Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Рост, минеральное питание и продуктивность льна-долгунца при обработке семян бактериальными препаратами

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Рост, минеральное питание и продуктивность льна-долгунца при обработке семян бактериальными препаратами"

На правах рукописи

ХМЕЛЕВСКАЯ Ирина Акимовна

РОСТ, МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА ПРИ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН БАКТЕРИАЛЬНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ

03.00.12 - физиология растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург, 1997

»

Диссертационная работа выполнена на кафедре ботаники Российскс государственного педагогического университета имени А.И.Герцена.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Г.А.Воробейков

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

А.И. Осипов

Ведущее предприятие: Псковский НИИ сельского хозяйства

Защита состоится " 10 " апреля 1997 года в 14.30 на заседании Диссертационого совета Д 120. 37. 01 в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 189620 г. Санкт-Петербург, Пушкин, Петербургское шоссе, 2, корп. 1а, ауд. 239.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

кандидат биологических наук А.П. Кожемяков

Автореферат разослан

Учёный секретарь диссертационного совета доктор с.-х. наук, профессор

В.П. Царенко

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Дефицит текстильного сырья и зависи-шсть России от зарубежных поставок хлопка обосновывают необходи-юсть расширения посевов и повышения продуктивности традиционной стя нашей страны технической культуры - льна-долгунца. В федеральной (елевой программе "Развитие льняного комплекса Российской федерации [а 1996-2000 гг.", намечены меры по повышению урожайности льноволок-га до 5,2 ц/га, наращиванию его производства до 155 тысяч тонн в год.

При выращивании льна-долгунца может быть перспективным при-1енение бактериальных препаратов, созданных на основе эффективных атаммов ассоциативных азотфиксаторов, способных сыграть положитель-[ую роль в улучшении минерального питания растений, стимуляции рос-овых процессов и повышении продуктивности этой ценной технической :ультуры.

В литературе имеются единичные сведения о влиянии различных ¡актериальных штаммов на урожай и качество льноволокна (Одоевская, 957; Берёзова, Судакова, 1960). Однако, комплексных исследований эффективности действия препаратов на основе ассоциативных бактерий на схожесть, ростовые процессы, минеральное питание и продуктивность »астений льна не проводилось.

Цель и задачи исследований. Цель работы - исследовать влияние гнокуляции семян эффективными штаммами ассоциативных азотфиксато-юв на рост, минеральное питание и продуктивность льна-долгунца.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие адачи:

1. Исследовать приживаемость отобранных штаммов микроорга-[измов на корнях льна.

2. Изучить действие бактериальных штаммов на всхожесть и прорас-ание семян льна-долгунца.

3. Проанализировать влияние бактериальных препаратов на нитро-еназную активность ризосферы и ризопланы льна и характер поступления юсфора-33 в подземные и надземные органы растений.

4. Исследовать влияние.инокуляции на ростовые процессы, продук-ивность растений и качество урожая.

5. Выявить наиболее эффективные штаммы бактерий и рекомевд вать их для практического использования при выращивании ль* долгунца.

Научная новизна. Впервые показана возможность использован ассоциативных штаммов микроорганизмов для повышения продукт! ности льна-долгунца. Отмечено стимулирующее действие ряда асс циативных азотфиксаторов на всхожесть семян и ростовые процессы рас: ний. Установлена высокая степень приживаемости исследуемых штамм бактерий в прикорневой зоне и на корнях льна-долгунца и длительное в{ мя сохраняют свою физиологическую активность. Выделены штаммы бе терий, способные усиливать поступление фосфора в растения, повыша азотфиксирующую активность ризопланы льна и улучшать минеральн питание растений. Проанализировано влияние инокуляции семян на ai: томическое строение стебля льна-долгунца как показатель качества льняи го волокна.

Практическая значимость. Экспериментально обоснована целесос разность использования бактериальных препаратов, изготовленных основе ассоциативных азотфиксаторов, относящихся к род: Agrobacterium, Pseudomonas, Flavobacterium, Enterobacter. Доказана нес ходимость учёта сортовых особенностей льна-долгунца при использован] диазотрофных штаммов бактерий. Для сорта Белинка наиболее эффс тивными оказались бактериальные препараты - агрофил, флавобактерк экстрасол-I; для сорта Кром - агрофил, ризоэнтерин, экстрасол-1(32).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Использование бактериальных препаратов позволяет г высить всхожесть семян и выживаемость проростков льна.

