азота (табл. 1). В среднем по опытам в растениях содержалось до половины поступившего в систему "растение - субстрат (песок)" азота из атмосферы. Доля фиксированного азота в растениях в зависимости от дозы минерального азота в питательной смеси и вида инокулюма достигала 7-16% от выноса растениями. Оптимальные, не приводящие к получению максимального урожая дозы азота, увеличивали количество фиксированного азота в растениях в сравнении с вариантом без внесения этого элемента. Увеличение в 3 раза дозы азота в составе питательной смеси снижало количество фиксированного азота в растениях райграса (опыт 3). При удвоении половинной дозы азота в аммонийно-нитратной форме не обнаружено атмосферного азота в растениях овса (опыт 2). Внесение чистых культур диазотрофных бактерий A. chroococcum 94K и A. brasilense sp7 не имело преимущества перед почвенными микроорганизмами (почвой-инокулюмом), что свидетельствует о высоком азотфиксируюшем потенциале аборигенных диазотрофных бактерий, также ассоциированных с другими микроорганизмами (Умаров, 1986).

Увеличение количества биологического азота в растениях при внесении оптимальной дозы минерального азота находилось в соответствии с усилением активности азотфиксации в ризосфере при определении ацетиленовым методом в процессе роста растений (опыт 3) (рис. 1а). Азотфиксация возрастала от всходов растений и достигала наибольших значений при цветении. Аналогичные закономерности получены и методом изотопного "N-разбавления (рис. 16). Значительное уменьшение избытка ат. % 15N в вегетативной массе и корнях и еще в большей степени в песке фиксированным микроорганизмами немеченым азотом (14N) (в сравнении с азотным удобрением) также установлено в фазе цветения. В фазе кущения разбавление метки 15N обнаружено только в песке. Таким образом, фиксированный в процессе ассоциативной азотфикса-ции азот в начале онтогенеза растений накапливается в ризосфере и включается в растения в поздние фазы роста.

Включение в растения фиксированного в ризосфере азота установлено и при инокуляции овса чистыми культурами бактерий P. fluorescens 20 или P. putida 23 (табл. 1). Этот процесс был более выражен при внесении азотфик-сирующей бактерии P. putida 23 и еще больше возрастал при инокуляции смешанной культурой бактерий.

II. 2. Ассоциативная и симбиотическая азотфиксация при инокуляции

растений ризосферными микроорганизмами

Наряду с данными о стимуляции роста растений сообщается об отсутствии действия азотфиксируюших бактерий при интродукции в ризосферу (Мишу-

стин, Шильникова, 1968; Albrecht et al., 1981; Smith et al., 1984). В вегетационных опытах на серой лесной почве при отсутствии влияния диазотрофных бактерий pp. Azotobacter и Azospirillum на урожай и вынос азота овсом эффект

Таблица 1. Баланс 14Ы в системе "растение - субстрат (песок)" и содержание в растениях фиксированного микроорганизмами азота атмосферы. Вегетационные опыты в песчаной культуре.

№ опыта, пита- Масса псска в сосуде, кг Баланс 14n N атмосферы в растениях

тельная смесь (ПС), форма N Растение Вариант мг/сосуд мг/сосуд % от выноса N растениями %от фиксирован. N в ризосфере

1. ПС Гельригеля райграс, 11SN + A. chroococcum 94К 0.4 +6.3 3.3 13.8 52

N03 10 растений 1 15N + почва-инокулюм +6.6 3.9 16.3 59

2. ПС Прянишни- овес, 0.5 1SN + почва-инокулюм 0.4 +2.3 1.3 6.7 56

кова, МН4РЮэ 3 растения 1 1SN + почва-инокулюм +1.6*> о.з*' 0.9 19

3.11С Гельригеля райграс, 1.0N + почва-инокулюм 1.0 +3.1 1.3 76.9 33

N03 5 растений 2.115N + почва-инокулюм +11.7 7.6 12.2 65

3.31SN + почва-инокулюм +9.3 5.0 3.3 54

4. 1 15N +Л. brasilense sp7 +11.7 8.1 12.6 69

HCPos 3.5 1.4

4. ПС Гельригеля овес, 115N + Р. fluorescens 20 0.4 +5.3 3.3 ил 62

N03 4 растения 11SN + Р. pulida 23 +7.6 5.0 15.3 66

115N + P. fluorescens 20 + +8.4 5.7 15.9 68

P. putida 23

HCPos 0.8 0.7

Примечание. Вегетативная масса растений (сухое вещество) в опыте 3 составляла в варианте 1 — 2.3 г; во 2-м - 12.5 г; в 3-м - 20.6 г; в 4-м - 11.4 г/сосуд (НСРда 1.4 г/сосуд). - величины не достоверны при уровне значимости 5%.

инокуляции проявлялся в достоверном (при уровне значимости 5%) накоплении азота в почве в количествах, соизмеримых с дозой азотного удобрения (табл. 2). При инокуляции овса азоспириллой установлено усиление активности азотфиксации в ризосфере при определении ацетиленовым методом (рис. 2).

Таблица 2. Урожай овса, вынос азота растениями и содержание азота в почве при инокуляции бактериями Л. сИгоососсит 94К и А. ЬгазИе/ие ьр7. Вегетационные опыты на серой лесной почве.

Вариант Масса растений Вынос N растениями, мг/сосуд Содержание Nb почве, мг/100 г

г/сосуд (l5N) удобрения почвы исходное в конце опыта

без инокуляции А. chroococcum 94 К НСРо, 20.0 21.9 3.3 134 140 12 108 109 15 110.4 110.3 116.1 3.0

без инокуляции 28.1 155 159 127.9 127.6

Л. brasilense sp7 26.8 153 157 132.2

НСРП5 3.0 10 49 3.3

Примечание. Вносили из расчета 4 мг ISN/100 г почвы.

Последние годы флуоресцирующие бактерии рода Pseudomonas привлекают внимание как агенты биоконтроля или защиты растений от фитопатоген-ных микроорганизмов (Смирнов, Киприанова, 1990; Kloepper et al., 1989). Псевдомонады обладают быстрым ростом и высокой способностью конкурировать с другими микроорганизмами, колонизировать корневую систему растений и длительное время выживать в ризосфере. Среди представителей псевдомонад обнаружены также фиксирующие молекулярный азот (Рубан, 1986; Haahtclaetal., 1983).

мг С2Н4/сосуд/ч ■ 10-з ВО-

1. Без инокуляции

2. А. ЬгавИепзе вр7

Рис. 2. Азотфиксирующая активность в ризосфере овса при инокуляции бактерией А. ЬгазИеп5е Бр7. Вегетационный опыт на серой лесной почве.

колошение

цветение мол. спелость

При инокуляции азотфиксирующей бактерией Р. риНйа 23 ячменя и овса, нефиксирующей азот бактерией Р. Аиогвзсвт 20 овса, ярового рапса и кормовой свеклы и смешанной культурой этих бактерий озимой пшеницы установлено усиление азотфиксирующей активности в ризосфере растений в пределах одного - полутора месяцев наблюдений в вегетационных опытах на серой лесной почве (рис. 3). При внесении азотфиксирующей псевдомонады активность азотфиксации в ризосфере овса возрастала в большей степени. Усиление азот-фиксации обнаружено и в ризосфере столовой свеклы при инокуляции бактерией Р. риИ(1а 23 в вегетационном опыте на пойменной почве. Рост активности азотфиксации в ризосфере растений при внесении бактерии Р. Диогвзсвт 20, у которой при культивировании на селективной питательной среде не было обнаружено нитрогеназной активности, можно объяснить ее индукцией под влиянием корневых выделений растений (Бурлуцкая с соавт., 1991; Юре-МоИ: ег а1., 1985).

Микробиологические исследования показали, что бактерии, которые были мечены по устойчивости к антибиотикам, приживались на корнях растений (рис. 4). Численность в ризоплане интродуцированных псевдомонад находилась в пределах 105-106 КОЕ на г сухих корней, несколько снижаясь к концу опытов. Бактерия Р. риИ(1а 23 более активно колонизировала корневую систему зерновых, чем Р. Аио^евт 20.

Рядом исследований установлено повышение симбиотической азотфикса-ции и урожая бобовых при инокуляции клубеньковыми бактериями совместно с различными микроорганизмами, в том числе и с эндомикоризными грибами. На примере выращивания сои в вегетационном опыте на субстрате почва : песок установлено положительное влияние комбинированной инокуляции клубеньковыми бактериями В. ]аротсит 110 с псевдомонадой Р. Дио^евт 21 на формирование и азотфиксирующую активность бобово-ризобиального симбиоза (табл. 3). Действие комбинированной инокуляции проявлялось при внесении фосфорного удобрения и возрастало при увеличении его дозы, приводя к последовательному увеличению массы корневых клубеньков и растений. Масса клубеньков при инокуляции смешанной культурой бактерий и внесении первой и второй доз фосфора увеличилась на 16-29%, а двух его высоких доз - на 45-58%, вегетативная масса растений - на 19-23% и 35-44% соответственно в сравнении с вариантом без фосфорного удобрения. Под влиянием

псевдомонады в наибольшей степени (на 2 порядка и более) возросла азотфик-сирующая активность клубеньков. Для минимальной дозы фосфора - 5 мг д.в./100 г субстрата это может быть связано с накоплением фосфора в клубеньках. Известно, что фосфор стимулирует симбиотическую азотфиксацию, являясь составной частью АТФ, и накапливается в клубеньках бобовых, даже если растения испытывают дефицит в этом элементе.

109 сут

Рис. 3. Азотфиксирующая активность в ризосфере зерновых, ярового рапса и корнеплодов при инокуляции бактериями рода Pseudomonas. Вегетационные опыты на серой лесной (а) и пойменной (б) почвах.

После выращивания сои, инокулированной смешанной культурой бактерий и внесении высоких доз фосфора, равных 20 и 40 мг Р205/100 г субстрата, обнаружено достоверное накопление азота в субстрате, что составляло 9-15% от исходного содержания (табл. 3). На фоне остальных доз фосфора не происходило изменений содержания валового азота, за исключением его некоторого снижения при инокуляции только В. ]аротсыт 110 без фосфорного удобрения.

После уборки сои в микрополевом опыте на серой лесной почве в вариантах с инокуляцией В. ]аротсыт 110 с Р. /1ыоесет 20 или с Р. Аыогезсет 21 также установлено достоверное увеличение содержания валового азота в поч-

Таблица 3. Масса и азотфиксирующая активность (АФА) клубеньков, зеленая масса растений и содержание азота в субстрате после выращивания сои при инокуляции смешанной бактериальной культурой. Вегетационный опыт на субстрате почва: песок.

Вариант Доза Р, Масса АФА Масса Валовый

МГ Д.В./ 100 г субстрата сырых клубеньков, г/сосуд клубеньков, мг С2НУ сосуд/ч х КГ1 растений (сухое вещество), г/сосуд N. мг/ 100 г субстрата

В. japonicum 110 0 3.1 (5) 0.4 ± 0.3 11.6 44

В. japonicum 110 + 3.1 (5) 0.2 ± 0.1 10.6 48

P. fluorescens 21

В. japonicum 110 5 3.2 (6) 4.4 ± 0.7 11.9 49

В. japonicum 110 + 3.6 (9) 44.9 ± 12.3 12.6 50

P. fluorescens 21

В. japonicum 110 10 3.2 (6) 31.5 ± 4.2 10.5 47

В. japonicum 110+ 4.0 (8) 41.9 ± 3.5 13.0 48

P. fluorescens 21

B. japonicum 110 20 3.8 (8) 30.7± 7.6 11.8 46

B. japonicum 110+ 4.5 (9) 46.3 ± 7.0 14.3 54

P. fluorescens 21

B. japonicum 110 40 3.9 (9) 163.9 ±19.1 12.6 48

B. japonicum 110+ 4.9 (9) 92.9 ± 59.2 15.3 51

P. fluorescens 21 НСР05 0.4 (3) 1.8 3.6

Примечание. Исходное содержание азота 47 мг/100 г субстрата. В скобках количество фосфора в клубеньках, мг/сосуд.

- средние 3-х повторностей ± ошибка средней.

ве, что составляло 8-9% от исходного (табл. 4). При внесении обеих смешанных бактериальных культур в почве возросло содержание щелочногидроли-зуемого азота (по Корнфилду) и происходило обогащение азотом первой фракции гумусовых веществ (ГВ1), экстрагированной ионообменной смолой, а в варианте В. ]аротсит 110 с Р. Аиогвзсвт 20 - и фракции ГВ2, выделенной последующей обработкой 0.Ш №ОИ. В варианте с эндомикоризным грибом О. то55вав не установлено изменений содержания щелочногидролизуемого и валового азота, а без инокуляции происходило снижение запасов валового азота в почве.

Таблица 4. Содержание валового и шелочногидролизуемого (ЩГ) азота в почве и азота во фракциях гумусовых веществ (ГВ) после выращивания сои при инокуляции смешанными культурами микроорганизмов. Микрополевой опыт на серой лесной почве.

Вариант Валовый ЩГ Фракция ГВ1 Фракция ГВ2

мг/100 г почвы

без инокуляции 112 7.9 38 17

В. japonicum 110 119 6.5 38 22

В. japonicum 110+ Р. fluorescens 20 129 8.7 43 21

В. japonicum 110+ Р. fluorescens 21 130 8.7 41 18

В. japonicum 110+ G. mosseae 121 7.9 не опр.

исходная почва НСР„< 119 3.5 7.7 0.9 36 1.2 18 0.7

II. 3. Интенсивность фотосинтеза при инокуляции растений ризосфер-ными микроорганизмами

Азотфиксация - один из наиболее энергоемких биологических процессов и тесно связана с фотосинтезом. При инокуляции столовой свеклы бактерией P. putida 23 установлены большие значения площади листьев и СО2-газообмена растений после месяца выращивания (19. VII) и вплоть до уборки в микрополевом опыте 2 на пойменной почве (рис. 5). Формирование листовой поверхности у инокулированных растений продолжалось до конца третьего месяца вегетации (до 17.IX), тогда как для неинокулированных - заканчивалось за вдвое короткий период времени. Усиление этих процессов установлено после месяца выращивания и при инокуляции кормовой свеклы бактерией P. fluorescens 20 и у сои при внесении бактерий P. fluorescens 20 или P. fluorescens 21, или эндомикоризного гриба G. mosseae с клубеньковыми бактериями В. japonicum 110 в сравнении с чистой культурой клубеньковых бактерий в вегетационных опытах на серой лесной почве в климатокамере (рис. 5). Псевдомонады оказывали такое же действие при выращивании сои, как и эндоми-коризный гриб.

Усиление интенсивности фотосинтеза растений при инокуляции ризосфер-ными микроорганизмами происходило в результате формирования большего фотосинтетического аппарата. Интенсивность ассимиляции углекислого газа на единицу листовой поверхности (мг СО2/ дм2) инокулированными растениями возрастала несущественно или практически не изменялась.

II. 4. Продуцирование индолилуксусной кислоты стимулируюшими рост растений бактериями рода Pseudomonas

Установлено, что ризосферные бактерии рода Pseudomonas продуцируют физиологически активные вещества, в частности ИУК (Мордухова с соавт.,

Столовая свекла

дмг/сосуд мг СО^/сосуд/ч

19Л/И 03.VIII 20.VIII 17.1Х 5.Х 17.Х 19.VII 03VIII 20.VIII 17.1Х 5.Х 17.Х

Дата измерения

Кормовая свекла 2

14 34 40 14 34 40

сут

Рис. 5. Площадь листьев (а) и интенсивность фотосинтеза (б) растений при инокуляции ризосферными микроорганизмами. Микрополевой опыт 2 со столовой свеклой на пойменной почве и вегетационные опыты с кормовой свеклой и соей на серой лесной почве в климатокамере.

1991; Prikryl et э1., 1985), с которой, в том числе связывают стимуляцию роста растений. Изучение накопления ИУК бактериями Р. Аиогвзсвт 20 и Р. риНйа 23 в режиме периодического культивирования на жидкой питательной среде Кинга Б с интервалами 2 часа в первые сутки показало, что этот процесс ха-

1п0£>

И>

0.5 -

0.20

0- 16- / I / / *

0.16

-0.5 - 12 - / / / \

/ / > Х

I Р 1

-1.0- «7 К Я / 1

II <

0.04

О --0 008 -

0.12

0.08

J_1_I.

О 20 40 60

20 40 60 80ч

Рис. 6. Ростовые параметры и содержание ИУК в кулыуральной жидкости бактерии Р. Аиогехсепз 20 при выращивании в периодическом режиме. 1 - оптическая плотность бактериальной суспензии; 2 - содержание ИУК, определенное с реактивом Сальковского; 3 - содержание ИУК, определенное иммуноферментным анализом; 4 - удельная скорость роста бактерии - ц.

растеризовался двумя максимумами. На рис. 6 представлены ростовые параметры и содержание ИУК в культуральной жидкости бактерии P. Шо^евт 20 при определении методом Гордона-Вебера (кривая 2) и иммуноферментным анализом (кривая 3). Первый максимум в накоплении ИУК бактерией приходился на 9-11 ч и соответствовал экспоненциальной фазе роста бактерии, второй - основной по величине - совпадал по времени с переходом культуры в стационарную фазу роста.

Скорость роста бактерии в экспоненциальной фазе была непостоянной. Это наглядно выражено на кривой удельной скорости роста культуры (ц) (кривая 4), на которой видно, что за интенсивным ростом после 5-7 часов выращивания шло его замедление (9-часовая культура), затем рост вновь становился активным (рис. 6). Отклонение от экспоненциального роста может быть связано с появлением в процессе выращивания в периодическом режиме лимитирующих факторов, в частности, исчерпыванием одного из питательных субстратов и адаптацией ферментной системы бактерий к усвоению других, образованием агрегатов клеток и т.д. (Шлегель, 1987).

По времени оба максимума в накоплении ИУК совпадали со снижением удельной скорости роста бактерии, а уменьшение образования ИУК - с ее увеличением. Первый максимум продуцирования ИУК бактерией связан с падением Ц в 2.5 раза в экспоненциальной фазе роста, второй - отмечен в начале

стационарного роста и сопровождался переходом бактериальных клеток к росту с минимальной скоростью, когда значения ц уменьшились в 5-15 раз.

Таким образом, интенсивность накопления ИУК стимулирующими рост растений бактериями рода Pseudomonas в процессе выращивания в периодическом режиме величина не постоянная. Максимум секреции ИУК бактериями совпадает с переходом от активного роста к его снижению, что, вероятно, играет весьма важную роль в стрессовых ситуациях, в том числе и в ризосфере растений в процессах взаимодействия "растение - микроорганизм", обеспечивая оптимальную экологическую нишу бактериям.

II. 5. Урожай и вынос азота растениями при инокуляции ризосферны-ми микроорганизмами

Отзывчивость зерновых и ярового рапса на инокуляцию селекционными чистыми и смешанными культурами бактерий рода Pseudomonas в микрополевых опытах на серой лесной почве зависела от уровня минерального питания, созданного внесением удобрений (табл. 5). Наибольшие прибавки урожая зерна и суммарной надземной биомассы растений ячменя соответственно на 33% и 28% при инокуляции азотфиксирующей бактерией P. putida 23 обнаружены на фоне внесения в почву РК удобрений. Вынос азота обшей биомассой растений при этом увеличился более, чем в полтора раза. Внесение азотного удобрения из расчета 0.8 г N/ сосуд или 8 г N/ м2 совместно с РК удобрениями снижало прибавки массы зерна инокулированных растений до 16%, суммарной биомассы - до 23% и вынос азота урожаем.

При инокуляции овса чистыми культурами бактерий P. fluorescens 20 или P. putida 23 максимальное увеличение массы зерна, соответственно на 38% и 47% и выноса азота урожаем обнаружено на фоне внесения в почву минимальных доз NPK удобрений из расчета по 0.4 г д.в./ сосуд или по 4 г д.в./ м2 (табл. 5). При увеличении в полтора и два раза доз минеральных удобрений эффект от инокуляции обеими бактериями существенно снижался. Обе бактерии оказывали одинаковое действие при всех уровнях минерального питания, кроме того, что эффективность P. putida 23 была несколько выше на фоне минимальных доз удобрений. Данные бактерии, в особенности азотфиксирующая в сочетании с минимальными дозами NPK обеспечили получение такого же урожая зерна овса, как и увеличение в полтора и два раза доз удобрений без инокуляции.

Инокуляция озимой пшеницы смешанной культурой бактерий P. fluores-cens 20 и P. putida 23 повышала массу зерна на фоне возрастающих доз азотного удобрения на 16%, 55% и 32%, суммарной надземной части растений - на 17-52% и вынос азота урожаем по сравнению с соответствующими вариантами без бактерий (табл. 5). При внесении смешанной бактериальной культуры с минимальной дозой азотного удобрения (0.4 г N/ сосуд или 4 г N/ м ) получен такой же урожай зерна, как и при внесении в почву максимальной дозы азота без бактерий.

Таблица 5. Урожай зерновых и ярового рапса и вынос азота растениями при инокуляции бактериями рода Pseudomonas. Микрополевые опыты на серой лесной почве.

Культура Вариант Дозы Масса растений (сухое Вынос N

NPK, вещество), г/ сосуд общей

Г Д.В./ биомассой,

сосуд зерно обшая мг/сосуд

биомасса

ячмень без инокуляции 0 42.8 83.5 691

Р. pulida 23 56.8 106.8 1107

без инокуляции 0.8 65.4 117.9 1178

Р. putida 23 75.5 145.0 1588

HCPos 8.0 19.9 234

овес без инокуляции 0.4 21.2 54.4 662

Р. fluorescens 20 29.2 76.1 1057

Р. pulida 23 31.2 85.6 1219

без инокуляции 0.6 27.1 75.0 1034

Р. fluorescens 20 31.8 85.8 1263

Р. putida 23 30.4 85.3 1367

без инокуляции 0.8 27.6 79.0 1265

Р. fluorescens 20 34.3 93.0 1519

Р. putida 23 33.5 92.9 1708

HCPos 4.9 13.5 185

озимая без инокуляции 0.4 40.8 90.1 1025

пшеница Р. fluorescens 20 + 47.4 105.0 1332

Р. putida 23

без инокуляции 0.8 37.1 82.0 1042

Р. fluorescens 20 + 57.3 125.0 1438

Р. putida 23

без инокуляции 1.2 45.7 96.0 1247

Р. fluorescens 20 + 60.2 128.9 1535

Р. putida 23

HCPos 6.4 12.4 199

яровой без инокуляции 0 16.6 59.6 1012

рапс Р. fluorescens 20 22.1 63.4 1138

без инокуляции 0.4 26.3 81.6 1403

Р. fluorescens 20 29.5 84.0 1542

без инокуляции 0.8 33.8 99.4 1744

Р. fluorescens 20 34.7 102.0 1691

HCPos 3.8 6.3 118

Примечание. Для ячменя, озимой пшеницы и ярового рапса даны дозы азота на фоне РК удобрений по 0.8 г д.в./ сосуд.

Таблица 6. Урожай корнеплодов и вынос азота растениями при инокуляции бактериями рода Pseudomonas. Микрополевые опыты.

Культура, О Вариант Дозы Масса растений Вынос N

почва п NPK, (сырое вещество), обшей

ы Г Д.В./ г/ сосуд био-

т сосуд корне- обшая массой,

плоды биомасса мг/сосуд

столовая 1 без инокуляции 1.5 672 981 4064

свекла, Р. pulida 23 1013 1397 5323

пойменная НСР05 113 104 417

почва 2 без инокуляции 1.2 429 899 2644

Р. putida 23 519 1220 3583

HCPos 89 188 648

3 без инокуляции 0.6 360 936 2540

Р. putida 23 591 1346 3614

без инокуляции 1.2 400 1054 2905

Р. putida 23 744 1762 4621

HCPos 72 198 461

кормовая без инокуляции 0.8 747 935 1155

свекла, Р. fluorescens 20 . 1118 1610 2427

серая без инокуляции 1.2 1040 1320 1673

лесная Р. fluorescens 20 1298 1838 2924

почва HCPos 150 253 305

Наибольшие прибавки массы зерна ярового рапса от инокуляции бактерией P. fluorescens 20 и выноса азота растениями были обнаружены при внесении РК удобрений и составили 33% и 37% по отношению к варианту без бактерии (табл. 5). Внесение одинарной дозы азота на фоне РК снижало прибавку урожая зерна до 12% и вынос азота инокулированными растениями, а при удвоении дозы азотного удобрения эффекта от инокуляции не установлено. При инокуляции рапса и удобрении одинарной дозой азота получен примерно такой же урожай зерна, как и при внесении двойной дозы без бактерии.

Таким образом, инокуляция псевдомонадами позволяет уменьшить дозы NPK удобрений при выращивании зерновых и ярового рапса от полутора до трех раз без потерь урожая зерна. Внесение бактерий не заменяет азотное удобрение: масса растений, в том числе и зерна (ячменя и рапса) при инокуляции на фоне только РК удобрений, несмотря на максимальные прибавки урожая значительно ниже, чем неинокулированных растений при внесении NPK удобрений.

Аналогичные закономерности выявлены в микрополевых опытах с корнеплодами при инокуляции бактериями рода Pseudomonas (табл. 6). В серии опытов со столовой свеклой на пойменной почве инокуляция бактерией

P. putida 23 повышала массу корнеплодов в опыте 1 на 51%, в опыте 2 - на 21%, общую биомассу растений - на 36-42%, а вынос азота растениями - в 1.3-1.4 раза. Эффективность инокуляции возрастала с увеличением доз NPK удобрений (опыт 3). На фоне минимальных доз NPK (по 0.6 г д.в./ сосуд или по 6 г д.в./ м2) масса корнеплодов при инокуляции увеличилась на 64%, суммарный урожай - на 43%, а вынос азота растениями - на 42%. При удвоении доз удобрений эти показатели возросли соответственно на 86%, 68% и 59% в сравнении с вариантом без бактерии. Урожай общей биомассы и корнеплодов инокулированных растений, удобренных минимальными дозами NPK, был выше, чем неинокулированных при внесении двойных доз удобрений.

Инокуляция кормовой свеклы бактерией P. fluorescens 20 в опыте на серой лесной почве на фоне внесения минимальных доз NPK удобрений (по 0.8 г д.в./ сосуд или по 8 г д.в./ м2) повысила массу корнеплодов на 50% к неиноку-лированному варианту, а при увеличении в полтора раза доз удобрений лишь на 25% (табл. 6). Влияние бактерии в большей степени проявилось в формировании ботвы (листьев с черешками), масса которой при инокуляции возросла в 2-2.5 раза по сравнению с вариантами без инокуляции. Резкое (в 1.8-2.1 раза) увеличение выноса азота общей биомассой инокулированных растений происходило в основном за счет ботвы, тогда как вынос азота корнеплодами возрос на 60-70%. Инокуляция бактерией P. fluorescens 20 повышала урожай корнеплодов, как и увеличение в полтора раза доз NPK удобрений без инокуляции.

Таким образом, внесение бактерий рода Pseudomonas при выращивании корнеплодных культур позволяет снизить от полутора до двух раз дозы минеральных, в том числе азотных удобрений без потерь урожая и даже получить больший урожай корнеплодов (столовой свеклы) при вдвое меньших затратах удобрений.

Проведение опытов с зерновыми, яровым рапсом и корнеплодами позволяет заключить, что наибольший эффект от инокуляции бактериями рода Pseudomonas достигается при внесении оптимальных для каждой сельскохозяйственной культуры доз минеральных, в том числе азотных удобрений.

Инокуляция бактериями повышает вынос азота урожаем (табл. 5, 6) без существенных изменений процентного содержания этого элемента в растениях, за исключением его увеличения на фоне внесения низких доз минеральных удобрений.

Применение меченных 15N азотных удобрений в микрополевых опытах с корнеплодами позволило установить, что под влиянием инокуляции псевдомонадами в большинстве вариантов отмечено лишь некоторое увеличение выноса азота удобрения растениями (табл. 7). Наибольшее увеличение количества меченого азота в растениях столовой свеклой обнаружено при инокуляции бактерией P. putida 23 при внесении минимальной дозы в опыте 3 на пойменной почве. Урожай корнеплодов в основном, на 70-90% формировался за счет азота почвы, вынос которого столовой свеклой при инокуляции бактериями возрос в среднем по опытам в полтора раза, а кормовой свеклой - до 2-2.5 раз.

Таблица 7. Вынос азота (1SN) удобрения и почвы корнеплодами при инокуля' ции бактериями рода Pseudomonas. Микрополевые опыты.

Вариант Дозы Избыток ат. % I5N*> Вынос азота расте-

"NPK, ниями, мг/сосуд

Г Д.В./ корне- надземная (,SN) удо- почвы

сосуд плоды часть брения

столовая свекла, пойменная почва

опыт 1

без инокуляции 1.5 0.9 ±0.1 0.8 ±0.1 597 3467

Р. pulida 23 0.8 ± 0.2 0.6 ± 0.1 651 4672

HCPos 142 542

опыт 2

без инокуляции 1.2 4.6 ± 0.5 3.6 ±0.4 722 1922

Р. pulida 23 2.5 ± 0.4 2.3 ± 0.6 761 2822

НСР05 85 360

опыт 3

без инокуляции 0.6 1.4 ±0.1 1.7 ±0.3 297 2243

Р. putida 23 1.2 ±0.1 2.0 ± 0.4 392 3222

без инокуляции 1.2 3.2 ± 0.0 2.0 ± 0.1 588 2316

Р. putida 23 2.0 ± 0.1 1.9 ±0.2 683' 3938

HCPos 39 360

кормовая свекла, серая лесная почва

без инокуляции 0.8 7.0 ± 1.8 5.3 ± 0.5 339 816

Р. fluorescens 20 3.4 ± 0.6 3.1 ± 0.6 354 2073

без инокуляции 1.2 7.3 ± 1.1 7.4 ± 0.9 517 1156

Р. fluorescens 20 4.9 ± 1.0 3.3 ± 0.3 572 2352

HCPos 48 250

Лримечание. - средние 3-х повторностей ± ошибка средней.

Изучение потребления азота столовой свеклой в онтогенезе в микрополевом опыте 2 на пойменной почве показало, что в первые полтора месяца роста (до 3.УШ) инокуляция бактерией Р. риИ<1а 23 не влияла на использование азота почвы растениями, в инокулированные растения поступало больше азота (15^ удобрения в первый месяц опыта (рис. 7а,б). В последующие сроки под влиянием инокуляции растения использовали больше почвенного азота, а вынос азота удобрения растениями возрастал не столь значительно и был примерно одинаков в обоих вариантах опыта.

Меньшие значения избытка ат. % в инокулированных азотфиксирую-щей бактерией Р. риИ(1а 23 растениях во второй половине вегетации в сравнении с неинокулированными (рис. 7в,г) и в момент уборки, в том числе и в других опытах (табл. 7) в соответствии с концепцией изотопного 15Ы-разбавления

позволяют заключить, что некоторая часть почвенного азота в растениях при инокуляции имеет атмосферное происхождение, т.е. связана с включением в них фиксированного бактериями в ризосфере азота. Этот процесс происходил в поздние фазы роста растений, когда содержание подвижных форм азота в

почве было незначительным (рис. 7е), которое, как правило, не ингибирует азотфиксацию. Резкое падение численности бактерии P. putida 23 в ризоплане в поздние фазы роста растений (рис. 7д) дает основание предполагать об усвоении растениями азота биомассы диазотрофов. В начальные сроки, когда в почве содержалось высокие количества подвижного азота, ингибируюшие азотфиксацию, не обнаружено разбавления метки 15N, а, следовательно, и биологического азота в инокулированных растениях.

Данные, полученные балансовым методом, также показывают, что фиксированный бактериями в ризосфере азот усваивается растениями. Превышение баланса азота в системе "почва - растение" после выращивания столовой свеклы в вегетационном опыте на пойменной почве в варианте с инокуляцией бактерией P. putida 23 было связано с немеченым или почвенным азотом, содержащимся в растениях (табл. 8). После уборки инокулированных растений в отличие от варианта без инокуляции не обнаружено статистически достоверных (при уровне значимости 5%) изменений содержания валового азота в почве. Эти результаты дают основание считать, что положительный баланс азота в варианте с инокуляцией связан с включением в растения фиксированного при ассоциативной азотфиксации азота.

Аналогичные закономерности получены и в микрополевых опытах со столовой свеклой на пойменной почве при инокуляции бактерией P. putida 23 (табл. 8). Определение баланса азота в динамике в процессе роста растений (опыт 2), также как и полученные методом изотопного 15№разбавления данные (рис. 7в,г), показало, что поступление атмосферного азота в ризосферу и включение его в инокулированные растения происходит во второй половине вегетации.

Таким образом, в результате проведения опытов в условиях песчаных и

15-VT

почвенных культур ацетиленовым методом, методом изотопного N-разбавления и балансовым методом установлено поступление азота в ризосферу в процессе ассоциативной азотфиксации, в том числе и при инокуляции бактериями рода Pseudomonas и включение фиксированного азота в растения.

Связанный ассоциативными азотфиксирующими бактериями азот поступает в почву в виде внеклеточных азотсодержащих соединений, прижизненно выделяемых диазотрофами, так и после отмирания клеток и после минерализации становится доступным растениям (Умаров, 1986). Псевдомонады характеризуются быстрым ростом и, вероятно, оборачиваемостью биомассы и вследствие этого азот, фиксированный в почве при внесении данных бактерий, минерализуется и усваивается растениями в течение вегетационного периода. В противоположность этому нами установлено, что при внесении диазотроф-ных бактерий pp. Azotobacter и Azospirillum происходит накопление фиксированного азота в почве, который не используется небобовым растением во время вегетации.