2. Применение отобранных бактериальных препаратов ус ливает ростовые процессы и улучшает минеральное питание растений льн

3. Применение бактериальных препаратов позволяет увел чить выход льноволокна при сохранении его качества.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены научно-практических конференциях преподавательского состава и асг рантов в Санкт-Петербургском аграрном университете и Псковском пе; гогическом институте; на межвузовской конференции "Биология и skoj гия в системе современного педагогического образования" (Саш Петербург - Ставрополь, 1994); на 2-й Международной конференц "Экология и охрана окружающей среды" (Пермь, 1995); на 4-й межвуз<

ой конференции "Экология.Экологическое образование, его возможен и перспективы. Интеграция" (Тобольск, 1995); на Международном мпозиуме "Физико-химические основы растительной физиологии" ущино, 1996); на Международной конференции "Современные проблемы атомии растений" (Брест, 1996); на региональной конференции "Северо-пад: проблемы и условия устойчивого развития" (Псков, 1996).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ.

Объём работы. Диссертация изложена на 197 страницах машино-:сного текста, включает 17 рисунков , 64 таблицы, 6 приложений. Работа стоит из введения, обзора литературы, главы "Материалы и методы ис-едований", шести глав, содержащих результаты исследований и их об-ждение. Диссертация завершается заключением, выводами и списком ли-ратуры. Список литературы состоит из 271 работ, из них 180 - на русском ыке.

Содержание работы

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. В главе обобщены литературные иные о биологических особенностях культуры льна-долгунца; дана ха-ктеристика механизмов взаимоотношений, возникающих в системе астения- микроорганизмы", и приведен обширный литературный мате-:ал об использовании ассоциативных бактерий для инокуляции различ-

ix сельскохозяйственных культур с целью повышения их продуктивности.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Исследо-ния по анализу инокуляции семян бактериальными препаратами на рост, шеральное питание и продуктивность льна-долгунца проводились в те-ние 1992-1996 гг. на базе агробиостанции РГПУ имени А.И.Герцена (пос. .фица Ленинградской обл.) и кафедры агрохимии Санкт-Петербургского рарного университета (г. Пушкин). Были поставлены лабораторные, ве-гационные и полевые опыты с растениями льна двух сортов - Белинка и эом. В вегетационных опытах использовались почвы, имеющие различ-ie агрохимические показатели. Элементы минерального питания вносили расчета No.osPo.iKo.i г на кг почвы в сосуде. Закладку и проведение веге-ционных опытов проводили в соответствии с общепринятыми методиче-ими указаниями (Ефимов и Др., 1988). В мелкоделяночных полевых опы-

x растения выращивались на дерново-подзолистой супесчаной почве,

имеющей среднее содержание доступных форм фосфора и калия со слаб кислой реакцией среды.

Для обработки семян использовали торфяные и жидкие бактериал ные препараты, изготовленные в лаборатории технической микробиолог! ВНИИСХМ. Инокуляцию семян льна проводили непосредственно пер посевом путём замачивания семян в культуральной жидкости бактер! (торфяной суспензии) на 2 часа или путём полива их при посеве.

В опытах использовались следующие бактериальные препараты:

Препараты Штамм бактерий, лежащий в основе препарата

Агрофил Agrobacterium radiobacter, шт. 10

Экстрасол-1(КО) Pseudomonas fluorescens, шт. КО

Экстрасол-1(32) Pseudomonas fluorescens, шт. 32

Экстрасол-2 Serratia, шт. 218

Флавобактерин Flavobacterium sp, шт. 30

Ризоэнтерин Enterobacter aerogenes, шт. 30

Растения выращивались до наступления фазы ранней жёлтой спел ста. В фазу цветения часть растений отбиралась для определения нитро) назной активности корневой системы и содержания азота, фосфора, калш сухой массе надземной части растений.

При уборке урожая отбирались пробы для определения структу] урожая, морфологического анализа растений, изучения анатомическо строения стеблей и определения в них содержания волокнистых вещее Степень волокнистости стебля льна определяли путём взвешивания лу£ ной части и древесины. Костра отделялась от волокна вручную после пр< варительной тепловой мочки льна.

Изучение анатомического строения стеблей льна выполнено на г перечных срезах, взятых на половине технической длины стебля в со< ветствии с "Методическими указаниями по проведению полевых опытов льном-долгунцом" (Торжок, 1978).

Лабораторные опыты по влиянию бактериальных штаммов всхожесть семян и начальные этапы роста проростков проводили в чанп Петри и рулонных культурах.

Опыты по приживаемости исследуемых бактерий на корнях ивп] корневой зоне растений льна поставлены с использованием генетичес

гаркированных штаммов (стрептомициноустойчивых мутантов) в условиях габораторных и микровегетационных опытов.

Азотфиксируюшую активность ризопланы льна определяли ацети-[еновым методом (Hardy et al, 1973) с использованием газожидкостного :роматографа "Цвет-106".

При анализе фосфорного питания использовали радиоактивную 1етку (33Р) которую вноситли в почву вегетационных сосудов перед посе-ом из расчёта 6.2 мкКи на 1 кг почвы.

Химический анализ семян и вегетативных органов растений провозит по общепринятым методикам (Ягодин и др., 1987). Статистическую 'бработку полученных данных выполняли по методике Г.Ф.Лакина (1990).

Экспериментальная часть

3. ПРИЖИВАЕМОСТЬ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ШТАММОВ БАКТЕРИЙ НА КОРНЯХ И В ПРИКОРНЕВОЙ ЗОНЕ РАСТЕНИЙ.

Выявление приживаемости интродуцированных штаммов бактерий в изосфере растений, в том числе и льна, необходимо прежде всего для пределения соответствия сорта растения и штамма бактерий, а также для ыяснения роли факторов внешней среды в этом процессе. Степень заселе-ия интродуцированными бактериями поверхности корня и способность их бразовывать высокую плотность популяции в ризосфере является важной арактеристикой, определяющей в дальнейшем эффективность действия актериальных препаратов. Только при активном размножении и высоком итре внесённых бактерий будут накапливаться продукты их жизнедеятель-ости, а, следовательно будет, осуществляться их влияние на почвенную реду и растения.

Изучение приживаемости ассоциативных бактерий на корнях льна-олгунца в условиях лабораторных опытов рулонной культуры показало, то максимальной численности на корнях льна сорта Белинка достигают актерии, относящиеся к родам Agrobacterium, Flavobacterium, 'seudomonas; на корнях льна сорта Кром - Flavobacterium, Enterobacter, 'seudomonas.

Анализ численности генетически маркированных штаммов бакте-ий, относящихся к родам Agrobacterium, Flavobacterium и Enterobacter на орнях и в прикорневой зоне растений двух сортов льна в процессе вегета-;ии свидетельствует о том, что через 10 дней после инокуляции количество

внесённых бактерий снижается с 107-WS до 1.0-8.6х105 (сорт Белинка) и 2 6.2х105 (сорт Кром). На 20-30 сутки после начала опыта наблюдается от] сительная стабилизация численности всех изученных штаммов бактерий уровне 104-105 микробных клеток на 1 г корней (табл. 1).

Максимальный уровень заселения корней и прикорневой зо растений льна сорта Белинка отмечен для бактерий рода Flavobacteriun Agrobacterium. В меньшей степени на корнях льна сорта Белинка прш вались бактерии рода Enterobacter. У сорта Кром более высокий уров( приживаемости на корнях был характерен для бактерий, относящихся к ] дам Flavobacterium и Enterobacter.

Таблица 1. Изменение численности бактерий на корнях и в прико невой зоне льна-долгунца в процессе вегетации, клеток/г сырых корне!

Штаммы бактерий Сорт Белинка Сорт Кром

■ Время наблюдения, сутки

10 20 30 40 10 20 30 4(

Agrobacte rium 4.0х105 6.3x104 б.ОхЮ4 1.3х104 2.0x105 1.2x105 6.5х104 1.0x1

Flavobacte rium 8.6x105 l.OxlO5 5.5x104 1.2х104 6.2x105 3.0x105 6.5x104 З.Ох

Enterobacter, шт. 30 1.0х105 l.OxlO4 l.OxlO4 б.ОхЮ3 3.0x105 7.5x104 6.4x104 1.3х:

Таким образом, изученные нами штаммы бактерий способны д тельное время сохраняться в ризосфере растений льна. Сохранение отно тельно высокой численности -интродуцированных штаммов бактерий корнях и в прикорневой зоне льна, по крайней мере, в течение первой по. вины вегетационного периода после инокуляции позволяет прогнозиров; их возможную позитивную роль в повышении продуктивности ль долгунца.

4. ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН ЛЬНА-ДОЛГУНЦА

В практике сельского хозяйства для повышения всхожести семя] снижения заболеваемости растений используют методы химической заг ты, которые сопряжены с загрязнением окружающей среды. В настоят

1ремя активно исследуется возможность применения штаммов бактерий ря повышения устойчивости растений как к неблагоприятным факторам реды, так и к патогенной микрофлоре (Кожемяков и др., 1994; Васюк и др., 995).