Таблица 8. Баланс азота в системе "почва - растение" при инокуляции столовой свеклы бактериями рода Pseudomonas. Опыты на пойменной почве

Вариант Дозы 15npk, Срок опреде- Содержание азота, мг/100 г почвы Баланс N, мг/

г Д.В./ ления исхо- в рас- в конце 100 г

сосуд дное в почве тениях"^ опыта в почве почвы

А Б В Б+В-А

вегетационный опыт

без инокуляции Р. putida 23 16**' HCPos уборка 206.1 2.1 2.8 0.3 203.2 206.2 2.6 -0.8 +2.9

микрополевые опыты

о п ы т 1

без инокуляции Р. putida 23 1.5 HCPos уборка 184.4 9.6 13.0 0.4 183.3 186.3 4.7 +8.5 +14.9

о п ы т 2

без инокуляции Р. putida 23 1.2 03.VIII 212.7 1.7 1.8 215.3 213.2 +4.3 +2.3

без инокуляции Р. putida 23 17.XI 4.1 6.1 208.4 213.2 -0.2 +6.6

без инокуляции Р. putida 23 HCPos 17.Х, уборка 5.3 7.8 0.2 214.4 215.3 3.7 +7.0 +10.4

Примечание. без N(I5N) удобрения. - мг/100 г почвы,

Несмотря на высокую отзывчивость растений сои на инокуляцию клубеньковыми бактериями В. japonicum 110 при их отсутствии в серой лесной почве, инокуляция В.]'аротсыт 110 с бактериями Р. Аиогеясет 20 или Р. Аиогеясет 21 приводила к дальнейшему увеличению массы зерна и суммарного урожая на 18-21% в микрополевом опыте (табл. 9). Вынос азота растениями под влиянием комбинированной инокуляции возрастал на 13-15% без существенных изменений содержания этого элемента в зерне и соломе. Наибольшие прибавки урожая зерна сои и выноса азота растениями, соответственно на 30% и 31%, установлены в варианте с внесением эндомикоризного гриба О. тожеае. Однако, различия в действии смешанных культур микроорганизмов были недостоверными.

Комбинированная инокуляция клевера клубеньковыми бактериями Я. М/о-Ш 343а с бактерией Р. /1ыогезеет 21 повысила зеленую массу каждого укоса, суммарный урожай - на 40%, а вынос им азота - более, чем в 1.5 раза (табл. 9), несколько увеличив содержание азота в растениях.

Внесение клубеньковых бактерий В. ]аромсиш ПО совместно с бактерией Р. Аиогвзевт 20 или Р. Аиогвзсвт 21 увеличило количество атмосферного азота в растениях сои на 10-12%, а с эндомикоризным грибом О. шо^вав - на 39% по сравнению с инокуляцией только клубеньковыми бактериями (рис. 8). Под влиянием смешанных культур микроорганизмов на 14-29% возрос вынос растениями азота из почвы. В вариантах с микроорганизмами на азот атмосферы в растениях сои приходилось 62-70% от общего количества в урожае, азот почвы - 25-33%, на меченный 15М "стартовый" азот удобрения - всего 5-6%, количество которого под влиянием смешанных культур микроорганизмов изменялось незначительно.

Таблица 9. Урожай сои и клевера и вынос азота растениями при инокуляции смешанными культурами микроорганизмов. Микрополевые опыты на серой лесной почве.

Культура Вариант Масса растений, (сухое вещество), г/ сосуд Вынос N общей биомассой, мг/сосуд

зерно общая биомасса

соя без инокуляции 18.7 - 48.1 1001

В. )ароп'1сит 110 49.1 94.4 3343

В. ¡аротсит 110 + Р. Аиогезсею 20 58.0 110.7 3789

В. ]аротсит 110 + Р. Аиогезсем 21 59.5 112.9 3844

B. /аромсит 110 + C. тсшеае НСР„5 63.9 5.3 117.2 14.6 4364 137

клевер зеленая масса растений (сухое вещество), г/сосуд 2618 4112 405

Я. т[оШ 343а /?. т/о1и 343а + Р. ¡1иотезсею 21 НСР,* укосы общая биомасса

1 2 3

19.1 26.5 3.5 97.5 126.7 16.6 15.6 32.4 2.9 132.6 185.6 23.8

II. 6. Качество растений и вынос зольных элементов урожаем при инокуляции ризосферными микроорганизмами

На примере выращивания столовой свеклы в микрополевом опыте 2 на пойменной почве установлено положительное влияние бактерий рода Pseudomonas на качество растений. При инокуляции бактерией P. putida 23 в большинстве определений в корнеплодах содержалось больше белкового азота, а также небелковой его формы и нитратов в растениях в процессе роста (рис. 9а-г). Содержание нитратов в корнеплодах при уборке не превышало предельно допустимых концентраций, как и в других опытах с корнеплодными растениями. Увеличение содержания различных форм азота в органах инокулиро-ванных растений несомненно связано с улучшением азотного питания и увеличением количества азота в растениях (табл. 6) и усилением процессов азотного обмена в растениях, в частности, активности фермента нитратредуктазы в листьях (рис. 9д). Являясь субстратиндуцируемым ферментом, на фоне повышенных количеств нитратов в листьях инокулированных растений нитрат-редуктаза проявляла более высокую активность практически в течение всего вегетационного периода. Повышение содержания белкового азота в корнеплодах инокулированных растений может быть связано с усилением активности нитратредуктазы - первого фермента энзиматической цепи превращения нитратов и играющего важную роль в регуляции метаболизма азота у высших растений. Кроме того, влияние на синтез белка в растениях и стимуляцию активности нитратредуктазы в листьях, вероятно, оказывает и усиление при инокуляции фотосинтеза, который обеспечивает процесс восстановления нитратов необходимой энергией, восстановленным НАДН и продуктами ассимиляции углерода.

Инокуляция ризосферными бактериями оказывает влияние и на вынос зольных элементов растениями, которое зависит от их биологических особенностей и дозы азотного удобрения. Относительное содержание большинства элементов в инокулированных растениях не изменяется. В микрополевых

опытах с растениями с продолжительным периодом потребления питательных элементов - озимой пшеницей и столовой свеклой при внесении соответственно смешанной культуры бактерий Р. Аиогвзсвт 20 и Р. риНйа 23 на серой лесной почве и бактерии Р. риНйа 23 на пойменной почве возрастал вынос урожаем Р, К, Са, Mg, Fe, Zn, Mn и Си, а также № свеклой (рис. 10).

Известно, что ризосферные псевдомонады стимулируют рост растений, в том числе в результате подавления фитопатогенных микроорганизмов, образуя сидерофоры - низкомолекулярные органические соединения, обладающие повышенным сродством к железу, которые связывают этот элемент из окружающей среды и, тем самым, снижают его доступность (Ыoepper et а1., 1989).

300 -

мг,'сосуд

N,PK

Озимая пшеница, млкрололсвой опыт на серой лесной почве

10 -,мг/сосуд Fe-

Л,

5 -

Ca ..

_ Mg

íti

мг/сосуд* 10 10

Мл

мг/сосуд

N3PK

600 -

300 -

мг/сосуд FeJ

I I без инокуляции V//. 1 Р. Duorescens 20 * Р. putkla 23

xí

мг/сосуд X 10 10-

Мп

£1

Столовая свекла, микрополевой опыт на пойменной почве

Кукурута, вегетационный опыт по метолу изолированною питания (в отсек с

- ISV

мг/сосуд 6000 -

2000

почвой внесены PK удобрения, в отсек с песком - меченный N оют)

мг/сосуд

кх

мг/сосуд N ( N)

мг/сосуд

без инокуляции 'Л EZZZ3 Р. putida 23

Na-i

Ca Mg

150

МЫ

N почвы удобрения T

2.5

i I

Без инокуляции У~ГЛ р. fluorescens 20 + Р. putida 23 в песок FTTT-I Р. íluorescens 20 + Р. putida 23 в почву

Мп

Рис. 10. Выпос азота и зольных элементов растениями при нпокулящгн бактериями рода Pseudomonas.

Наши исследования показывают, что под влиянием псевдомонад происходит увеличение выноса железа растениями с продолжительным вегетационным периодом, а на примере озимой пшеницы этот процесс, в том числе и для других перечисленных элементов усиливается при увеличении доз азотных удобрений.

При инокуляции бактерией Р. /¡ыогезсет 20 ярового рапса, имеющего менее продолжительный период потребления питательных элементов, в микрополевом опыте на серой лесной почве установлено увеличение выноса зерном всех изученных элементов при одновременном снижении большинства их количества, в том числе и Бе в вегетативной массе (соломе) (рис. 11). При инокуляции отмечено снижение выноса некоторых элементов, включая Бе, суммар-

ной надземной биомассой. Преимущественное накопление Fe и других элементов в зерне, вероятно, связано с усилением физиологических процессов в инокулированном растении, которое, в частности, проявлялось в усилении фотосинтеза и активности нитратредуктазы. Азотное удобрение увеличило вынос Fe и микроэлементов инокулированными растениями.

Комбинированная инокуляция бобового растения - сои клубеньковыми бактериями с псевдомонадами, как и с эндомикоризным грибом, кроме перечисленных элементов, увеличила еще и вынос зерном Мо (рис. 11). При инокуляции сои микроорганизмами только для Fe и отчасти для фосфора установлено увеличение выноса зерном за счет соломы и уменьшение количества Fe в суммарном урожае; вынос остальных элементов соломой возрастал или не изменялся.

Снижение выноса железа яровым рапсом и соей при инокуляции бактериями рода Pseudomonas или эндомикоризным грибом G. mosseae, вероятно, связано с непродолжительным потреблением питательных элементов и низкой способностью растений усваивать железо, связанное микробными сидерофо-рами. Однако уменьшение выноса Fe и других элементов под влиянием микроорганизмов не являлось критическим для роста растений, так как при этом происходило увеличение урожая.

В вегетационном опыте с кукурузой по методу изолированного питания (с разделенной корневой системой) установлено, что инокуляция бактериями рода Pseudomonas увеличивает вынос растениями питательных элементов из почвы главным образом в результате непосредственного влияния на их доступность (рис. 10). Максимальное накопление азота и других элементов зеленой массой растений обнаружено при внесении бактерий в отсек с почвой, чем в отсек с песком.

Кроме того, бактерии усиливают поглотительную деятельность корневой системы. Установлено увеличение выноса растениями азота и зольных элементов из отсека с почвой при внесении бактерий в отсек с песком и меченного 15N азота из отсека с песком при внесении бактерий в отсек с почвой, то есть при отсутствии непосредственного контакта бактерий с корнями, поглощающими питательные элементы. Увеличение выноса Fe кукурузой при инокуляции, также как и озимой пшеницей и корнеплодами в опытах в почвенной культуре (рис. 10) можно объяснить продолжительным потреблением питательных элементов и способностью растений усваивать железо, связанное микробными сидерофорами.

В этом опыте установлено, что увеличение выноса питательных элементов растениями кукурузы при инокуляции бактериями рода Pseudomonas связано с увеличением содержания в корневых выделениях фенольных соединений, представленных кислой фракцией фенолов (фенолкарбоновыми кислотами) и нейтральной (флавоноидами) (табл. 10). Известно, что в условиях дефицита Fe и других элементов усиливается выделение корнями высших растений фито-сидерофоров (фенолов и аминокислот), которые увеличивают растворимость неорганических фосфатов в результате образования относительно стабильных комплексов железа (Felll) и алюминия (Marschner, 1995).

Таблица 10. Содержание фенольных соединений в корневых выделениях кукурузы при инокуляции смешанной культурой бактерий Р. fluorescens 20 и Р. pulida 23. Вегетационный опыт по методу изолированного питания.

Вариант Фракция фенольных соединений Содержание фенольных соединений в корневых выделениях*'

мг/кг песка. мг/массу корней в песке.

без инокуляции нейтральная кислая 0.18 ± 0.02 0.74 ± 0.07 0.20 ± 0.05 0.82 ± 0.22

Р. fluorescens 20+ Р. pulida 23 нейтральная кислая 0.28 ± 0.03 0.89 ± 0.11 0.55 ± 0.08 1.79 ± 0.25

Примечание. *>-средние 3-х повторностей ± ошибка средней.

Хроматографический анализ кислой фракции корневых выделений позволил выявить в них соединения фенольной природы (рис. 12). На хроматограм-мах легко обнаруживаются различия в составе фенолов для неинокулирован-ных и инокулированных растений.

Рис. 12. Хроматограмма кислой фракции корневых выделений кукурузы. Вегетационный опыт по методу изолированного питания. УФ-свет, рентгеновская пленка. 1 - без инокуляции; 2 - Р. Циоюсею 20 и Р. риМа 23.

В дополнительном эксперименте обнаружена индукция выделения фенолов корнями кукурузы через 1 час после введения препарата ИУК в среду выращивания - водную культуру (табл. 11).

На рис. 13 представлена вероятная схема мобилизации питательных элементов из почвы корнями растений при инокуляции ростстимулирующими бактериями рода Pseudomonas. Увеличение выноса азота и зольных элементов инокулированными растениями из почвы происходит в результате усиления эксудации корневой системой фенольных соединений. Довольно быстрая ин-

Таблица 11. Выделение фенолов корнями кукурузы в среду выращивания после внесения ИУК. Вегетационный опыт в водной культуре.

Питательная смесь (ПС) Вариант Фенольные соединения в питательном растворе

ПС Гельригеля без внесения ИУК -

внесение ИУК +

Корень

Рис. 13 . Схема мобилизации элементов минерального питания растениями из почвы при инокуляции ростстимулирующими бактериями рода Pseudomonas.

дукция выделения фенолов корнями под влиянием экзогенной ИУК дает основание считать, что влияние бактерий на секрецию корнями фенолов связано с их способностью продуцировать ИУК, которая усиливается в стрессовых условиях, как правило, имеющих место в почве, в том числе и в ризосфере. В свою очередь, ризосферные микроорганизмы используют в биосинтезе ИУК триптофан корневых экзометаболитов растений (Кравченко, Леонова, 1993). Кроме того, выделяемые растениями фенольные соединения способны выполнять роль сигнальных веществ или индукторов вирулентности во взаимодействиях растений с микроорганизмами (Запрометов, 1992).

Применение микроорганизмов, увеличивающих вынос питательных элементов растениями из почвы, на наш взгляд, имеет преимущество перед минеральными и, в особенности, дефицитными микроудобрениями (Аристархов с соавт., 1989), т. к. не приводит к существенным изменениям элементного состава растений, в том числе повышению в них концентраций микроэлементов, что может являться причиной ряда заболеваний человека и животных.

Таким образом, инокуляция псевдомонадами приводит к усилению в растениях физиологических процессов (фотосинтеза, ферментов азотного обмена, синтеза белковых соединений и секреции фенольных соединений корневой

системой), а также к увеличению выноса питательных элементов из почвы и преимущественному их включению в зерно. Химические элементы оказывают на рост растений как прямое влияние, входя в активные центры ферментов, так и косвенное - изменяя метаболические процессы. Усиление микробиологической азотфиксации и увеличение доли биологического азота в растениях при внесении псевдомонад, несомненно, связано с увеличением в почве доступного молибдена, который входит в состав азотфиксирующего фермента - нитро-геназы, а также других элементов. Ассоциативная и симбиотическая азотфик-сация тесно связаны с фотосинтезом, интенсивность которого в инокулиро-ванных растениях возрастала главным образом вследствие увеличения листовой поверхности, что наряду с усилением потребления питательных элементов растениями, вероятно, обусловлено образованием фитогормонов бактериями. Накопление азота в почве при комбинированной инокуляции бобовых (сои) бактериями, может быть, связано с выделением корнями азотсодержащих соединений, которое, как известно, усиливается под влиянием микроэлементов, в особенности, Мо и Си (Мильто с соавт., 1973).

II. 7. Отзывчивость растений на инокуляцию бактериями рода Pseudomonas в различных почвенных условиях

Действие ризосферных микроорганизмов, в том числе азотфиксирующих бактерий и флуоресцирующих псевдомонад, применяемых для стимуляции роста растений, не отличается постоянством (Мишустин, Шильникова 1968; Weller, 1988; Lemanceau, Alabouvette, 1993). Эффективность интродуцируемых микроорганизмов в значительной степени зависит от почвенных условий (Мишустин, Шильникова, 1968; Latour et al., 1996), выживаемости в ризосфере и колонизации корневой системы растений (Weiler, 1988; Bull, 1991).

В результате проведения микрополевых опытов со столовой свеклой на фоне внесения оптимальных доз минеральных NPK удобрений установлено, что отзывчивость растений на инокуляцию азотфиксирующей бактерией P. putida 23 (рис. 14а) определяется потенциальной активностью азотфиксации использованных почв и почвенных субстратов (рис. 146). Прибавки урожая от инокуляции имели место только на почвах и субстратах с низкими значениями этого показателя: в опыте 1 - на серой лесной почве с разбавлением и без разбавления песком и пойменной почве; в опыте 2 - на дерново-подзолистой почве и серой лесной почве с внесением и без внесения песка.