В наших опытах в условиях лабораторного, вегетационного и поле-юго опытов проанализировано влияние различных штаммов бактерий на форастание семян льна с хорошей и пониженной всхожестью. Полученные [анные свидетельствуют о стимулирующем влиянии ряда бактериальных [репаратов на всхожесть семян и начальные этапы роста проростков льна. Использование бактериальных штаммов в условиях лабораторных опытов ля обработки семян пониженной всхожести (50-60%) показало, что наибо-iee эффективным для стимуляции прорастания семян льна сорта Белинка (казалось применение бактерий Pseudomonas fluorescens, шт.32, •lavobacterium sp, шт.ЗО и Serratia, шт. 218, а для сорта Кром -^grobacterium radiobacter, шт. 10, Pseudomonas fluorescens, шт.32, "lavobacterium sp, шт.ЗО. У растений, инокулированных названными тгаммами бактерий, отмечается увеличение высоты стебля, длины корня, а акже сырой и сухой массы проростков. В опытных вариантах наблюдается акже тенденция к увеличению количества корневых волосков. Корни у :онтрольных растений менее опушены, зона всасывания корня по длине 1еньше, по сравнению с инокулированными растениями. Увеличение коли-:ества корневых волосков под влиянием бактериальных препаратов обус-:овлено, по-видимому, выделением ауксиноподобных веществ, которые »беспечивают и образование дополнительных боковых корней. Это, в свою середь, позволяет прогнозировать формирование у инокулированных астений корневой системы, обладающей большей поглотительной способ-юстью.

Наиболее эффективные штаммы бактерий, отобранные по результа-ам лабораторных исследований, были испытаны в ходе вегетационных и ;олевых опытов. Заметное влияние на всхожесть семян льна сорта Белинка |казали препараты флавобактерин и агрофил (табл. 2); сорта Кром - агро-)ил, экстрасол-1(32) и флавобактерин.

Наблюдаемый положительный эффект в отношении повышения схожести семян льна под действием ряда бактериальных препаратов обус-гавлен выделением бактериями фитогормонов, которые увеличивают схожесть и энергию прорастания семян, а также ингибируюшим влиянием ¡актерий на фитопатогенные микроорганизмы, которые являются причи-

Таблица 2. Влияние бактериальных препаратов на всхожесть семян

льна сорта Белинка, шт/ м2 (полевые опыты)

Варианты 1993г. 1994г. 1995г. 1996г. Среднее % всхожести % к контролю

Контроль 558.7 512.2 434.2 457.3 490.5 49.0 100.0

Агрофил 600.3 606.4 452.0 584.0 560.6 56.1 114.5

Экстрасол-1(КО) 567.3 588.8 488.0 501.4 536.3 53.6 109.4

Экстрасол-1(32) - - 602.2 484.0 543.1 54.3 110.7

Экстрасол-2 560.6 528.6 550.0 462.6 525.5 52.5 107.1

Флавобактерин - - 672.2 583.4 627.8 62.8 128.0

Ризоэетерин 478.0 484.0 481.0 48.1 98.1

НСР05 32.3 28.6 24.7 33.1

ной гибели растений льна на ранних стадиях развития. Угнетение патог нов может происходить как за счёт синтеза бактериями антибиотич скихвеществ, сидерофор и др., так и за счёт конкуренции бактерий с ни.\ за элементы питания.

Проведенные исследования позволяют заключить, что применен] бактериальных препаратов для обработки семян льна сортов Белинка Кром, ведущее к увеличению числа прорастающих семян вследствие п вышения их всхожести и выживаемости проростков, можно расценива-как один из эффективных агротехнических приемов, определяющих пов! шение урожайности этой ценной технической культуры.

5. ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА РОСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА

Бактериальные препараты на основе ассоциативных азотфиксатор< способны стимулировать ростовые процессы растений за счёт синтеза ба териями биологически активных веществ - ауксинов, гиббереллинов, цит кининов, витаминов и др. (Возняковская, 1969; Мишке, 1988; Смирнов, К прианова, 1990; Лепте, 11ес1(1у, 1992; вИск, 1995).

В наших опытах проанализировано влияние бактериальных преп ратов на высоту стебля растений и сухую массу корневой системы льна.

Стебель - главная продуктивная часть растений льна. Чем выше ст бель и чем длиннее его техническая часть, тем больше выход длинного в

юкна. Опытами выявлено, что наиболее значительный прирост техни-теской длины стебля льна-сорта Белинка, по сравнению с контролем, на-5людается в варианте с использованием флавобактерина (7.7% - в вегетаци-энном опыте, 16.6% - в полевом). Увеличение технической длины стебля эастений под влиянием других препаратов составило 6.2-16.2% (табл.3).

Таблица 3. Влияние бактериальных препаратов на техническую

длину стебля растений льна сорта Белинка, см (полевые опыты)

Варианты 1993г. 1994г. 1995г. 1996г. Среднее %

Контроль 55.3 60.7 61.5 64.8 60.6 100.0

Агрофил 69.5 63.5 74.1 71.4 . 69.6. 114.8

Экстрасол-1(КО) 66.6 62.0 71.0 68.2 67.0 110.6

Экстрасол-1(32) - - 71.7 69.0 70.4 116.2

Экстрасол-2 62.7 60.3 70.4 65.5 64.7 106.8

Флавобактерин - 74.7 66.6 70.6 116.6

Ризоэнтерин - 66.4 62.3 64.3 106.2

НСР05 4.8 5.9 3.2 6.8

Максимальная высота растений льна сорта Кром отмечена в вари-штах с использованием ризоэнтерина, агрофила й экстрасола-1(32). Эстальные препараты не оказали столь чётко выраженного стимулирую-цего действия на рост растений данного сорта.

Использование ассоциативных азотфиксаторо'в усиливает и рост сорневой системы льна. Анализ сухой массы корней растений льна сорта эелинка показал, что под действием бактериальных препаратов агрофила, флавобактерина и экстрасола-1 она увеличивается, по сравнению с контро-1ем, на 8-40%. Для сорта Кром увеличение сухой массы корней при обра-эотке бактериальными препаратами составляет 14-37% (табл. 4).

По-видимому, увеличение массы корневой системы льна при обра-зотке бактериальными препаратами происходит, за счёт активизации про-дессов клеточного деления в зоне поглощения корня, что приводит в целом < дифференциации большего числа эпидермальных клеток в корневые во-тоски и возрастающему количеству боковых корней. Повышение массы корневой системы льна положительно сказывается на её поглотительной

Таблица 4.Влияние бактериальных препаратов на сухую массу ко невой системы растений льна сорта Кром, г/сосуд (вегетационные опып

Варианты 1992г. Пушкин 1992г. Вырица 1995г. 1996г. Сред нее °/с

Контроль 8.7 ' 12.0 29.3 15.1 16.3 100.С

Агрофил 10.1 15.0 44.3 20.2 22.4 137.'

Экстрасол-1(КО) 9.3 13.2 37.6 16.8 19.2 117.?

Экстрасол-1(32) 9.5 15.7 45.2 17.5 22.0 134 J

Экстрасол-2 9.0 11.2 31.0 15.2 16.6 lOl.f

Флавобактерин 10.0 14.7 33.0 16.8 18.6 114.3

Ризоэнтерин 10.6 14.8 39.6 17.8 20.7 127.С

HCPos 1.5 2.1 4.1 2.4

способности, что создаёт условия для лучшей обеспеченности ристек водой и минеральными элементами.

6. МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

Искусственное обогащение ризосферы культурных растений кор выми диазотрофами во многом определяет улучшение азотного пита* растений за счёт активизации процесса биологической азотфиксации.

Нами исследована нитрогеназная активность корневой системы щ сортов льна при обработке семян различными бактериальными препара ми. Результаты вегетационных и полевых опытов показали, что бакте] альные препараты усиливают активность азотфиксации на корнях растеи льна. Увеличение нитрогеназной активности в ризоплане инокулиров; ных растений льна сорта Белинка составило в различных вариантах от 1 до 67%. Для сорта Кром наибольшая активность нитрогеназы наблюдал; в вариантах с использованием агрофила, ризоэнтерина и экстрасола-1( (табл. 5).

Анализ полученных нами результатов позволяет констатирова что в разные годы исследований один и тот же штамм бактерий показьп неодинаковый азотфиксирующий эффект. Кроме того, не всегда наблю, лась корреляция между значением нитрогеназной активности и продукт ностыо растений льна-долгунца. В ряде работ также отмечается отсутсп такой зависимости (Giller, Day, 1985; Haatela et al, 1988). Вместе с тем, с дует подчеркнуть, что в большинстве случаев в вариантах с наиболее зна

Таблица 5. Влияние бактериальных препаратов на нитрогеназную активность корней льна-долгунца сорта Кром, нМоль С2Н4 / г / час _ (полевые опыты)_ ■_

Варианты 1995г. 1996г. Среднее за 2 года, %

Контроль 7.62 (100) 2.17(100) 100

Агрофил 11.89(156) 2.95(136) 146

Экстрасол-1(КО) 10.36(136) 2.26 (104) 120

Экстрасол-1(32) 11.58(152) 2.54 (117) 135

Экстрасол-2 8.69(114) 2.17(100) 107

Флавобактерин 11.43(150) 2.17 (100) 125

Ризоэнтерин 9.91 (130) 3.37(155) 143

Примечание: В скобках указаны проценты относительно контроля.

льным уровнем азотфшссации отмечалась и более высокая продуктив-1сть растений.

Таким образом, использование эффективных штаммов ассо-гатавных азотфиксаторов для инокуляции семян льна-долгунца способно еличить активность азотфиксации в их ризосфере и улучшить азотное ггание растений.