Отзывчивости растений на инокуляцию не установлено при высоких значениях азотфиксации, когда получен максимальный урожай - в опыте 1 на дерново-подзолистой почве с низким содержанием гумуса и питательных элементов, но с высоким содержанием подвижного Мо, а также на пойменной почве с внесением навоза; в опыте 2 - на пойменной почве, в том числе с внесением навоза. Высокая активность азотфиксации бедной дерново-подзолистой почвы в опыте 1, несомненно, обусловлена подвижным Мо.

Инокуляция приводила к повышению урожая до максимального уровня только на серой лесной и пойменной почвах в опыте 1.

В результате проведения вегетационного опыта установлено, что отзывчивость растений на инокуляцию бактерией Р. putida 23, обнаруженная на дерново-подзолистой и серой лесной почвах в микрополевом опыте 2, связана с лучшей приживаемостью бактерии, меченной по устойчивости к антибиотикам, в ризоплане и ризосфере, в особенности, в первый месяц роста растений (рис. 15).

Таким образом, определение потенциальной азотфиксирующей активности почв может быть использовано для прогноза эффективности интродуцируемой в ризосферу бактерии на различных почвах. В получении максимального урожая решающее значение принадлежит плодородию почв, которое, в том числе определяется азотфиксирующей активностью.

11. 8. Эффективность модифицированных генетическими методами клубеньковых бактерий при выращивании бобовых растений

Известно, что высокие количества минерального азота ингибируют сим-биотическую азотфиксацию. В результате проведения вегетационных опытов с бобовыми при инокуляции клубеньковыми бактериями, модифицированными генетическими методами, были выявлены штаммы, превышающие по эффективности исходные типы на фоне внесения минерального азота (табл. 12).

КОЕ/гпочвы МО"

5 4

недели

Рис. 15. Численность бактерии P. putida 23 в ризосфсрной почве (а) и р изо плане (б) столовой свеклы. Вегетационный опыт на различных почвах и субстратах, использованных в микрополевом опыте 2.

Штамм №2 R. leguminosarum 250a, несущий плазмиду с двумя ниф-генами, при внесении в серую лесную почву азота в отличие от исходного, производственного штамма повышал массу гороха, в том числе и зерна, а также вынос азота растениями, не уступая по эффективности исходному без азотного удобрения. Применение этого штамма не влияло на вынос растениями меченого азота удобрения, а увеличило количество симбиотически фиксированного азота в растениях (на основании меньших значений избытка ат. % 15N в зерне в соответствии с концепцией изотопного разбавления).

Штамм asp В. japonicum, лишенный фермента аспартатаминотрасферазы, при выращивании сои на вермикулите с внесением как нитратного, так и аммонийного азота в питательной смеси обеспечивал лучшее образование клубеньков с большей азотфиксирующей активностью, увеличивал количество симбиотрофного азота в растениях и их массу в сравнении с исходным штаммом. Усиление симбиотической азотфиксации также установлено измерениями на интактных растениях в течение вегетации. Штамм asp не влиял на использование растениями меченого минерального азота, однако, без его внесения при применении этого штамма установлены низкие показатели симбиоти-ческой азотфиксации и массы растений.

Модифицированные генетическими методами штаммы СХМ1-105, СХМ1-214 и СХМ1—226 R. meliloti на фоне внесения минерального азота имели преимущество перед исходным СХМ1, не уступая исходному без азотного удобрения, при выращивании люцерны в вегетационном опыте на серой лесной почве. Высокая эффективность мутантных штаммов была обусловлена их высокой конкурентноспособностью с аборигенными клубеньковыми бактериями. До 90% корневых клубеньков было образовано модифицированными штаммами, меченными по устойчивости к стрептомицину. В табл. 12 представлены данные для одного из эффективных мутантных штаммов R. meliloti CXM1-105. На фоне внесения минерального азота в почву применение штамма СХМ1-105

Таблица 12. Урожай гороха, сои и люцерны и вынос азота растениями при инокуляции различными штаммами клубеньковых бактерий.

Горох, вегетационный опыт на серой лесной почве

Штамм /?. ¡е£ит1-повагит 250а Удобрения Масса растений, (сухое вещество), г/сосуд Избыток ат. % 15М*> Вынос азота растениями, мг/сосуд

зерно общая биомасса зерно солома удобрения общий

исходный РК 15ЫРК 5.8 6.0 10.5 13.9 3.6±0.2 5.1± 0.2 53 259 346

№2, мутантный РК 15ЫРК НСР05 5.6 7.0 1.0 11.2 15.4 1.4 3.1 ±0.3 5.2± 0.2 53 7 274 401 51

Соя, вегетационный опыт на вермикулите

Штамм В. ]аротсит 110 Ыв питательной смеси Масса сухих растений Масса сырых клубеньков Вынос азота, растениями, мг/сосуд АФА клубеньков*', МГ С2Н4/ сосуд/ ч X 102

г/сосуд удобрения атмосферы

исходный 0N 15Ш3 15мн4 11.7 10.5 9.9 2.7 1.6 3.3 136 62 408 134 247 0.59 0.50 1.22

ахр", мутантный ОИ 151ЧОз 16МН4 НСР05 8.1 19.0 13.5 3.3 2.1 4.0 3.4 1.2 136 77 27 263 432 411 134 0.77 2.29 1.70 0.41

Люцерна, вегетационный опыт на серой лесной почве

Штамм /?. теШой Удобрения Масса сухих растений, г/сосуд Избыток ат. % в растениях Вынос N биомассой 3-х укосов, мг/сосуд

укосы удобрения общий

1 2 3

СХМ1-исходный РК "ЫРК 29.6 29.2 12 ±0.6 2.1* 0.1 1.1±0.1 194 989 1133

СХМ1-105, мутантный РК 15ИРК НСР05 31.7 37.0 3.8 12 ±0.6 2.3±0.1 1.1 ±0.0 200 19 1153 1208 120

Примечание. средние 3-х повторностей ± ошибка средней.

увеличило зеленую массу второго и третьего укосов люцерны на 20-22%, а в сумме за 3 укоса - на 17% в сравнении с исходным штаммом СХМ1. Модифицированные штаммы R. meliloti при внесении минерального азота повышали зеленую массу люцерны, не оказывая влияния на симбиотическую азотфикса-цию и накопление азота растениями, а, вероятно, обладая другими свойствами, стимулирующими рост и (или) физиологическую активность растений.

При испытании штаммов №2 R. leguminosarum 250а и СХМ1-105R. meliloti в микрополевых опытах на серой лесной почве на фоне внесения азота получены аналогичные закономерности по влиянию на урожай и вынос азота растениями.

ВЫВОДЫ

1. Инокуляция использованными в работе селекционными бактериями рода Pseudomonas активизирует ассоциативную азотфиксацию и увеличивает количество биологического азота в растениях во второй половине вегетационного периода. Совместное внесение клубеньковых бактерий В. japonicum НО с бактериями рода Pseudomonas, также как и с эндомикоризным грибом G. mosseae усиливает симбиотическую азотфиксацию и повышает количество симбиотрофного азота в растениях сои.

2. Внесение в ризосферу чистых и смешанных культур селекционных бактерий рода Pseudomonas увеличивает листовую поверхность и усиливает интенсивность фотосинтеза растений, улучшает клубенькообразование у бобовых, усиливает поглотительную способность корней и увеличивает вынос азота и зольных элементов из почвы растениями, усиливает активность ферментов азотного обмена (нитратредуктазы) и увеличивает содержание белкового азота в растениях, влияет на распределение питательных элементов в растениях.

3. Поступление в растения фиксированного в процессе ассоциативной азотфиксации азота зависит от дозы минерального азота и вида инокулюма. Оптимальные с учетом биологических особенностей растений дозы азота увеличивают накопление биологического азота в растениях.

4. При комбинированной инокуляции бобового растения (сои) клубеньковыми бактериями В. japonicum 110 с бактериями P. fluorescens (штаммами 20 или 21) и при отсутствии положительного эффекта диазотрофных бактерий Azotobacter chroococcum 94K и Azospirillum brasilense sp7 на рост небобового растения (овса) установлено накопление азота в почве в количествах, соизмеримых с дозами азотных удобрений.

5. Влияние инокуляции бактериями рода Pseudomonas на урожай зерновых, ярового рапса и корнеплодов зависит от доз минеральных (NPK) удобрений и биологических особенностей растений. Внесение бактерий с оптимальными дозами удобрений из расчета по 4 г д.в./ м2 под зерновые и яровой рапс и 6-8 г д.в./ м2 под корнеплодные культуры увеличивает урожай зерна (в

среднем на 30%) и корнеплодов (в среднем на 60%) адекватно увеличению доз удобрений в 1.5-3 раза без инокуляции.

6. Комбинированная инокуляция сои и клевера соответственно клубеньковыми бактериями В. japonicum 110 и R. trifolii 343а с бактериями рода Pseudomonas повышает урожай на 20% и 40% в сравнении с чистыми культурами клубеньковых бактерий. Эффект комбинированной инокуляции на симбиоти-ческую азотфиксацию и урожай бобовых (сои) возрастает при увеличении дозы фосфорного удобрения. Усиление симбиотической азотфиксации при внесении псевдомонад с низкой дозой фосфора связано с увеличением его накопления в корневых клубеньках.

7. Инокуляция бактериями рода Pseudomonas увеличивает вынос Р, К, Са, Mg, Fe, Zn, Mn и Си растениями с продолжительным вегетационным периодом (озимой пшеницей и столовой свеклой), в том числе Na корнеплодами и Мо бобовыми, не влияя на концентрации большинства элементов в растениях. Для растений с коротким периодом потребления питательных элементов (ярового рапса и сои) при инокуляции псевдомонадами установлено снижение выноса Fe суммарной надземной биомассой при увеличении выноса этого элемента зерном. Увеличение выноса зольных элементов зерном рапса под влиянием инокуляции происходит при одновременном снижении количества элементов в вегетативной массе. Внесение и увеличение дозы азотного удобрения повышает вынос Fe и микроэлементов инокулированными растениями.

8. Увеличение выноса питательных элементов растениями при инокуляции бактериями рода Pseudomonas связано с усилением эксудации корнями фе-нольных соединений под влиянием бактериальной ИУК, накопление которой усиливается в стрессовых условиях - при переходе от интенсивного роста бактерий к его замедлению.

9. Отзывчивость растений (столовой свеклы) на инокуляцию диазотрофной бактерией P. putida 23 определяется азотфиксируюшей активностью почв и приживаемостью бактерии в ризоплане и ризосфере. Инокуляция увеличивает урожай на почвах с низкой потенциальной активностью азотфиксации и высокой приживаемостью бактерии и, напротив, не оказывает эффекта при высокой азотфиксируюшей активности почвы и низкой приживаемости бактерии.

10. Из коллекций клубеньковых бактерий ИБФМ РАН и ВНИИСХМ РАСХН выявлены модифицированные генетическими методами штаммы исходных типов R. leguminosarum 250а и В. japonicum 110 с повышенной сим-биотической азотфиксацией и модифицированные штаммы исходного типа R. meliloti CXM1, не снижающие симбиотической эффективности, на фоне минерального азота и повышающие урожай гороха, сои и люцерны.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Umarov M.M., Shabacv V.P., Smolin V.Yu., Aseeva O.E. Incorporation of "biological" nitrogen in non-leguminous plants during associative nitrogen fixation // Proceedings of 9th International Symposium on Soil Biology and Conservation of the Biosphere. Sopron. Budapest. Hungary. 1987. P. 357-362.

2. Умаров М.М., Шабаев В.П., Смолин В.Ю., Коновалова О.Е. Усвоение райграсом атмосферного азота, фиксированного ассоциативной микрофлорой // Вестник МГУ. Серия почвоведение. 1987. № 4. С. 23-26.

3. Умаров М.М., Шабаев B.IL, Смолин В.Ю. Роль атмосферного азота в питании небобовых культур // Известия АН СССР. Серия биологическая. 1987. № 2. С. 254-263.

4. Umarov M.M., Shabaev V.P. Role of atmospheric nitrogen in non — legume plants nutrition // Book of abstracts of 7th International Congress on N=Nitrogen Fixation. Koln (Cologne). FRG. 1988. N6-44.

5. Шабаев B.IL, Умаров М.М. Получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур при оптимальном соотношении минерального и биологического азота // Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Почвенно-агрохимические и экологические проблемы формирования высокопродуктивных агроценозов". Путцино. 1988. С. 234235.

6. Шабаев В.П., Смолин В.Ю., Стрекозова В.И., Мудрик В.А. Влияние ризосферных микроорганизмов и азотфиксирующих бактерий на урожай сельскохозяйственных культур // Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Микроорганизмы -стимуляторы и ингибиторы роста растений и животных". Ташкент. 1989. Ч. 2. С. 222.

7. Шабаев В.П., Смолин В.Ю., Леошко ВА., Герц СМ. Применение метода изотопной (15N) индикации для количественной оценки симбиотической и ассоциативной азотфиксации // Тезисы докладов 2 Международного симпозиума стран - членов СЭВ по стабильным изотопам. Тбилиси. 1989. С. 74-75.

8. Шабаев В.П., Леошко ВА., Смолин В.Ю., Злотников К.М. Влияние генотипа клубеньковых бактерий сои на симбиотическую азотфиксацию в зависимости от условий азотного питания растений // Сельскохозяйственная биология. 1989. N° 3. С. 48-50.

9. Умаров М.М., Коновалова О.Е., Шабаев ВЛ. Азотфиксация и денитрификация в агроэкосистемах на серых лесных почвах // Биологический азот в сельском хозяйстве СССР. М.: Наука. 1989. С-116-123.

10. Shabaev V., Smolin V., Zlotnikov К. The effect of strain Bradyrhizobium japonicum asp" on soybean yield and symbiotic nitrogen fixation // Abstract Book of 5th European Congress on Biotechnology. Copenhagen. Denmark. 1990. P. 519.

11. Shabaev V.P., Smolin V.Yu., Burlutskaya G.R., Umarov M.M. Nitrogen balance in soil cropped by non-leguminous plants inoculated with nitrogen-fixing microorganisms // Agrokdmia es talajtan. 1990. V. 39. ЛЬ 3-4. P. 377-381.

12. Шабаев В.П., Смолин В.Ю., Стрекозова В.И. Влияние азотфиксируюших бактерий родов Azospirillum и Azotobacter на баланс азота в почве при выращивании растений // Агрохимия. 1990. № 5. С. 86-90.

13. Умаров М.М., Шабаев В.П., Коновалова О.Е., Смолин В.Ю. Сравнительная оценка продуктивности ассоциативной азотфиксации изотопным и ацетиленовым методами // Почвоведение. 1990. № 7. С. 136-141.

14. Минеев В.Г., Шабаев В.П., Сафрина О.С., Смолин В.Ю. Влияние бактерий рода Pseudomonas на урожай столовой свеклы и вынос азота растениями // Доклады ВАСХНИЛ. 1991. № 9. С. 26-31.

15. Минеев В.Г., Сафрина О.С., Шабаев В.П. Химический состав растений столовой свеклы, инокулированных бактериями рода Pseudomonas II Доклады ВАСХНИЛ. 1991. № 10. С. 21-26.

16. Shabaev V.P., Smolin V.Yu., Strekozova V.I. The effect ofAzospirillum brasilense sp7 and Azotobacter chroococcum on nitrogen balance in soil cropping with oats (Avena sativa L.) // Biology and Fertility of Soils. 1991. V. 10. № 4. P. 290-292.

17. Shabayev V., Smolin V., Provorov N., Simarov B. Nodulation capacity of different Rhizobium meliloti strains and alfalfa yield in the presence of mineral nitrogen // Abstract Book of 8th Eastern European Symposium on Biological Nitrogen Fixation "Nitrogenfix-92". Saratov. Russia. 1992. P. 69.

18. Шабаев В.П., Смолин В.Ю. Урожай сои и содержание в растениях "биологического" азота при применении клубеньковых бактерий с ризосферными псевдомонадами или эндомикоризными грибами и локальном внесении азотного удобрения //Агрохимия. 1992. № 10. С. 9-17.

19. Смолин В.Ю., Шабаев В.П. Химический состав растений сои при применении клубеньковых бактерий с ризосферными псевдомонадами или эндомикоризными грибами и локальном внесении азотного удобрения //Агрохимия. 1992. № 11. С. 73-79.

20. Минеев В.Г., Сафрина О.С., Шабаев В.П. Влияние бактерий рода Pseudomonas на некоторые физиолого-биохимические процессы в растениях. столовой свеклы // Доклады ВАСХНИЛ. 1992. № 1. С. 16-21.

21. Минеев В.Г., Шабаев В.П., Сафрина О.С., Смолин В.Ю. Баланс азота в почве при выращивании столовой свеклы, инокулированной бактериями рода Pseudomonas II Доклады ВАСХНИЛ. 1992. № 3. С. 7-12.

22. Шабаев В.П., Смолин В.Ю., Мудрик В.А., Булаткина Н.Ю. Влияние двойной инокуляции сои клубеньковыми бактериями и псевдомонадами на симбиотическую

азотфиксадию // Физиология и биохимия культурных растений. 1992. Т. 24. № 4. С. 360-367.

23. Shabayev V.P., Smolin V.Yu., Olyunina L.N., Gordeeva S.P., Safrina O.S. Nitrogen fixation in the rhizosphere and growth of non - legumes inoculated with Pseudomonas genus bacteria // Abstract Book of 6th International Symposium on Nitrogen Fixation with Non -Legumes. Ismailia. Egypt. 1993. P. 126.

24. Shabayev V.P., Smolin V.Yu. The effect of Pseudomonas genus bacteria on red beet and soybean growth and microbiological nitrogen fixation // Abstract Books of 6th European Congress on Biotechnology. Firenze. Italy. 1993. V. 2. TU 116.

25. Шабаев В.П., Смолин В.Ю. Симбиотическая азотфиксавдя при инокуляции сои клубеньковыми бактериями с ризосферными псевдомонадами в зависимости от уровня фосфорного питания //Агрохимия. 1993. № 6. С. 21-28.

26. Шабаев В.П., Смолин В.Ю. Эффективность различных штаммов Rhizobium leguminosarum на фоне внесения в почву минерального азота // Агрохимия. 1993. № 7. С.21-26.

27. Шабаев В.П., Смолин В.Ю. Роль микроорганизмов-стимуляторов роста растений в повышении урожайности // Тезисы докладов 5 Всесоюзной научной конференции "Интродукция микроорганизмов в окружающую cpjeay". M, 1994. С. 115-116.

28. Шабаев В.П., Смолин В.Ю., Олюнина Л. Н., Сафрина О.С. Микробиологическая азотфиксация и рост растений при применении азотфиксаторов // Тезисы докладов 9 Баховского коллоквиума по азотфиксации. М., 1995. С. 98.

29. Shabayev V.P., Smolin V.Yu., Safiina O.S. Response of red beet to inoculation with N2-fixers in different soils // Proceedings of 10th International Congress on Nitrogen Fixation: Fundementals and Applications. St. Petersburg. Russia. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht - Boston - London. 1995. P. 776.

30. Шабаев В.П., Смолин В.Ю., Мудрик ВЛ. С02-газообмен растений сои и симбиотическая азотфиксация при двойной инокуляции клубеньковыми бактериями с ризосферными псевдомонадами или эндомикоризными грибами // Известия РАН. Серия биологическая. 1995. № 6. С. 693-701.

31. Шабаев В.П., Смолин В.Ю., Сафрина О.С. Азотфиксация в ризосфере, урожай столовой свеклы и баланс азота в пойменной почве при применении азотфиксирующих бактерий рода Pseudomonas IIАгрохимия. 1995. № 11. С. 3-14.

32. Shabayev V.P., Olyunina L.N. Production of indole-3-acetic acid by plant growth-promoting rhizobacteria of the Pseudomonas genus // Abstract Book of 8th International Congress of Bacteriology and Applied Microbiology Division. Jerusalem. Israel. 1996. P. 38.

33. Олюнина Л.Н., Шабаев В.П. Продуцирование индолил-3-уксусной кислоты ризосферными бактериями рода Pseudomonas в процессе роста// Микробиология. 1996. Т. 6. №6. С. 813-817.

34. Шабаев В.П., Смолин В.Ю., Проворов Н.А., Симаров Б.В. Влияние различных штаммов Rliizobium meliloti на массу люцерны и накопление азота растениями на фоне минерального азота // Известия РАН. Серия биологическая. 1996. № 3. С. 351-358.

35. Shabayev V.P., Smolin V.Yu., Mudrik V.A. Nitrogen fixation and CO2 exchange in soybeans (Glycine max L.) inoculated with mixed cultures of different microorganisms // Biology and Fertility of Soils. 1996. V. 23. № 4. P. 425-430.

36. Шабаев В.П., Сафрина O.C., Мудрик ВА. Влияние ризосферной бактерии Pseudomonas fluorescens 20 и эндомикоризного гриба Glomus mosseae на урожай и рост редиса в зависимости от условий минерального питания // Агрохимия. 1998. № 6. С. 34-41.

37. Шабаев В.П., Смолин В.Ю., Ширшова Л.Т. Связывание молекулярного азота и урожай сои при инокуляции клубеньковыми бактериями и ризосферными псевдомонадами // Почвоведение. 1998. № 8. С. 980-987.

38. Shabayev V.P., Safrina O.S., Smolin V. Yu. Micronutrients uptake in red beet (Beta vulgaris L.) inoculated with plant growth promoting rhizobacteria of the Pseudomonas genus on various productive soils // Proceedings of extended abstracts of 5th International Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements. Vienna. Austria. 1999. V. 2. P. 202203.

39. Шабаев В.П., Олюнина Л.Н., Смолин В.Ю. Функциональная активность корней кукурузы при инокуляции стимулирующими рост растений ризосферными бактериями рода Pseudomonas II Известия РАН. Серия биологическая. 1999. № 1. С. 39-46.

40. Шабаев В.П., Смолин В.Ю. Урожай рапса и вынос элементов минерального питания растениями при инокуляции семян культурой ризосферной бактерии Pseudomonas

fluorescens 20 на фоне различных доз азотного удобрения // Агрохимия. 1999. № 5. С. 67-73.

41. Шабаев В.П., Смолин В.Ю. Отзывчивость озимой пшеницы на инокуляцию бактериями рода Pseudomonas на серой лесной почве // Почвоведение. 2000. № 4. С.497-504.

42. Шабаев В.П., Смолин В.Ю. Отзывчивость кормовой свеклы на инокуляцию бактерией Pseudomonas fluorescens 20 на серой лесной почве при различных условиях минер&тьного питания // Почвоведение. 2002. № 6. С. 715-724.

Принято к исполнению 28/04/2004 Исполнено 28/04/2004

Заказ № 164 Тираж: 110экз.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095)318-40-68 www.autoreferat.ru

* 1671?

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Шабаев, Валерий Павлович

I. ВВЕДЕНИЕ.

II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

II. 1. Ассоциативная азотфиксация и ее роль в азотном питании растений и балансе азота в почве.

II.2. Симбиотическая азотфиксация и ее роль в азотном питании бобовых растений.

И.З. Стимулирующие рост растений ризосферные бактерии рода

Pseudomonas.

II.4. Влияние эндомикор'изных грибов на рост растений.

III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

III. 1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

III. 1.1. Объекты.

III. 1.2. Условия проведения опытов.

III. 1.3. Методы аналитических исследований

III.2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

111.2.1. Роль ассоциативной азотфиксации в азотном питании растений и балансе азота в ризосфере.

111.2.2. Действие бактерий родов Azotobacter и Azospirillum при выращивании овса.

111.2.3. Действие чистых и смешанных культур ризосферпых бактерий рода Pseudomonas при выращивании зерновых растений

111.2.3.1. Азотфиксирующая активность в ризосфере и численность бактерий в ризоплане.

111.2.3.2. Урожай ячменя, овса и озимой пшеницы.

111.2.3.3. Вынос азота растениями.

111.2.3.4. Вынос зольных элементов растениями озимой пшеницы

111.2.4. Действие ризосферных микроорганизмов при выращивании корнеплодов.

111.2.4.1. Азотфиксирующая активность в ризосфере и численность бактерий в рнзоплане.

111.2.4.2. Интенсивность фотосинтеза растений.

111.2.4.3. Урожай столовой, кормовой свеклы и редиса.

111.2.4.4. Вынос азота растениями.

111.2.4.5. Баланс азота в системе "почва - растение".

111.2.4.6. Качество растений.

111.2.4.7. Вынос зольных элементов растениями.

111.2.5. Действие бактерии P. fluorescens 20 при выращивании ярового рапса.

111.2.5.1. Азотфиксирующая активность в ризосфере и численность бактерии в рнзоплане

111.2.5.2. Урожай ярового рапса

111.2.5.3. Вынос азота растениями.

111.2.5.4. Вынос зольных элементов растениями.

111.2.6. Действие ризосферных микроорганизмов ири выращивании бобовых растений.

111.2.6.1. Симбиотическая азотфиксация при инокуляции сои смешанной культурой клубеньковых бактерий и бактерий рода Pseudomonas и численность псевдомонад в рнзоплане.

111.2.6.2. Интенсивность фотосинтеза растений сои.

111.2.6.3. Урожай сои и клевера.

111.2.6.4. Вынос азота растениями.

111.2.6.5. Содержание азота в почве после выращивания сои

111.2.6.6. Вынос зольных элементов растениями сои.

111.2.7. Действие модифицированных генетическими методами клубеньковых бактерий при выращивании бобовых растений

111.2.7.1. Урожай гороха, сои и люцерны, вынос азота растениями и симбиотическая азотфиксация.

111.2.8. Продуцирование ИУК стимулирующими рост растений бактериями рода Pseudomonas.

111.2.9. Функциональная активность корневой системы растений при инокуляции ростстимулирующими бактериями рода Pseudomonas

Ш.2.9Л. Вынос азота и зольных элементов растениями кукурузы в опыте с изолированным питанием.

111.2.9.2. Выделение фенольных соединений корнями.

111.2.10. Действие бактерии P. putida 23 при выращивании растений (столовой свеклы) в различных почвенных условиях.

111.2.10.1. Химические свойства и потенциальная азотфиксирующая активность почв.

111.2.10.2. Приживаемость бактерии в ризоплане и ризосфере

111.2.10.3. Урожай растений.

IV. ОБСУЖДЕНИЕ.

V. ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Роль биологического азота в системе "почва-растение" при внесении ризосферных микроорганизмов"

Актуальность проблемы. Систематическое и одностороннее внесение минеральных удобрений ухудшает биологические свойства и плодородие почв, а увеличение доз удобрений не всегда приводит к адекватным прибавкам урожаев сельскохозяйственных культур и сопровождается рядом других негативных экологических последствий (Минеев, Ремпе, 1990, 1991). Необоснованные попытки уйти от химических соединений и заменить их так называемой экологически чистой и безвредной биологической субстанцией не могут удовлетворить потребности современного общества в растениеводческой продукции. Поэтому в настоящее время особую актуальность приобретает развитие исследований комплексного применения традиционных средств химизации, в том числе промышленных удобрений с микробиологическими препаратами при возделывании сельскохозяйственных растений. В этой связи важное значение имеет теоретическое обоснование роли минеральных азотных удобрений как "стартового азота", обеспечивающего активное функционирование экологически саморегулируюп1сгося механизма азотного питания растений (Умаров, 1983). Значение исследований, направленных на применение ростстимулируюпщх ризосферных микроорганизмов и увеличение использования фиксированного диазотрофными бактериями молекулярного или биологического азота при выращивании растений, возрастает в условиях кризисной ситуации в земледелии России, возникшей после 1991 г. в результате резкого сокрап1ения применения удобрений. В последние годы достигнут значительный прогресс в повышении урожаев при внесении в ризосферу микроорганизмов стимуляторов роста растений, в том числе ассоциативных азотфиксируюнщх бактерий (Кожемяков, Тихонович, 1998). Однако пшрокому применению ризосферных микроорганизмов препятствует недостаточная изученность и непостоянство их действия в реальных полевых условиях (Lambert, Joos, 1989).В связи с этим, в настоящее время весьма актуально проведение фундаментшн>пых исследований по влиянию ростстимулирующих ризосферных микроорганизмов на использование биологического азота при выращивании растений и изучению почвепно-агрохимических факторов па эффективность микроорганизмов. Цель исследоваинн: Изучение роли биологического азота в питании растений и балансе азота в почве при внесении ризосферных ростстимулирующих микроорганизмов и эффективности микроорганизмов в различных почвепно-агрохимических условиях. Задачи исследопапий: изучить влияние чистых и смешанных культур микроорганизмов на ассоциативную и симбиотическую азотфиксацию, азотное питание растений и баланс азота в почве; исследовать влияние микроорганизмов на рост, фотосинтез и урожай растений; изучить влияние микроорганизмов на качество урожая и вынос зольных элементов растениями; исследовать накопление нпдолилуксусной кислоты бактериями рода Pseudomonas и выделение фенолов корневой системой инокулироваппых растений; изучить влияние микроорганизмов на урожай растений при внесении различных доз минеральных удобрений и в различных почвенных условиях; исследовать действие модифицированных генетическими методами клубеньковых бактерий при выращивании бобовых растений. Основные ноло/кспия, выносимые на зани1ту: Стимулируюп1ее действие ризосферных микроорганизмов на рост растений связано с активизацией ассоциативной и симбиотической азотфиксации и физиологических процессов в растениях, улучшением минерального, в том числе азотного питания растении и увеличением накопления биологического азота в растениях. Установлены почвепно-агрохимические условия, в которых микроорганизмы увеличивают количество биологического азота в растениях и проявляют наибольшую эффективность. Выявлены модифицированные генетическими методами клубеньковые бактерии, не снижаюпще или имеющие повышенную симбиотическую эффективность и увеличивающие урожай бобовых па фоне минерального азота. Научная новизна результатов исследованнн. Внесение в ризосферу чистых и смешанных селекционных культур бактерий рода Pseudomonas активизирует ассоциативную и симбиотическую азотфиксацию, уве:шчивает поступление в растения и почву биологического азота и повышает урожай пебобовых и бобовых растений. Инокуляция данными бактериями стимулирует рост и физиологические процессы растений, увеличивает вынос растениями азота и зольных элементов из почвы и улучшает качество растительной продукции. Внесение оптимальных с учетом биологических особенностей растений доз азотных удобрений увеличивает поступление биологического азота в иебобовые растения. Внесение бактерий рода Pseudomonas на фоне оптимальных доз минеральных (NPK) удобрений из расчета по 4 г действующего вещества/м гюд зерновые и яровой рапс и по 6-8 г д.в./м под корнеплоды повышает урожай адекватно увеличению доз удобрений в 1.5-3 раза без инокуляции. Инокуляция растений (столовой свеклы) азотфиксируюн1ей бактерией Р. putida 23 увеличивает урожай при вырапщвании на почвах с низкой азотфиксирующей активностью и не оказывает эффекта на почвах с высокими значениями этого показателя.Инокуляции бактериями рода Pseiidomonas увеличивает вынос растениями питательных элементов из ночвы в результате усиления эксудации корневой системой фспольных соединений. Выявлены модифицированные генетическими методами клубеньковые бактерии, нозволягапше увеличить урожай гороха, сои и люцерны в присутствии минерального азота. Практическая значимость. Внесение ростстимулирующих бактерий рода Pseiidomonas позволяет уменьшить дозы минеральных удобрений при вырапшвапии зерновых до 1.5-3 раз, ярового рапса и корнеплодных культур до 1.5-2 раз без потерь урожая зерна и корнеплодов. Комбинирова1Н1ая инокуляция клубеньковыми бактериями с бактериями рода Pseiidomonas новьппает урожай зерна сои и зеленой массы клевера. Предложено использовать потенциальную азотфиксирующую активность ночвы для прогноза эффективности иптродуцируемой в ризосферу псбобового растения азотфиксирующей бактерии рода Pseiidomonas на различных почвах. Для повышения урожая гороха, сои и люцерны на фоне минерального азота рекомендуются модифицированные генетическими методами клубеньковые бактерии.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Шабаев, Валерий Павлович

V. В ы В О д ы

1. Инокуляция использованными в работе селекционными бактериями рода Pseudomonas активизирует ассоциативную азотфиксацию и увеличивает количество биологического азота в растениях во второй половине вегетационного периода. Совместное внесение клубеньковых бактерий В. japonicum 110 с бактериями рода Pseudomonas, также как и с эндомикоризным грибом G. mosseae усиливает симбиотическую азотфиксацию и повышает количество симбиотрофного азота в растениях сои.

2. Внесение в ризосферу чистых и смешанных культур селекционных бактерий рода Pseudomonas увеличивает листовую поверхность и усиливает интенсивность фотосинтеза растений, улучшает клубенькообра-зование у бобовых, усиливает поглотительную способность корней и увеличивает вынос азота и зольных элементов из почвы растениями, усиливает активность ферментов азотного обмена (нитратредуктазы) и увеличивает содержание белкового азота в растениях, влияет на распределение питательных элементов в растениях.

3. Поступление в растения фиксированного в процессе ассоциативной азотфиксации азота зависит от дозы минерального азота и вида ино-кулюма. Оптимальные с учетом биологических особенностей растений дозы азота увеличивают накопление биологического азота в растениях.

4. При комбинированной инокуляции бобового растения (сои) клубеньковыми бактериями В. japonicum 110 с бактериями P. Jluorescens (штаммами 20 или 21) и при отсутствии положительного эффекта диазо-трофных бактерий Azotobacter chroococcum 94К и Azospirillum brasilense sp7 на рост небобового растения (овса) установлено накопление азота в почве в количествах, соизмеримых с дозами азотных удобрений.