Как известно из литературы, многие почвенные микроорганизмы особны растворять труднодоступные фосфорсодержащие минеральные и (ганические соединения и усиливать их поступление в растения (Патил, 92; Ефимов и др, 1996). Анализ наших данных позволяет говорить об илении поглощения фосфора растениями льна при инокуляции их ассо-[ативными бактериями. Увеличение поступления фосфора-33 в надземную сть инокулированных растений льна сорта Кром составило до 27%, в за-[симости от штамма. Максимальный эффект наблюдался при инокуляции мян льна штаммами Agrobacterium radiobacter, шт. 10 и Pseudomonas iorescens, шт. КО. Накопление фосфора в этих вариантах увеличилось со-ветственно на 27% и 21%. Следовательно, полученные нами данные по-оляют заключить, что ряд изученных бактериальных штаммов могут 1ть использованы для улучшения фосфорного питания растений льна->лгунца.

В наших опытах было проанализировано также содержание азо фосфора и калия в сухой массе надземных органов растений льна в ф; цветения при обработке семян бактериальными препаратами. Полученн данные свидетельствуют об усилении поступления основных минеральн элементов в растения льна при использовании бактериальных препарат* По данным двухлетних полевых и трёхлетних полевых опытов с сорт льна Белинка, увеличение концентрации азота в растениях в фазу цветен составило 6.4-16.7%, фосфора - 7.4-20.8%, калия - 5.0-17.6%, по сравнении контролем. В таблице 6 приведены данные о содержании №К в сухой м; се надземных органов растений льна данного сорта за 1996 год.

Таблица 6. Влияние бактериальных препаратов на содержание азо: фосфора, калия в сухой массе надземных органов растений льна сорта

Белинка, % от сухой массы (полевые опыты, заза цветения)

Варианты N Р2О5 К20

Контроль 1.81 (100.0) 0.25(100) 1.15(100.0)

Агрофил 2.09(115.5) 0.27 (108) 1.34 (116.5)

Экстрасол-1(КО) 2.04(112.7) 0.27 (108) 1.26 (109.6)

Экстрасол-1(32) 2.17(119.9) 0.27 (108) 1:27(110.4)

Экстрасйл-2 1.85(102.2) 0.26 (104) 1.18(102.6)

Флавобактерин 1.94(107.2) 0.28(112) 1.36(118.3)

Ризоэнтерин 1.82(100.2) 0.25 (100) 1.17(102.6)

НСР05 ' 0.24 0.05 0.21

Примечание: в скобках указаны проценты относительно контроля.

Анализ содержания азота, фосфора и калия в растениях льна сор Кром показал, что концентрация этих элементов увеличивается в вариа тах с использованием препаратов ризоэнтерина, агрофила и экстрасох 1(32).

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о то что определённые бактериальные препараты способны оказывать полож тельное влияние на качество урожая растений льна за счёт активизац] процессов поступления основных минеральных элементов в растения, что конечном итоге, обуславливает и более высокую продуктивность культур]

7. ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА ПРИ ОБРАБОТКЕ БАКТЕРИАЛЬНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ

Важнейшим показателем эффективности действия бактериальных паратов на растения является величина урожая. Нами исследовано яние бактериальных препаратов на такие элементы структуры урожая а-долгунца как общая биомасса растений льна, масса льносоломы, со-жание и выход волокна и урожай семян. Анализ урожайных данных по-ал, что общая биомасса инокулированных растений льна двух сортов росла, в зависимости от штамма, на 7-33%, по сравнению с контролем.

Важным показателем продуктивности льна, в связи с выращиванием на волокно, является содержание и выход волокна. По данным вегета-1нных и полевых опытов нами выявлено, что растения льна имеют при-1но одинаковую концентрацию волокна в своих стеблях, независимо от жуляции. Превышение относительного содержания волокна над кон-лем составило лишь около 2% в варианте с использованием флавобак-ина и 3% - агрофила (сорт Белинка). В ряде случаев отмечалось незначи-ьное снижение концентрации волокна в стеблях (на 1-4% при использо-ии препаратов экстрасол-1, экстрасол-2). Анализ суммарного выхода окна, полученного с учётом массы льносоломы, выявил в общем итоге гшчение выхода волокна на 8-39%. Максимальный эффект отмечался : обработке семян агрофилом и флавобактерином.

Таблица 7. Влияние бактериальных препаратов на содержание и

Содержание волокна, % Выход волокна, г/100 растений

Варианты 1995г. 1996г. Среднее %к контр. 1995г. 1996г. Среднее % к контр.

нтроль 29.2 31.4 30.3 100.0 23.0 13.4 18.2 100.0

рофил 28.7 33.0 30.8 101.8 28.8 15.1 21.9 120.5

страсол-1(КО) 27.6 . 32.1 29.8 98.5 24.5 13.1 18.8 103.3

страсол-1(32) 29.5 32.7 31.1 102.6 30.3 16.8 23.5 129.1

страсол-2 28.9 30.5 29.7 98.0 22.8 13.3 18.0 99.1

[авобактерин 29.1 31.6 30.4 100.2 25.0 15.0 20.0 109.9

зоэнтерин ЗОЛ 31.6 30.8 101.8 29.0 16.0 22.5 123.6

:Ро5 3.1 1.9 2.3 1.2

Для растений льна сорта Кром благоприятное действие на содер> ние и выход волокна обнаружилось при обработке семян агрофилом, ри энтерином и экстрасолом-1(32) (табл. 7).