5. Влияние инокуляции бактериями рода Pseudomonas на урожай зерновых, ярового рапса и корнеплодов зависит от доз минеральных (NPK) удобрений и биологических особенностей растений. Внесение бакл терий с оптимальными дозами удобрений из расчета по 4 г д.в./м под зерновые и яровой рапс и 6-8 г д.в./м под корнеплодные культуры увеличивает урожай зерна (в среднем на 30%) и корнеплодов (в среднем на 60%) адекватно увеличению доз удобрений в 1.5-3 раза без инокуляции.

6. Комбинированная инокуляция сои и клевера соответственно клубеньковыми бактериями В. japonicum 110 и R. trifolii 343а с бактериями рода Pseudomonas повышает урожай на 20% и 40% в сравнении с чистыми культурами клубеньковых бактерий. Эффект комбинированной инокуляции на симбиотическую азотфиксацию и урожай бобовых (сои) возрастает при увеличении дозы фосфорного удобрения. Усиление симбиотической азотфиксации при внесении псевдомонад с низкой дозой фосфора связано с увеличением его накопления в корневых клубеньках.

7. Инокуляция бактериями рода Pseudomonas увеличивает вынос Р, К, Са, Mg, Fe, Zn, Мп и Си растениями с продолжительным вегетационным периодом (озимой пшеницей и столовой свеклой), в том числе Na корнеплодами и Мо бобовыми, не влияя на концентрации большинства элементов в растениях. Для растений с коротким периодом потребления питательных элементов (ярового рапса и сои) при инокуляции псевдомонадами установлено снижение выноса Fe суммарной надземной биомассой при увеличении выноса этого элемента зерном. Увеличение выноса зольных элементов зерном рапса под влиянием инокуляции происходит при одновременном снижении количества элементов в вегетативной массе.

Внесение и увеличение дозы азотного удобрения повышает вынос Fe и микроэлементов инокулированными растениями.

8. Увеличение выноса питательных элементов растениями при инокуляции бактериями рода Pseudomonas связано с усилением эксудации корнями фенольных соединений под влиянием бактериальной ИУК, накопление которой усиливается в стрессовых условиях - при переходе от интенсивного роста бактерий к его замедлению.

9. Отзывчивость растений (столовой свеклы) на инокуляцию диазо-трофной бактерией P. putida 23 определяется азотфиксирующей активностью почв и приживаемостью бактерии в ризоплане и ризосфере. Инокуляция увеличивает урожай на почвах с низкой потенциальной активностью азотфиксации и высокой приживаемостью бактерии и, напротив, не оказывает эффекта при высокой азотфиксирующей активности почвы и низкой приживаемости бактерии.

10. Из коллекций клубеньковых бактерий ИБФМ РАН и ВНИИСХМ РАСХН выявлены модифицированные генетическими методами штаммы исходных типов R. leguminosarum 250а и В. japonicum 110 с повышенной симбиотической азотфиксацией и модифицированные штаммы исходного типа R. meliloti СХМ1, не снижающие симбиотической эффективности, на фоне минерального азота и повышающие урожай гороха, сои и люцерны.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора биологических наук, Шабаев, Валерий Павлович, Пущино

1. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука. 1975. С. 98-99. Алексеев Ю.В. Качество растениеводческой продукции. Л.: Колос ЛО. 1978.256 с.

2. Антипчук А.Ф., Танцюренко Е.В. Связь между показателями фотоассимиляционной активности бобовых растений и их симбиотической азотфиксацией// Микробиологический журнал. 1990. Т. 52. № 6. С. 49-53.

3. Аристархов А.Н., Державин Л.М., Поляков А.Н. и др. Роль агрохимслужбы в научном применении микроудобрений // Тезисы докладов VIII Всесоюзного делегатского съезда почвоведов. Новосибирск. 1989. Кн. 3. С. 178.

4. Базилинская М.В. Опыт использования микоризы для улучшения фосфорного питания растений // Сельскохозяйственная биология. 1988. № 5. С. 125-129.

5. Балаклай Г.Т. Влияние влажности почвы, а также обработки семян ризоторфином и молибденом на урожай сои // Бюллетень ВНИИСХМ. 1985. №40. С. 32-33.

6. Баландро Ж.П., Доммерг И.Р., Умаров М.М. Определение несимбиотической азотфиксации в ризосфере риса удобренных азотом растений // Повышение плодородия почв рисовых полей. М.: Наука. 1977. С. 117-120.

7. Белимов А.А., Кожемяков А.П. Смешанные культуры азотфиксирующих бактерий и перспективы их использования в земледелии // Сельскохозяйственная биология. 1992. № 5. С. 77-87.

8. Берестецкий О.А. Фиксация азота микроорганизмами в ризосфере и ризоплане небобовых культур // Бюллетень ВНИИСХМ. 1985. № 42. С. 3-5.

9. Бонарцева Г.А., Мышкина В.Л. Денитрификация и нитратзависимаяазотфиксация в чистых культурах Rhizobium vigna и Rhizobium japonicum II

10. Микробиология. 1989. Т. 58. Вып. 2. С. 181-187.

11. Бочкарев А.Н., Кудеяров В.Н. Определение нитратов в почве, воде ирастениях // Химия в сельском хозяйстве. 1982. № 4. С. 49-51.

12. Брей С.М. Азотный обмен в растениях. М.: Агропромиздат. 1986. 200 с.

13. Бурлуцкая Г.Р., Кубицова 3., Умаров М.М. Влияние азотфиксирующего штамма Pseudomonas fluorescens на развитие небобовых растений // Вестник Московского университета. Серия почвоведение. 1991. № 1. С. 54-58.

14. Вахания Н.А., Абашидзе Н.Д., Ницубидзе Н.Н. Связь азотфиксирующей активности с восстановлением нитратов в бактериодах клубеньков сои // Агрохимия. 1985. № 6. С. 77-81.

15. Вендило Г.Г., Петриченко В.Н., Мамонова Л.В. Применение микроэлементов под свеклу столовую // Химизация сельского хозяйства. 1991. №3.43-46.

16. Верниченко Л.Ю., Миллер Ю.М. Усвоение молекулярного и минерального азота горохом при разных нормах удобрения // Известия АН СССР. Серия биологическая. 1983. № 2. С. 305-309.

17. Верниченко Л.Ю., Мишустин Е.Н., Миллер Ю.М. Особенности ассимиляции связанного и молекулярного азота различными видами зернобобовых культур // Сельскохозяйственная биология. 1989. № 3. С. 41-49.

18. Войнова-Райкова Ж., Ранков В., Ампова Г. Микроорганизмы и плодородие. М.: Агропромиздат. 1986. 120 с.

19. Войцеека У., Вольска Э. Влияние азота на продуктивность фотосинтеза // Минеральное питание сельскохозяйственных культур, урожай и качество продукции. М.: 1989. С. 64-72.

20. Волкова Е.Н. Оценка влияния азотных и калийных удобрений на качество столовой свеклы //Тезисы докладов научно-практической конференции. Сквиери, Рига. 1990. С. 25.

21. Волкогон В.В. Отзывчивость райграса пастбищного на предпосевную инокуляцию семян азоспириллами // Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур. Вильнюс. 1986. С. 70-71.

22. Волкогон В.В. Влияние минерального азота на диазотрофы зоны корней райграса и костра // Микроорганизмы в сельском хозяйстве. Кишинев. 1988. С. 107.

23. Волкогон В.В., Хальчицкий А.Е., Миняйло В.Г. и др. Азотфиксирующиемикроорганизмы корневой зоны райграса и костреца //

24. Микробиологический журнал. 1991. Т. 53. №. 6. С. 3-10.

25. Волкогон В.В. Влияние минерального азота на активность ассоциативнойазотфиксации//Почвоведение. 1997. № 12. С. 1486-1490.

26. Гарагуля А.Д., Бабич J1.B., Киприанова Е.А. и др. Способность различныхвидов бактерий рода Pseudomonas к колонизации корней пшеницы //

27. Микробиологический журнал. 1988. Т. 50. № 6. С. 77-81.

28. Гармаева Н.Ц. Изменение активности азотфиксации в лугово-черноземноймерзлотной почве при разложении растительных остатков // Вопросыметаболизма почвенных микроорганизмов. Новосибирск. Наука СО. 1981.1. С. 77-88.

29. Годова Г.В. Влияние различных систем удобрений на нитрогеназную активность и видовой состав азотфиксаторов в полевом севообороте // Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия. М.: 1988. С. 36.

30. Гожинецкая О.И. Влияние инокуляции клубеньковыми бактериями и азотных удобрений на продуктивность сои // Регуляция адаптационных реакций и продуктивности растений элементами минерального питания. Кишинев. 1987. С. 24-32.

31. Голубинская Н.С. К вопросу о влиянии азота и фосфора на везикулярно-арбускулярную микоризу клевера // Использование микроорганизмов в сельском хозяйстве и промышленности. Новосибирск. СО ВАСХНИЛ. 1982. С. 28-32.

32. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Колос. 1979. 416 с.

33. Емцев В.Т. Микроорганизмы и регулирование их деятельности в почве Н Известия ТСХА. 1982. Вып. 6. С. 104-113.

34. Журбицкий З.И. Теория и практика вегетационного метода. М.: Наука. 1968.260 с.

35. Злотников К.М., Баев А.А. Плазмиды у морфологических мутантов . штамма Rhizobium leguminosarum 897 // Доклады АН СССР. 1983. 'Г. 270. № 1. С. 236-238.

36. Злотников К.М., Марунов С.К., Хмельницкий М.И. Нарушение ассимиляции фиксированного азота растениями сои при симбиозе с asp-бактериями Rhizobium japonicum II Доклады АН СССР. 1984. Т. 275. № 1. С. 189-192.

37. Иванов В.П. Растительные выделения и их значение в жизни фитоценозов. М.: Наука. 1973. 295 с.

38. Иванов Н.С., Васюк Л.Ф., Кислин Е.Н. Эффективность инокуляциилюпина желтого ассоциативными азотфиксаторами //

39. Сельскохозяйственная биология. 1992. № 5. С. 97-104.

40. Измайлов С.Ф. Структурно-функциональные аспекты интеграции азотногообмена у растений// Физиология растений. 1981. Т. 28. Вып. 3. С. 635-656.

41. Калининская Т.А., Миллер Ю.М., Белов Ю.М. и др. Изучение с помощью 1 ^

42. N2 несимбиотической азотфиксации в почвах рисовых полей Краснодарского края // Известия АН СССР. Серия биологическая. 1977. №4. С. 565-570.

43. Калининская Т.А., Миллер Ю.М., Белов Ю.М. Изучение доступности для риса азота, усвоенного из воздуха азотфиксирующими микроорганизмами // Круговорот и баланс азота в системе почва удобрение - растение — вода. М.: Наука. 1979. С. 44-49.

44. Кефели В.И. Природные ингибиторы роста и фитогормоны. М.: Наука. 1974.254 с.

45. Кефели В.И., Протасова Н.Н. Гормональные аспекты взаимодействия роста и фотосинтеза // Фотосинтез и продукционный процесс. М.: Наука. 1988. С. 153-163.

46. Кириченко Е.В., Маличенко С.М., Старченков Е.П. Влияние различных концентраций минерального азота на жизнеспособность Bradyrhizobium в чистой культуре // Физиология и биохимия культурных растений. 1993. Т. 25. № 1.С. 24-27.

47. Клевенская И.Л. Фиксация азота свободноживущими микроорганизмами. Сообщение 3. Влияние растительности на процесс биологической фиксации азота // Известия СО АН СССР. Серия биологических паук. 1976. № 15. Вып. 3. С. 17-21.

48. Клевенская И.Л. Активность азотфиксации экто- и эндоризосферных ассоциаций, образуемых дикорастущими травами Горного Алтая //

49. Вопросы метаболизма почвенных микроорганизмов. Новосибирск. Наука СО. 1981. С. 65-77.

50. Клевенская И.Л. Влияние экологических факторов на активность азотфиксации // Биологическая фиксация азота. Новосибирск. Наука СО. 1991. С. 213-240.

51. Ковалевич З.С., Дубиковский Г.П. Влияние микроудобрений на содержание микроэлементов в основной и побочной продукции гороха // Агрохимия. 1988. № 4. С. 94-97.

52. Кожемяков А.П. Использование метода изотопной индикации для изучения ассоциативной азотфиксации // Агропочвоведение и плодородие почв. Л.: ЛГУ. 1986. Ч. 2. С. 56.

53. Косинова Л.Ю., Родынюк И.С. Влияние минерального азота на несимбиотическую и ассоциативную азотфиксацию в выщелоченном черноземе // Микробоценозы почв при антропогенном воздействии. Новосибирск. Наука СО. 1985. С. 103-111.

54. Кравченко Л.В. Влияние корневых выделений на рост и продуктивность ассоциативных азотфиксаторов // Бюллетень ВНИИСХМ. 1985. № 42.1. С. 19-23.

55. Кретович В.Л. Усвоение и метаболизм азота у растений. М.: Наука. 1987. 486 с.

56. Кругова Е.Д. Эффективность новых штаммов Rhizobium meliloti, полученных генетическими методами, в зависимости от концентрации минерального азота в субстрате // Микробиологический журнал. 1994. Т. 56. №1. с. 70.

57. Кудоярова Г.Р., Веселов С.Ю., Еркеев М.И. и др. Иммуноферментное определение индолилуксусной кислоты в семенах кукурузы с использованием меченых антител // Физиология растений. 1986. Т. 33. Вып. 6. С. 1221-1227.

58. Кузнецов Н.П., Габибов М.А., Жевнина Е.Я. Ассоциативные азотфиксирующие бактерии и продуктивность озимой пшеницы // Агрохимический вестник. 2000. №2. С. 31-32.

59. Лебедев С. И., Нагорная Р.В., Сушко С.П. и др. Регулирование фотосинтетической активности и продуктивности кукурузы оптимальным соотношением удобрений // Фотосинтез и продуктивность растений. Саратов. 1990. С. 120-124.

60. Лисовал А.П., Олейник Е.М. Адаптивные изменения азотного обмена в растениях озимой пшеницы в зависимости от уровней питания // Регуляция адаптивных реакций сельскохозяйственных растений. Кишинев. Штиинца. 1987. С. 50-61.

61. Логинов Ю.М. Исследование фиксации азота люпином из воздуха с использованием молекулярного азота, меченного 15N// Агрохимия. 1966. № п. С. 21-28.

62. Малько А.К., Карягина JI.A. Влияние торфа и навоза на плодородие дерново-подзолистых почв // Почвоведение и агрохимия. № 22. Минск. 1986. С. 66-71.

63. Мандровская Н.М., Охрименко С.М., Старченков Е.П. Симбиотические свойства клубеньковых бактерий гороха, образующих клубеньки на фоне повышенного содержания минерального азота // Физиология и биохимия культурных растений. 1994. Т. 26. № 3. С. 240-245.

64. Маркарова Е.Н., Саари Л.А., Бешта О.Е. и др. Влияние дефицита натрия на фотосинтез Anabaena variabilis II Микробиология. 1996. Т. 65. №. 6. С. 818-823.

65. Методы почвенной микробиологии и биохимии. Под ред. Д.Г.Звягинцева. М.: МГУ. 1991.304 с.

66. Мильто Н.И., Тевелева М.К., Харко В.К. Взаимоотношения между азотобактером и клубеньковыми бактериями в смешанной культуре //

67. Микроорганизмы-продуценты биологически активных веществ. Минск. Наука и техника. 1973. С. 149-153.

68. Мильто Н.И. Клубеньковые бактерии и продуктивность бобовых растений. Минск. Наука и техника. 1982. 296 с.

69. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. Агрохимия, биология и экология почвы. М.: Росагропромиздат. 1990. 206 с.

70. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. Экологические последствия длительного применения повышенных и высоких доз минеральных удобрений // Агрохимия. 1991. № 3. С. 35-49.

71. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: МГУ. 1988. 220 с. Мишустин Е.Н., Наумова А.Н. Бактериальные удобрения, их эффективность и механизм действия // Микробиология. 1962. Т. 31. Вып.З. С. 543-555.

72. Мишустин Е.Н., Шилышкова В.К. Биологическая фиксация атмосферного азота. М.: Наука. 1968. 531 с.

73. Мишустин Е.Н., Черепков Н.И. Роль бобовых и свободноживущих азотфиксирующих микроорганизмов в азотном балансе земледелия // Круговорот и баланс азота в системе почва удобрение - растение - вода. М.: Наука. 1979. С. 9-18.

74. Мишустин Е.Н., Черепков Н.И. Вклад биологического азота в сельское хозяйство СССР // Материалы Всесоюзного Баховского коллоквиума. Биологическая фиксация молекулярного азота. Киев. Наукова думка. 1983. С. 7-19.

75. Молекулярная генетика взаимодействия бактерий с растениями. Под ред. В.Г. Никифорова. М.: Агропромиздат. 1998. 415 с.

76. Мордухова Е.А., Скворцова Н.П., Кочетков В.В. и др. Синтез фитогормона индол-3-уксусной кислоты ризосферными бактериями рода Pseudomonas II Микробиология. 1991. Т. 60. Вып. 3. С. 494-499.

77. Мошкова М.В., Судиицыи И.И. Азотфиксирующая активность дерново-подзолистой почвы при различной влажности и аэрации // Почвоведение. 1985. №2. С. 150-155.

78. Мудрик В.Л., Мудрик Вл.А. Методика и установка для комплексной оценки агроэкологических факторов по их влиянию па продуктивность растений // Биофотометрия и ее приложение. Пущипо. ОНТИ 11ЦБИ АН СССР. 1986. С. 75-90.

79. Нгуен Тхи Чи, Андреева Т.Ф., Строгонова Л.Е. и др. Фотосинтез и фиксация атмосферного азота растениями сои // Физиология растений. 1983. Т. 30. Вып. 4. С. 674-681.

80. Овчаренко Г.А., Никифорова Т.А., Худякова В.М. и др. Компартментацияи ассимиляция нитратов в растениях гороха и сахарной свеклы //

81. Физиология растений. 1990. Т. 37. Вып. 4. С. 642-650.

82. Павлов А.Н., Грабовская М.И. Ферменты азотного обмена и минеральноепитание растений // Агрохимия. 1978. № 12. С. 119-130.

83. Павлова В.Ф., Муромцев Г.С. Роль микроорганизмов в трансформациисоединений фосфора в почве // Труды ВНИИСХМ. 1980. Т. 49. С. 37-47.

84. Паносян А.К. Взаимодействие азотобактера и других почвенныхмикроорганизмов // Известия АН Армянской ССР. Серия биологическиенауки. 1962. № 15. С. 12-24.

85. Патыка В.Ф. Азотфиксация в ризосфере злаковых культур и ее влияние на урожай // Микроорганизмы в сельском хозяйстве. Кишинев. 1988. С. 107-108.

86. ПейвеЯ.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов. М.: Наука. 1980. 430 с.

87. Покровская С.Ф. Пути снижения содержания нитратов в овощах. М.: Обзор Агроинформ. 1988. 59 с.

88. Проворов Н.А., Симаров Б.В. Направление конструирования штаммов клубеньковых бактерий с повышенной симбиотической активностью // Молекулярные механизмы генетических процессов. М.: Наука. 1991. С. 190-194.

89. Проскура И.П., Квитко Г.П., Бобко Н.П. Эффективность применения минерального азота под горох и сою // Доклады ВАСХНИЛ. 1980. № 5.1. С. 13-15.

90. Прянишников Д.Н. Азот в жизни растений и в земледелии СССР // М., JI. : АН СССР. 1945. 197 с.

91. Рубан E.JI. Физиология и биохимия представителей рода Pseudomonas. М.: Наука. 1986. 198 с.

92. Савенков В.П. Влияние минеральных удобрений на накопление и вынос основных элементов питания рапсом // Бюллетень ВИУА. 2000. № 113. С. 46-47.

93. Садыков Б.Ф. Микробиологические процессы круговорота азота в целинных и пахотных почвах // Тезисы докладов УП делегатского съезда почвоведов. Ташкент. 1985. Т. 2. С. 175.

94. Сдобникова О.В., Илларионова Э.С., Кулешова А.Н. Роль микоризы в улучшении фосфорного питания растений // Агрохимия. 1987. № 10. С. 104-115.

95. Генетика. 1990. Т. 26. № 4. С. 630-635.

96. Сирота Л.Б. Влияние азотных минеральных удобрений на использование растениями азота почвы // Азот в земледелии Нечерноземной полосы. Л.: Колос. 1973а. С. 143-181.

97. Скворцова Н.Г., Умаров М.М., Костина Н.В. Влияние инокуляции смешанными культурами Bacillus polymyxa Pseudomonas на трансформацию азота в ризосфере небобовых растений // Микробиология. 1998. Т. 67. №2. С. 244-248.

98. Старченков Е.П. Обоснование необходимости рационального сочетания азота минеральных удобрений и биологически связанного симбиотическими системами бобовых // Регуляция минерального питания растений. Кишинев. Штиинца. 1989. С. 64-70.

99. Степанов А.Л. Ассоциативная азотфиксация и денитрификация в дерново-подзолистой почве при внесении минеральных удобрений // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. М.: МГУ. 1985.21 с.

100. Тимофеева С.В., Лагутина Т.М., Кожемяков А.П. Моделирование воздействия агроэкологических факторов на приживаемостьинтродуцированных бактерий в почве и зоне корней растений // Доклады РАСХН. 1999. №6. С. 19-21.

101. Токарев Б.И. Методы определения величин нитратредуктазной активностиу пшеницы и ячменя // Эффективность химизации сельского хозяйства

102. Сибири. Новосибирск. СО ВАСХНИЛ. 1977. С. 57-65.

103. Токарев Б.И. Биохимические механизмы вовлечения неорганических формазота в азотный обмен растений зерновых культур // Азотный обмен ипродуктивность зерновых культур в условиях химизации Западной

104. Сибири. Новосибирск. СО ВАСХНИЛ. 1984. С. 3-25.

105. Трепачев Е.П. Биологический и минеральный азот в земледелии:пропорции и проблемы // Сельскохозяйственная биология. 1980. № 2.1. С. 178-189.

106. Федоров С.Н. Получение мутантов клубеньковых бактерий с измененными симбиотическими свойствами под действием УФ-облучения // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. JL: 1987. 18 с.

107. Федоров С.Н., Симаров Б.В. Получение мутантов Rhizobium meliloti под действием УФ-излучения // Сельскохозяйственная биология. 1987. № 9. С. 44-49.

108. Хрущева Е.П., Александрова Е.И. Микориза как индикатор обеспеченности почвы азотом // Физиология и биохимия культурных растений. Горький. 1985. С. 48-52.

109. Церлинг В.В. Нитраты в растениях и биологическое качество урожая // Агрохимия. 1979. № 1. С. 147-156.

110. Церлинг Г.И. Значение микоризы кукурузы в мобилизации труднорастворимых фосфатов // Микориза и другие формы консортивных отношений в природе. Пермь. 1981. С. 34-40.

111. Чередниченко И.Н., Петриченко В.Н., Новиков B.C. Внешняя среда и нитраты // Химизация сельского хозяйства. 1989. № 8 . С. 15-17.

112. Шатилов И.С., Замараев А.С., Чаповская Г.В. Баланс азота в севообороте на дерпово-подзолистой почве // Известия ТСХА. 1977. Выи. 1. С. 34-45. Ширшова JI.T. Полидисперсность гумусовых веществ почв. М.: Наука. 1991. 85 с.

113. Ягодин Б.А., Максимова Е.Н., Саблипа С.М. Проблемы микроэлементов в биологии // Агрохимия. 1988. № 7. С. 126-134.

114. Якимова М.Ф., Волоскова М.М. Синтез биологически активных веществ ассоциацией ризосферных и клубеньковых бактерий // Известия АН Молдавской ССР. 1987. № 4. С. 65-66.

115. Albrecht S.L., Okon Y., Lonnquist J. et al. Nitrogen fixation by corn-Azospirillum associations in a temperate climate // Crop Science. 1981. V. 21. № 2. P. 301-306.

116. Aslam M., Huffaker R.C., Travis R.L. The interaction of respiration and . photosynthesis in induction of nitrate reductase // Plant Physiology. 1973. V. 52. №2. P. 137-141.

117. Azam F., Malik K.A., Sajjad M.I. Uptake by wheat plants and turnover within soil fractions of residual N from leguminous plant material and inorganic fertilizer//Plant and Soil. 1986. V. 95. № l.P. 97-108.

118. Azam F., MahmoodT., Malik K.A. Immobilization reimmobilization of NO3-N and total N balance during the decomposition of glucose, sucrose and cellulose in soil incubated at different moisture regimes // Plant and Soil. 1988. V. 107. №2. P. 159-163.

119. Azcon R., Azcon G.- de Aguilar C., Barea J.M. Effects of plant hormones present in bacterial cultures on the formation and responses to VA endomycorrhiza // New Phytologist. 1978a. V. 80. № 2. P. 359-364.

120. Azcon R., Martin A.D., Barea J.M. Comparative role of phosphate in soil or inside the host on the formation and effects of endomycorriza // Plant and Soil. 1978b. V. 49. №3. P. 561-567.

121. Azcon-Aguilar C., Barea J.M. Field inoculation of Medicago with va-mycorrhiza and Rhizobium in phosphate-fixing agricultural soil // Soil Biology and Biochemistry. 1981. V. 13. № 1. P. 19-22.

122. Bakker A.W., Schippers B. Microbial cyanide production in the rhizosphere in relation to potato yield reduction and Pseudomonas spp. mediated plant growth-stimulation // Soil Biology and Biochemistry. 1987. V. 19. № 4. P. 451-457.

123. Bakker P., Weisbeek P., Schippers B. Siderophore production by plant growth-promoting Pseudomonas spp. // Journal of Plant Nutrition. 1988. V. 11. № 6-11. -P. 925-933.

124. Balandreau J., Rinaudo G., Hamed-Fares I. et al. Nitrogen fixation in the rhizosphere of rice plants // Nitrogen fixation by free-living microorganisms. Cambridge. University Press. 1975. P. 57-70.

125. Balandreau J. Microbiology of the association // Canadian Journal of Microbiology. 1983. V. 29. № 8. P. 851-859.

126. Bali A., Blanco G., Kennedy C. Excretion of ammonium by a nifL mutant of Azotobacter vinelandii fixing nitrogen // Applied and Environmental Microbiology. 1992. V. 58 .№5. P. 1711-1718.

127. Baltensperger A.A., Schank S.C., Smith R.L. et al. Effect of inoculation with Azospirillum and Azotobacter on turf-type Bermundagrass genotypes // Crop Science. 1978. V. 18. №6. P. 1043-1045.

128. Bar Т., Окоп Y. Tryptophan conversion to indole-3-acetic acid via indole-3-acetamide in Azospirillum brasilense sp7 // Canadian Journal of Microbiology. 1993. V. 39. № 1. P. 81-86.

129. Barea J.M., Gonzalez S.B. VA mycorrhizae as modifiers of soil fertility //. Transactions of 13th International Congress on Soil Science. Hamburg. 1987. V. 6. P. 808-816.

130. Barea J.M., Azcon-Aguilar C., Azcon R. Vesicular-arbuscular mycorrhiza improve both symbiotic N2 fixation and N uptake from soil as assessed with a 15N technique under field conditions // New Phytologist. 1987. V. 106. № 4. P. 717-725.

131. Bar-Ness E., Chen Y., Hadar Y. et al. Siderophores of Pseudomonas putida as an iron source for dicot and monocot plants // Plant and Soil. 1991. V. 130. № 1-2. P. 231-241.

132. Bashan Y., Levanony H. Current status of Azospirillum inoculation technology: Azospirillum as a challenge for agriculture // Canadian Journal of Microbiology. 1990. V. 36. №9. P. 591-608.

133. Bergareche C. Effect of nitrogen nutrition, pH and temperature on the nitrate reductase activity in leaves and roots of L. perenne II Plant Physiology. 1990. V. 79. № 2. Pt 2. P. 80.

134. Bergersen F.J., Turner G.L., Peoples M.B. et al. Nitrogen fixation during .vegetative and reproductive growth of irrigated soybeans in the field:1 •application of 8 N methods // Australian Journal of Agricultural Research.1992. V. 43. № l.P. 145-153.

135. Bergey's. Manual of systematic bacteriology. V. 1. Williams and Wilkins. Baltiomore London. 1983. P. 234-244.

136. Berlier Y.M., Lespinat P.A. Relationship between nitrogenase and hydrogenase activity in a rhizosphere diazotroph // FEMS Microbiology Letters. 1978. V. 3. №4. P. 187-190.

137. Bethlenfalvay G.J., Brown M.S., Mihara K. L. et al. Glycine Glomus -Rhizobium Symbiosis. V. Effect of mycorrhiza on nodule activity and transpiration in soybeans under drought stress // Plant Physiology. 1987. V. 85. № 1. P. 115-119.

138. Boddey R.M., Baldani V.L.D., Baldani J.I. et al. Effect of inoculation of Azospirillum spp. on nitrogen accumulation by field-grown wheat // Plant and Soil. 1986. V. 95. № l. p. 109-121.

139. Bossier P., Hofte M., Verstraete W. Ecological significance of siderophores in soil // Advances in microbial ecology. New York. Plenum Press. 1988. V. 10. P. 385-414.

140. Burr T.J., Schroth M.N., Suslow T. Increased potato yields by treatment of seedpieces with specific strains of Pseudomonas Jluorescens and P. putida И Phytopathology. 1978. V. 68. № 9. P. 1377-1383.

141. Busse M.D., Elli J.R. Vesicular-arbuscular mycorrhizal (Glomus jasciculatum) influence on soybean drought tolerance in high phosphorus soil // Canadian Journal of Botany. 1985. V. 63. № 12. P. 2290-2294.

142. Chiu C-Y., Yoshida T. Fate of nitrogen in soils planted to soybean crops // Soil Science and Plant Nutrition. 1986. V. 32. № 2. P. 273-284.

143. Crowley D.E., Wang Y.C., Reid C.P.P. et al. Mechanisms of iron acquisition from siderophores by microorganisms and plants // Plant and Soil. 1991. V. 130. № 1-2. P. 179-198.

144. Crozier A., Arruda P., Jasmim J.M. et al. Analysis of indole-3-acetic acid and related indoles in culture medium from Azospirillum lipoferum and Azospirillum brasilense II Applied and Environmental Microbiology. 1988. V. 54. № 11. P. 2833-2837.

145. Curl E.A., Truelove B. The Rhizosphere. Berlin Heidelberg -New York -Tokyo. Springer-Verlag. 1986. 289 pp.

146. Danneberg G., Latus C., Zimmer W. et al. Influence of vesicular-arbuscular mycorrhiza on phytohormone balance in maize (Zea mays L.) // Journal of Plant Physiology. 1993. V. 141. № 1. P. 33-39.

147. Dart P. J., Wani S.P. Non-symbiotic nitrogen fixation and organic matter in the tropics // Transactions of 12th International Congress on Soil Science. Symposia papers V. 1. New Delhi. India. 1982. P. 3-27.

148. Dart P. J. Nitrogen fixation associated with non-legumes in agriculture // Plant and Soil. 1986. V. 90. № 1-3. P. 303-334.

149. De-Polli H., Matsui E., Dobereiner J. et al. Confirmation of nitrogen fixation in two tropical grasses by 15N2 incorporation // Soil Biology and Biochemistry. 1977. V. 9. №2. P. 119-123.

150. Dobereiner J. Nitrogen fixation in grass-bacteria associations in the tropics // Isotopes in biological dinitrogen fixation. International Atomic Energy Agency. Vienna. 1978. P. 51-69.

151. Dobereiner J. Recent advances in associations of azospirilla with plant roots // Interrelationships between microorganisms and plants in soil. Liblice, Czechoslovakia. 1987. P. 58.

152. DuBois M., Gilles K.A., Hamilton J.K. et al. Colorimetric method for determination of sugars and related substances // Annales de Chimie. 1956. V. 28. №2. P. 350-356.

153. Duff R.B., Webley D.M., Scott R.O. Solubilization of minerals and related materials by 2-ketogluconic acid-producing bacteria// Soil Science. 1963. V. 95. № i.p. 105-112.

154. Elad Y., Chet I. Possible role of competition for nutrients in biocontrol of Pythium damping-off by bacteria// Phytopathology. 1987. V. 77. № 2. P. 190-195.

155. Eskew D.L., Eaglesham A.R.J., App A.A. Heterotrophic 15N2 fixation and distribution of newly fixed nitrogen in a rice-flooded soil system // Plant Physiology. 1981. V. 68. № 1. P. 48-52.

156. Fallik E., Okon Y., Epstein E. et al. Identification and quantification of IAA and IBA in Azospirillum brasilense inoculated maize roots // Soil Biology and Biochemistry. 1989. V. 21. № 1. P. 147-153.

157. Focht D.D., Poth M. Measurement of biological nitrogen fixation by 15N techniques-symbiotic nitrogen fixation technology (ed. G.H.Elkan). New York and Basel. Marcel Dekker. INC. 1987. P. 258-288.

158. Ganry F., Diem H.G., Wey J. et al. Inoculation with Glomus mosseae improves N2 fixation by field-grown soybeans // Biology and Fertility of Soils. 1985. V. 1. №1. P. 15-23.

159. Gardner W.K., Barber D.A., Parbey D.G. Non-infecting rhizosphere microorganisms and the mineral nutrition of temperate cereals // Journal of Plant Nutrition. 1983. V. 6. № 2. P. 185-199.

160. Gardner J.M., Chandler J.L., Feldman A.W. Growth promotion and inhibition by antibiotic-producing fluorescent pseudomonads on citrus roots // Plant and Soil. 1984. V. 77. № l.P. 103-113.

161. Gaskins M.H., Albrecht S.L., Hubbell D.H. Rhizosphere bacteria and their use to increase plant productivity: review // Agricultural Ecosystem Environment. 1985. V. 12. № l.P. 99-116.