Другим важным элементом структуры хозяйственного урожая лы долгунца является получение 'семян. Анализ урожая семян льна сорта ] линка выявил его максимальное увеличение при использовании препарат экстрасол-2, агрофил и экстрасол-1(КО). Вышеназванные препараты п] являли в годы исследований стабильный положительный эффект и ежеп но повышали урожай семян (табл. 8). При использовании ризоэнтерина ( наружилось снижение положительного эффекта инокуляции.

Таблица 8. Влияние бактериальных препаратов на урожай семян льна сорта Белинка, г/сосуд (вегетационные опыты) _

Варианты 1992г. 1994г. 1995г. 1996г. Среднее %

Контроль 5.51 • 6.32 3.28 4.48 4.90 100.0

Агрофил 5.90 6.62 4.72 5.04 5.57 113.7

Экстрасол-1(КО) 5.66 7.44 4.18 4.69 5.49 112.0

Экстрасол-1(32) 5.64 - 4.47 5.34 5.15 105.1

Экстрасол-2 6.09 6.65 4.83 5.12 5.67 115.7

Флавобактерин 5.84 - 4.64 5.32 5.27 107.5

Ризоэнтерин 5.26 - 3.24 5.08 4.53 92.4

НСРоз 1.14 2.04 0.53 1.06

В опытах с сортом Кром эффективным в отношении повышен урожая семян оказалось применение бактерий, относящихся к род Agrobacterium, Pseudomonas и Enterobacter.

Таким образом, использование бактериальных препаратов привод к повышению продуктивности растений льна-долгунца. При этом набл дается сортовая реакция на применение тех или иных штаммов бактер* Установлена более высокая отзывчивость на инокуляцию растений ль сорта Белинка: пять из шести исследуемых препаратов достоверно пов шали их урожай. В опытах с сортом Кром стабильный положительный э фект был отмечен в опытах с тремя бактериальными препаратами.

8. АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СТЕБЛЯ ЛЬНА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА ВОЛОКНА

Качество волокна во многом определяется анатомическими показа-лями строения стебля льна-долгунца (Тихвинский, 1979; Труш, 1984). ^атомический анализ стеблей льна показал, что действие большинства .ктериальных препаратов не сопровождается значительными анатомиче-ими изменениями. Во всех вариантах, независимо от инокуляции, форми-гатся овальные лубяные пучки с гранёными по форме волоконцами, что ляется признаком хорошего качества волокна.

Результаты технологической оценки льносоломы урожая 1996 года лазали, что качество волокна при инокуляции семян бактериальными 1епаратами сохраняется, в ряде вариантов опытов наблюдается некото-е его улучшение (в опыте с агрофилом и экстрасолом-1 - для сорта Венка; с агрофилом - для сорта Кром). Общим препаратом, повышающем одуктивность растений и улучшающим качество льноволокна для обоих ртов, является агрофил.

ВЫВОДЫ

Анализ результатов исследований по влиянию бактериальных пре-ратов на физиологические процессы и продуктивность льна-долгунца, введенных на двух сортах Белинка и Кром, позволяет сформулировать едующие выводы:

1. Инокуляция семян льна-долгунца эффективными штаммами ассо-ативных азотфиксаторов оказывает многостороннее действие на всхо-:сть семян, ростовые процессы, минеральное питание и продуктивность стений.

2. Изученные штаммы бактерий успешно приживаются на корнях и в «корневой зоне растений льна и длительное время сохраняют свою фи-ологическую активность. Численность внесённых бактерий через 20-30 гок после инокуляции составляет ЮМ О5 клеток на г корней.

3. Бактериальные препараты оказывают стимулирующее действие на хожесть семян и начальные этапы роста проростков льна. Под влиянием да штаммов всхожесть семян увеличивается в среднем на 7-28%. Осо-нно процент всхожести возрастает при использовании семян с низкой хожестью.

4. Использование бактериальных препаратов приводит к усилению стовых процессов льна. Общая и техническая длина стебля инокулиро-

ванных растений увеличивается: для сорта Белинка до 19%, для сорта Кр - до 14%, по сравнению с контролем..

5. Эффект применения бактериальных препаратов проявляется в у личении массы корневой системы льна. У растений сорта Белинка её ма< увеличивается на 7-40%, у сорта Кром - на 14-37%.

6. Обработка штаммами ассоциативных бактерий ведёт к усилен! азотфиксирующей активности на корнях льна. Наибольшего уровня нит| геназная активность достигает для сорта Белинка в вариантах с исполь: ванием экстрасола-1 и флавобактерина, для сорта Кром - агрофила и ри: энтерина.

7. Инокуляция семян льна различными бактериальными штамма; ведёт к улучшению фосфорного питания, что может быть связано с уве.т чением массы подземных органов и способностью ассоциативных бактер: к мобилизации фосфора из труднорастворимых соединений. Накоплен фосфора-33 в надземных органах инокулированных растений увеличива« ся на 3-27%.

8. При бактеризации семян процесс накопления основных минерах ных элементов в надземной части растений льна заметно усиливается. Уе личение концентрации азота в инокулированных растениях, по сравнении контролем, составляет 6-18%, фосфора - 7-20%, калия - 5-17%.

9. Использование бактериальных препаратов способствует увели1 нию продуктивности льна-долгунца. В зависимости от штамма, прибав урожая сухой массы льна двух сортов составляет 8-36% , урожая льносол мы - 5-35%, урожая семян - 9-34%.

10. Положительный эффект инокуляции обеспечивается суммарнь: выходом волокна. Максимальную эффективность в отношении данно] показателя для растений сорта Белинка проявили агрофил, флавобактер! и экстрасол-1, для сорта Кром - агрофил, ризоэнтерин и экстрасол-1 (3^ Качество волокна при этом не изменяется.

11. По сумме изученных показателей наиболее благоприятное де ствие на растения льна сорта Белинка оказали препараты на ochoi Flavobacterium sp, шт.ЗО (флавобактерин), Agrobacterium radiobacter, шт. (агрофил), Pseudomonas fluorescens, шт. КО и 32 (экстрасол-1); на растеш сорта Кром - Agrobacterium radiobacter, шт. 10 (агрофил), Enterobact aerogenes, шт. 30 (ризоэнтерин), Pseudomonas fluorescens, шт. 32 (экстрасо. 1(32)).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На основе полученных экспериментальных данных, в целях увеличе-; полевой всхожести льна-долгунца, улучшения минерального питания тений, повышения урожая и улучшения его качества, рекомендуем ино-яшпо семян льна сорта Белинка бактериальными препаратами - флаво-терин, агрофил и экстрасол-1, сорта Кром - агрофил, ризоэнтерин и грасол-1(32).

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Воробейков Г.А., Бредихин В.Н., Лукомская К.А., Хмелевская L, Хотянович A.B. Применение бактериальных удобрений и экологиза-: земледелия.//Тез. докл. 4 коорд. семинара преподавателей физиологии гений "Совершенствование научно-теоретического и методического вня преподавателей физиологии растений", Смоленск, 1993. С. 113.

2. Воробейков Г.А., Дубенская Г.И., Мирюгина Т.А., Хмелевская L, Хотянович A.B. Агрономические и экологические эффекты примене-

бактериальных удобрений.//Тез. докл. межвуз. конф. "Биология и эко-ия в системе современного педагогического образования", Санкт-'ербург-Ставрополь, 1994, ч. 1. С. 59.

3. Хмелевская И.А., Пенденина И.В. Влияние бактериальных препа-ов на всхожесть семян льна-долгунца.//Тез. докл. 2-й Международной ф. "Экология и охрана окружающей Среды", Пермь, 1995. С. 135.

4. Хмелевская И.А. Повышение всхожести семян льна-долгунца с ис-ьзованием бактериальных препаратов.//Тез. докл. 4-й межвуз. конф. :ология. Экологическое образование, его возможности и перспективы, геграция", Тобольск, 1995. С. 36.

5. Воробейков Г.А., Хмелевская И.А., Павлова Т.К., Хотянович A.B. неральное питание и продуктивность льна-долгунца при обработке се-[ бактериальными препаратами.//Агрохимия, 1996, №8-9. С.28-34.

6. Хмелевская И.А. Анатомическое строение стебля льна-долгунца [ использовании бактериальных препаратов./ЛГез. докл. конф. шременные проблемы анатомии растений", Брест, 1996. С. 46.

7. Хмелевская И.А. Экологические аспекты использования бактери-ных препаратов в посевах льна-долгунца.//Тез. докл. регион, конф.

"Северо-Запад: проблемы и условия устойчивого развития", Псков, 19Î С.68.

8. Vorobeikov G.A., Dubenskaya G.I., Miryugina T.A., Khmelevska I.A., Bredikhin V.N., Khotyanovich A.V. Stimulation of the phisiologic processes of plants by means of biological strains.//An. symposium "Phisici chemical basis of plant phisiology", Penza, 1996, Pushino, 1996. P. 144,