162. Haahtela K., Kari K. The role of root-associated Klebsiella pneumoniae in nitrogen nutrition of Poa pratensis and Triticum aestivum as estimated by the method of 15N isotope dilution // Plant and Soil. 1986. V. 90. № 1-3. P. 245-254.

163. Harley J.L., Smith S.E. Mycorrhizal symbiosis. London. Academic Press. 1983. 483 pp.

164. Harris D., Pacovsky S., Paul E.A. Carbon economy of soybean Rhizobium — Glomus associations // New Phytologist. 1985. V. 101. № 2. P. 427-440.

165. Hart T.D., Chamberlain A.H.L, Lynch J.M. Roles of microbial polymers in the rhizosphere // Transactions of 15th World Congress on Soil Science. Acapulco. Mexico. 1994. V. 4b. Commission. 3. P. 46-47.

166. Hofte M., Boelens J., Verstraete W. Survival and root colonization of mutants of plant growth-promoting pseudomonads affected in siderophore biosynthesis or regulation of siderophore production // Journal of Plant Nutrition. 1992.

167. V. 15. № 10. P. 2253-2262.

168. Howie W.J., Eehandi E. Rhizobacteria: influence of cultivar and soil type on plant growth and yield of potato // Soil Biology and Biochemistry. 1983. V. 15. №2. P. 127-132.

169. Jenni В., Isch C., Aragno M. Nitrogen fixation by new strains Pseudomonas pseudoflava and related bacteria // Journal of General Microbiology. 1989. V. 135. Pt. 2. P. 461-467.

170. Jurkevitch E., Hadar Y., Chen Y. Utilization of the siderophores FOB and pseudobactin by rhizosphere microorganisms of cotton plants // Journal of Plant Nutrition. 1992. V. 15. № 10. P. 2183-2192.

171. Kapulnik Y., Sarig S., Nur I. et al. Effect of Azospirillum inoculation on yield of field-grown wheat // Canadian Journal of Microbiology. 1983. V. 29. № 8. P. 895-899.

172. Kapulnik Y., Okon Y., Henis Y. Yield response of spring wheat cultivars (Tritieum aestivum and T. turgidum) to inoculation with Azospirillum brasilense under field conditions // Biology and Fertility of Soils. 1987. V. 4. № 1-2. P. 27-35.

173. Kavimandan S.K., Gaur A.C. Effect of seed inoculation with Pseudomonas sp. on phosphate uptake and yield of maize // Current Science. 1971. V. 40. № 16. P. 439-440.

174. Kipe-Nolt J. A., Avalakki U.K., Dart P. J. Root exudation of sorghum and utilization of exudates by nitrogen-fixing bacteria // Soil Biology and Biochemistry. 1985. V. 17. № 6. P. 859-863.

175. Kler D.S., Chahal V.P.S. Growth and yield of barley (Hordeum vulgare L.) as affected by Azotobacter chroococcum. Transactions of Indian Society Desert Technology and University Central of Desert Studies. 1986. V. 11. № 1. P. 33-36.

176. Kloepper J.W., Schroth M.N. Plant growth-promoting rhizobacteria and plant growth under gnotobiotic conditions // Phytopathology. 1980. V. 71. № 6. P. 642-644.

177. Kloepper J.W., Leong J., Teintze M. et al. Enhanced plant growth by siderophores produced by plant growth-promoting rhizobacteria // Nature. 1980. V. 286. № 5776. P. 885-886.

178. Kobayashi M., Okano S., Nagai T. Nitrogen fixation by phototrophic bacteria in mixed culture // Non-symbiotic Nitrogen Fixation Newsletter. 1981. V. 9. № 1. P. 1-8.

179. Kralova M., Kubat J. Tracer studies on nitrogen mineralization -immobilization relationship //Newsletter on the Application of Nuclear Methods in Biology and Agriculture. 1976. № 7. P. 17-18.

180. Krotzky A., Werner D. Nitrogen fixation in Pseudomonas stutzeri // Archives of Microbiology. 1987. V. 147. № 1. P. 48-57.

181. Kucey R.M.N., Paul E.A. Carbon flow, photosynthesis, and N2 fixation in mycorrhizal and nodulated faba beans (Vicia faba L.) // Soil Biology and Biochemistry. 1982. V. 14. № 4. P. 407-412.

182. Biology and Biochemistry. 1987. V. 19. № 2. P. 165-170.1.n W., Okon Y., Hardy R.W.F. Enhanced mineral uptake by Zea mays and

183. Sorghum bicolor roots inoculated with Azospirillum brasilense // Applied and

184. Environmental Microbiology. 1983. V. 45. № 6. P. 1775-1779.1.oi L., Giovannetti M. Variable effectivity of three vesicular-arbuscularmycorrhizal endophytes in Hedysarum coronarum and Medicago sativa //

185. Maurya B.R., Sanoria C.L. Benefical effects of co-inoculating chickpea seed with Rhizobium, Azotobacter and Pseudomonas II Indian Journal of Agricultural Sciences. 1986. V. 56. № 6. P. 463-466.

186. McNeil D.L. Variations in ability of Rhizobium japonicum strains to nodulatesoybeans and maintain fixation in the presence of nitrate // Applied and

187. Environmental Microbiology. 1982. V. 44. № 3. P. 647-652.

188. Mew T. W., Rosales A.M. Bacterization of rice plant for control of sheath blightcaused by Rhizoctonia solani II Phytopathology. 1986. V. 76. №11.1. P. 1260-1264.

189. Meyer J.R., Linderman R.G. Response of subterranean clover to dual inoculation with vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi and a plant growth-promoting bacterium, Pseudomonas putida II Soil Biology and Biochemistry. 1986. V.18. № 2. P. 185-190.

190. Mosse B. Advances in the study of vesilular-arbuscular mycorrhiza // Annual Review of Phytopathology. 1973. V. 11. P. 171-196.

191. Mwaura F., Granhall U. Nitrogen fixation (C2H2 reduction) associated with maize (Zea mays L.) in a Swedish soil // Swedish Journal of Agricultural Research. 1986. V. 16. № 2. P. 49-56.

192. Naik M.S., Nicholas D.J.D. Relation between CO2 evolution and in situ reduction of nitrate in wheat leaves // Australian Journal of Plant Physiology. 1981. V. 8. №6. P. 515-524.

193. Nair S., Tauro P. Effect of inoculation with Pseudomonas azotogensis on the yield and straw weight of wheat // Plant and Soil. 1979. V. 52. № 3. P. 453-455.

194. Narula N., Gupta K.G. Effect of ammonia-excreting strain о{ Azotobacter chroococcum on cereals and legumes // Zentralblatt fur Microbiologic. 1987. Bd. 142. H. 5. S. 363-368.

195. Biology and Fertility of Soils. 1986. V. 2. № 1. P. 7-14.1 ^

196. Nayak D.N., Charyulu P.B.B.N., Rao V.R. N2 incorporation and acetylene reduction by Azospirillum isolated from rice roots and soils // Plant and Soil. 1981. V. 61. № 3. P. 429-436.

197. O'Bannon J.I I., Evans D.W., Peaden R.N. Alfalfa varietal response to seven isolated of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi // Canadian Journal of Plant Science. 1980. V. 60. № 3. p. 859-863.

198. O'Hara G.W., Boonkerd N., Dulworth M.J. Mineral constraints to nitrogen fixation//Plant and Soil. 1988. V. 108. № l.P. 93-110. Okon Y. Azospirillum as a potential inoculant for agriculture // Trends in Biotechnology. 1985. V. 3. № 9. P. 223-228.

199. Piccini D., Azcon R. Effect of phosphate-solubilizing bacteria and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi on the utilization of Bayovar rock phosphate by alfalfa plants using a sand-vermiculite medium // Plant and Soil. 1987. V. 101. №1. P. 45-50.

200. Tlazinski I., Rolfe B.G. Analysis of the pectolitic activity of Rhizobium and Azospirillum strains isolated from Trifolium repens II Plant Physiology. 1985a. V. 120. №2. P. 181-187.

201. Plazinski I., Rolfe B.G. Influence of Azospirillum strains on the nodulation of clover by Rhizobium strains // Applied and Environmental Microbiology. 1985b. V. 49. №4. P. 984-989.

202. Pohlman A.A., McCool J. G. Nitrogen fixation in the rhizosphere and rhizoplane of barley // Plant and Soil. 1982. V. 69. № 2. P. 341-352.

203. Postgate J.R. Biological nitrogen fixation: fundamentals // Philosophy Transaction. Royal Society. London. Ser. B. 1982. V. 296. P. 375-385. Powell C.L., Bagyaraj D.J. VA-Mycorrhiza // CRC Press. Inc. Boca Raton. Florida. 1984. 234 pp.

204. Prabha S., Nair S.K., Dadarwal K.R. et al. Pseudomonas azotogensis an associate symbiont of Bajra {Pennisetum americanum) // Plant and Soil. 1978. V. 49. № 3. P. 657-659.

205. Rao V. R., Jena P.K., Adhya Т.К. Inoculation of rice with nitrogen-fixing bacteria problems and perspectives // Biology and Fertility of Soils. 1987. V. 4.№ 1-2. P. 21-26.

206. Rennie R.J., Thomas J.B. N-determined effect of inoculation with N2-fixing bacteria on nitrogen assimilation in Western Canadian wheats // Plant and Soil. 1987. V. 100. № 1-3. P. 213-223.

207. Reynders L., Vlassak K. Use of Azospirillum brasilense as biofertilizer in intensive wheat cropping// Plant and Soil. 1982. V. 66. № 2. P. 217-223. Richards B.N. Introduction to the soil ecosystems. London. Harlow. 1974. 226 pp.

208. Romheld V. The role of phytosiderophores in acquisition of iron and other micronurtrients in graminaceous species: An ecological approach // Plant and Soil. 1991. V. 130. № 1-2. P. 127-134.

209. Rovira A.D. Interactions between plant roots and soil microorganisms // Annual Review of Microbiology. 1965. V. 19. P. 241-266.

210. Ruppel S. Isolation of diazotrophic bacteria from the endorhizosphere and rhizoplane of winter wheat in temperate region // Zentralblatt fur Mikrobiologie. 1988. Bd. 143. H. 8. S. 621-629.

211. Ruschel A.P., Henis Y., Salati E. Nitrogen-15 tracing on ^-fixation with soil-grown sugarcane seedlings // Soil Biology and Biochemistry. 1975. V. 7. № 2. P. 181-182.

212. Sarniguet A., Lucas P., Lucas M. Relationships between take-all, soil conduciveness to the disease, populations of fluorescent pseudomonads and nitrogen fertilizers // Plant and Soil. 1992a. V. 145. № 1. C. 17-27.

213. Schroth M.N., Hancock J.G. Disease-suppressive soil and root-colonizing bacteria // Science. 1982. V. 216. № 4553. P. 1376-1381.

214. Sebastian I., Chandra A.K., Kolattukudy P.E. Discovery of a cutinase-producing Pseudomonas sp. cohabition with an apparently nitrogen-fixing Corinebacterium sp. in the phyllosphere // Journal of Bacteriology. 1987. V. 169. № l.P. 131-136.

215. Simon R., Prieffer H., Pilhler A. A broad host range mobilization system for in vitro genetic enginenering, transposon mutagenesis in gram negative bacteria // Biotechnology. 1983. V. 1. № 11. P. 784-790.

216. Sims G.K., Dunigan E.P. Durinal and seasonal variations in nitrogenase activity (C2H2 reduction) of rice roots // Soil Biology and Biochemistry. 1984. V. 16. № l.P. 15-18.

217. Smith F.W., Thompson J.F. Regulation of nitrate reductase of excised barleyroots //Plant Physiology. 1971a. V. 48. № 2. P. 219-223.

218. Smith F.W., Thompson J.F. Regulation of nitrate reductase in Chlorellavulgaris II Plant Physiology. 1971b. V. 48. № 2. P. 224-227.

219. Smith R.L., Schank S.C., Milam J.R. et al. Responses of Sorghum and

220. Pennisetum species to the N2-fixing bacterium Azospirillum brasilense II '

221. Applied and Environmental Microbiology. 1984. V. 47. № 6. P. 1331-1336.

222. Sobieszanski Т., Stempniewicz R., Krzysko T. Pseudomonas sp. as producer ofplant growth regulators // Interrelationships between microorganisms and plantsin soil (V. Vancura and F. Kunc, eds.). Praha. Publishing House of the

223. Czechoslovak Academy of Sciences. 1989. P. 201-205.

224. Son C.L., Smith S.E. Mycorrhizal growth responses: interactions betweenphoton irradiance and phosphorus nutrition //New Phytologist. 1988. V. 108.3. P. 305-314.

225. Songh C.S., Subba Rao N.S. Associative effect of Azospirillum brasilense with Rhizobium japonicum on nodulation and yield of soybean (Glycine max) II Plant and Soil. 1979. V. 53. № 3. P. 387-392.

226. Sreeramulu K.R., Dyala Doss D., Reddy T.K.R et al. Interaction effects of VA mycorrhiza and Azospirillum on the growth and uptake of nutrients in maize 11 Indian Journal of Microbiology. 1988. V. 28. № 3-4. P. 247-250.

227. Stanek M., Vancura V. Einige Bemerkungen zur Biologie des Erregers der Schwarzbeeinigkeit am Weizen, Gauemannomyces graminis // Schaderreger in der Industiemassigen Getreideproduction. II International Symposium. Halle. 1977. S. 299-309.

228. Streeter J. Inhibition of legume nodule formation and N2 fixation by nitrate // CRC Critical Reviews in Plant Studies. CRC Press. Inc. 1988. V. 7. № 1. P. 1-23.

229. Stribley D.P., Read D.J. The biology of mycorrhiza in the ericaceae. IV. The effect of mycorrhizal infection on uptake of 15N from labelled soil by Vaccinium macrocarpon Ait. //New Phytologist. 1974. V. 73. № 6. P. 1149-1155.

230. Suslow T.V. Role of root-colonizing bacteria in plant growth // Phytopathogenic Prokaryotes. London and New York. Academic Press. 1982. V. l.P. 187-223.

231. Suslow T.V., Schroth M.N. Rhizobacteria of sugar beets: effects of seed application and root colonization on yield // Phytopathology. 1982. V. 72. № 2. P. 199-206.

232. Тепа M., Magallanes M. Relation entre l'activite fixatrice d'azote non symbiotique et quelques proprietes physicochimiques du sol // Agronomie. 1985. V. 5. №4. P. 369-373.

233. Thomashow L., Weller D., Bonsai R. et al. Production of the antibiotic phenazine-l-carboxylic acid by fluorescent Pseudomonas species in the rhizosphere of wheat // Applied and Environmental Microbiology. 1990. V. 56. №4. P. 909-912.

234. Tilak K.V.B.R., Singh C.S., Roy N.K. et al. Azospirillum brasilense and Azotobacter chroococcum inoculum: effect on yield of maize (Zea mays) and sorghum {Sorghum bicolor) II Soil Biology and Biochemistry. 1982. V. 14. №4. P. 417-418.

235. Venkataraman G.S. Non-symbiotic nitrogen fixation // Transactions of 12th International Congress on Soil Science. New Delhi. 1982. Part 1. P. 225-235.

236. Venkateswarlu В., Rao A. Interactions between the root exudates of pearl millet and Azospirillum brasilense // Proceedings of Indian Academy of Sciences (Plant Sciences). 1985. V. 95. № 4. P. 237-245.

237. Weihs V., Jagnow G. Colonization of rye-grass roots by rhizosphere bacteria and their effects on plant development // Forum of Mikrobiologie. 1989. V. 12. № 1-2. P. 305.

238. Annual Proceeding of the Phytochemical Society of Europe. 1985. V. 26. P. 59-71.

239. Whitehead D.C., Dibb H., Hartley R.D. Phenolic compounds in soil as influenced by the growth of different plant species // Journal of Applied Ecology. 1982. V. 19. № 2. P. 579-588.

240. Williams M.N.V., Singer E.R. Metabolism of tryptophan and tryptophan analogs by Rhizobium meliloti II Plant Physiology. 1990. V. 92. № 4. P. 1009-1013.

241. Witty J.F., Day J.M. Use of 15N2 in evaluating asymbiotic N2 fixation // Isotopes in biological dinitrogen fixation. International Atomic Energy Agency. Vienna. 1978. P. 135-148.

242. Wurst M., Prikryl Z., Vancura V. High-performance liquid chromatography of plant hormones. I. Separation of plant hormones of the indole type// Journal of Chromatography. 1980. V. 191. P. 129-136.

243. Zhang F.S., Treeby M., Romheld V. et al. Mobilization of iron by phytosiderophores as affected by other micronutrients // Plant and Soil. 1991. V. 130. № 1-2. P. 173-178.

244. Zimmer W., Bothe H. The phytohormonal interactions between Azospirillum and wheat // Plant and Soil. 1988. V. 110. № 2. P. 239-247.

Информация о работе

Шабаев, Валерий Павлович
доктора биологических наук
Пущино, 2004
ВАК 06.01.04

Диссертация

Роль биологического азота в системе "почва-растение" при внесении ризосферных микроорганизмов - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы