Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СИМБИОТИЧЕСКАЯ ФИКСАЦИЯ АЗОТА ВОЗДУХА И ПРОДУКТИВНОСТЬ ВИКИ ПОСЕВНОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВЫРАЩИВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "СИМБИОТИЧЕСКАЯ ФИКСАЦИЯ АЗОТА ВОЗДУХА И ПРОДУКТИВНОСТЬ ВИКИ ПОСЕВНОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВЫРАЩИВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА"

Л-зт

На правах рукописи

ТОКБАЕВ МУШТАФА МУХАДИНОВИЧ

СИМБИОТИЧЕСКАЯ ФИКСАЦИЯ АЗОТА ВОЗДУХА И ПРОДУКТИВНОСТЬ ВИКИ ПОСЕВНОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВЫРАЩИВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА

Специальность 06.01.09 — Растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1997

Диссертационная работа выполнена в Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева.

Научный руководитель — засл\женный деятель на\ки Российской Федерации, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. С. Посыпанов.

Официальные оппоненты член-кор РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. А. Тюльдюков; канди дат сельскохозяйственных наук, доцент И. К. Баранов.

Ведущее предприятие — НПО Почмое.очье >

Защита диссертации состоится А и+ОК-А 1997 г в 14 часов 30 минут в Московской сельскохозяйственной академии им. К А Тимирязева на ¡аседашш диссертационного совета К 120 35 07

Адрес 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49 Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА

Автореферат разослан Л^/О-е^с^ _ ^97 г

Ученый секретарь диссертационного совета —

кандидат с-х нavк —В. Н. Мельников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность темы исследований. Максимальное вовлечение азота воздуха в биологический круговорот является одной из важнейших задач сельскохозяйственной науки во всех регионах страны. Однако, в большинстве почвенно-климатических зон, в том числе и в предгорной зоне Северного Кавказа, не определены оптимальные параметры основных факторов среды для реализации потенциальной азотфик-сирующей активности симбиотической системы, урожайности и белковой продуктивности вики посевной. Не изучена динамика формирования симбиотического аппарата этой культуры в зависимости от условии выращивания,, связь активности симбиоза с урожайностью и белковой продуктивностью.

Цель исследований. Определить параметры основных факторов среды, оптимальные для активной симбиотической фиксации азота воздуха, наибольшей урожайности и белковой продуктивности вики посевной в условиях предгорной зоны Северного Кавказа.

В задачи исследований входило: 1. Выявить конкурентоспособность заводских штаммов риэобий со спонтанными штаммами вики по-, севной. 2. Определить диапазон оптимальной влажности почвы для активной симбиатическай азотфиксащш. 3. Определить нижний порог оптимальной обеспеченности вики посевной подвижным фосфором. 4. Изучить эффективность применения бора и молибдена при низком содержании их в почве. 5." Изучить динамику формирования симбиотического аппарата вики в зависимости от условий выращивания и определить количество биологически фиксированного азота воздуха за вегетацию вики. 6. Изучить динамику формирования урожая вики при разной активности симбиоза. 7. Изучить формирование урожая вики посевной в смеси с горчицей белой. 8. Определить энергетическую эффективность изучаемых агротехнических приемов.

Научная новизна." Впервые в условиях выщелоченных черноземов Предкавказья выявлен комплиментарный наиболее активный штзмм ри-зобий 1-42 для вики посевной; определен предполивной порог влажности (около 60 X ШВ) для наиболее активной симбиотической и фотосинтетической деятельности растении; доказана высокая эффективность применения борных- удобрений при низкой обеспеченности почвы бором и показана нецелесообразность применения молибдена при среднем содержании его в почве; определены фактические объемы биологической фиксации азота воздуха (43...222 кг/га) в зависимости от условий выращивания; изучена динамика формирования и активности симбиотического, аппарата, а также динауика фотосинтетической

деятельности по<

евов в^чТРЖЯВНМР Усло:

г 1АУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА

о; . • ь\-о ачадемии да

1 • У -

Ннв. №<£

ии выращивания.

Практическая ценность результатов исследований заключается в в тем. что использование рекомендации в условиях производства позволит повысить >рожай семян вики посевной с 11... 13 до 20...32 ц. гз, урежал зеленей массы вики с 20...25 до 40.. 43 т/га.

Апробация работы. Основные положения диссертацлп доложены на четвертой и пятсл международньл конференцгяч ССИСАС, а также на кафедр* растениеводства 1/СХА, изложены в трек опубл;:коЕаньы\ работах.

Объем работы. ДиссертзиГ" изложена на 123 страница.-, мапыо-писного текста, включает 2 рисунка, 25 таблиц в тексте 14 в приложении. Сплсок использованной литературы - 179 наименований, в том числе 6 на иностранных языкач.

За метсд.гигскуя помела при проведении эксперимента автор работы благодарит доктора сельскохозяйственных на>к, профессора кафедры рэстенкеводства КБГСЧА В.Х.ДерукСЕЗ. 2 "рсведенил голевых ¡1 вегетзцгеннал опытов в рззьые годы Сг-агыгалл г.раг.тлескук помощь кандидзты сельскохозяйственных наук преподаватели КЕГС/А М.Б.Ка-шуксев, В.С.Елеукыхов; студенты агрономического факультета КЕГСлА М.л.Т.чагапссев, Б.В.Семенов, М.М.гантлексв, А.г..УрусОЕ, Е.Б.с,р-носсва. за что выражай им искреннги благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе - "Урожайность вики посевной е зависимости от приемов выраглвзнля" изложено современное состояние изученности вопроса. Освесена кермовая ценность вики посевно.1, особенности ее Сиолоп..: и агротечнлки, показанз урожайность и белковая продуктивность культуры; изложены особенности азотного плтанля вига я условия активного бебоверлзобиальього симбиоза; списаны методы определения количества оимбиотическл фиксгрованнего аэотз бозл/-ха, фактические и возможные объемы биологической азотф.гкеал:::!.

Во второй главе - "Объекты, условия и методика исследовании" показано, что полевые и вегетзционные опыты гроведены с викой посевной сорта Орловская - 84 на учеСьо-опыксм поле и межка^ед-рзльней на/чно-исследовательской лаборатории Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии в 1994...1956 гг. По^ва опытных участков - среднесуглинистый выщелоченный чернозем. Реакция почвенного раствора близкая к нейтральней, обеспеченность подвижным фосфором средняя, обменным калием - высокая, подвижным бором и молибденом соответственно - низкая и средняя.

Метеорологические ,слсвия вегетационного пергодз по годзм исследованл! были различными. 1994 Г. Характеризуется ерззнлтелъ-

нс равномерными осадками. В 1935 году влажность пахотного слоя почвы периодически опускалась ниже БРК, что существенно снизило урожай семян вики. В 1996 году в фазу полных всходов 14 мая выпал сильный град, выбивший всходы вики и опыты пришлось перезакладывать, ' что сдвинуло фазы роста и развития растений на более поздние сроки. Влажность почвы в первой половин.? вегетации снижалась до 30 X ПГО, что вызвало резкое угнетение симбиотического аппарата, снизило урожаи зеленой массы и семян.

Нормы фосфорных удобрений на фоне высокого содержания обменного калия и обязательной инокуляцией заводским штаммом ризобий 1-42, рассчитаны на получение урожая семян 30 ц/га вики посевной. Посев проводили в ранне-весенние сроки с междурядьями 15 см и нормой высева 1.5 млн. всхожих семян на 1 гектар. Глубина заделки семян 2...3 см.

Учеты и наблюдения за ростом и развитием растений проводили по методике Г.С.Посыпанова (1991).

Вегетационные опыты проводили в вегетационных сосудах с поддонами емкостью б кг сухой почвы. Почва с рНсол 6,6, повышенным содержанием подвижного фосфора и обменного калия, ■ высоким содержанием бора и молибдена. Предполивной порог влажности 60 - 65 2 ППЕ. Е сосуд высаживали по 10 предварительно пророченных семян с одинаковой длиной корешков.' Проростки обрзботалй инокулянтсм и молибденово-кислым аммонием. Заделка семян в почву на глубину 2 см. Повторность опыта шестикратная. Учеты проводили в фазу пс *_:о-го налива семян в среднем ярусе.

В третьей главе - "Приемы оптимизации симбиотической и фотосинтетической деятельности- вики посевной", определена конкурентоспособность заводских и спонтанных штаммов ризобий, нижний порог оптимальной влажности почвы, эффективность применения бора при низком и молибдена при среднем содержании их в почве.

В вегетационных опытах изучали сравнительную активность трех заводских и спонтанных штаммов ризобий. Исследованиями установлено, что наибольшей активностью обладает штамм 1-42. Масса активных клубеныаэв при' инокуляции этим штаммом была на 41Х больше чем в контроле и на 14 7. больше, чем при инокуляции штаммом К-145 и на" 24 X '-' штаммом 112а (табл. 1). В этом варианте количество фиксированного азота было больше, чем в контроле на 427 мг/сосуд (на 41 X) .' Растения при инокуляции семян штаммом 1-42 были выше по сравнению с контролем на 10' см. Достоверно, на 13Х, увеличивалась площадь листьев и на 25Х - накопление сухого вещества расте-

ниями. Увеличилось количество генеративных органов - бсбов на 7 семян на 1 боб на 27 несколько возросла массз 10CQ семян.

Таблица 1

Влияние зазсдскпх штзнмоз рлгсб:ш на симбиотическтю и фстоскнт^тлч-осуга деятельность вики посевной. 1996 г.

Пскззателл Сп.шт. 112а К-145 1-42 ЬСР05

[Активных кл>беньксв, г/сссуд 1 1 1.25 1.42 1.54 1.-6 0.07;

|N в рзстенпях, г/сосуд 1 1045 1131 1205 14-2 48.531

|Увеличение Манкеио.• мг/ссх;* 1 86 160 Я rif*

|Еысота растений, см ) 75 80 83 85

IПлощадь листьев,«дм2/сссуд 1 16 18 со г* 18 1.22|

IБобов, штук на 1 растение I 5.9 5.3 5.3 6.3 0.421

|Семян, штук на 1 боб I 3.0 3.3 3.7 3.8 1

IМассз 1000 семян, г 1 51.0 51.6 52.8 53.5 1

!АСВ, г/сосуд: 1 34.60 36.66 33.23 43.52 2.691

в Т.Ч. СРМЯН ! 9.0" 9.67 10.30 12.85 0.631

1-1_I

Содержаще азота во всех органах растений уа^ллч/лссь пс сравнению с контролем: в листьяч с 3,48 до 3,63 Z, в стебля< - с 1,60 до 1,75*, в с^мснач - с 4,63 до 5,12*. При отс,тств;ш этого втамма можно использовать итагмы К-145 и 112а, которые существенно ус.иивапт азотф.эссацщо по сравнению со спонтанны;.« дтаммами.

Для определен}« нижнего порога оптимальной влажности почвы, при котором растения не испытывают водного стресса и не угнетается формирование и актлвность симбиотического аппарата, был проведен вегетационный опыт по схеме: 1. 40 X ГШ - периодический глубокий дефицит влажности, который нередко Сьвает в этой зоне; 2. 50 X. ппв - предполивнол порог влажности с периодическим дефицитом влаги, что, по-влдимаму, вызовет частичный перевод леггемоглсбина в холеглобин и снижение активности нитрогеназы; 3. 60 2 ПЕВ -предполетной порог владностл Слизкий к BFK; 4. 85 Z ППВ - - предполивнол порог влажности около середины диапазона оптимальной влажнеет.!. Параметры основных факторов среды были оптимизированы: содержание подвижного фосфора 110 мг/кг почвы по Чирикову, бора 1 и молибдена 0,52 мг на 1 кг почвы, содержание обменного калия в почве составляло 215 мг/кг почвы.

Пол.1в во всех coc/дах проводили до 100Х ППЕ, пока из сосуда а поддел начинала капать вода. Предполивной порог влажности определяли взвешиванием сосудов. Биометрический анализ растений проводили в фазу полного налива семян.

Результаты опыта показали, . что нижним порогом оптимальной влажности почвы является 60 X ППВ (табл. 2). При этом режиме влажности достигают максимума масса активных клубеньков, количество фиксированного азота воздуха, накопление азота в растениях, а также показатели фатоспн»етичес^сой деятельности - площадь листьев, накопление духого вещества растением. Наибольшего развития достигают генеративные органы, числр бобов на одно растение, семян на 1 боб, масса семян с 1 растенйя и масса 1000 семян. Повышение предполивного порога, влажности до 35 X не улучшает симби-отическую и фотосинтетическую деятельность растений.

Таблица 2

Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность вики в зависимости от.предполивного порога влажности почвы (2 ППВ)

Показатели V. ' ППВ 2 НСРоэ

40 .50 ' 60 85

|Активных клубеньков, г/сосуд 0.40 0.88 1.95 1.98 0.06

|N в растениях, мг/сосуд 746- 966 1694 1714 '50

|Увеличение Мфикснс., мг/сосуд - 220 898 913

|Площадь листьев, дм2/сосуд 11 13 19 19 0.9

1АСВ, г/сосуд г 28.5 33.5 46.2 47.6 2.34

I в т.ч. семян 7.5 9.8 14.7 14.4 0.80

[Бобов, штук на 1 растение 4.0 4.4 6.0 6.2 0.2

|Семян, штук на 1 боб 3.9 4.2 4.0 4.1

Масса 1000 семян, г 49.4 53.0 57.1 56.8 '

¡Высота растений, см . ,,, . „ . I 58 63 87 87 1

Периодический водный стресс - снижение предполивного порога влажности до 40 X, снижает массу клубеньков в 5 раз, накопление азота в растениях - в 2,3 раза, площадь листьев - на 73 X, массу сухого вещества - на 67 X, массу семян, е 1 растения - почти в 2 раза. Снижение Влажности почвы "до 50 X'" ППВ уменьшает количество фиксированного азота воздуха в 4 раза и семенную продуктивность растений в 1,5 раза по сравнению с оптимальной влажностью почвы.

■ Количество фиксированное азота воздуха определяли методом сравнения с.небобовой культурой - с овсом -(табл. 3). Водный стресс • снизил потребление азота овсом на 8 и 34 I, а викой - на 76. и 128,Х. _ Если учесть, что овес использовал только минеральные ^ормы азота пйчвы/ различия в накоплении культурами азота обя-»аны, резкому, снижению симбиотической азотфиксации викой при водном стрессе.,"

- о -

Таблица 3

Количество азста воздуха \ гноенного в;,кс>: посез»ол в зависимости от влажности псчвы, мг/сос/д. 1395 г.

Пс^ззатели ппв чг /« НСРоб

40 50 63 85

Усвоено Ь растениями вики 746 965 1634 1714 50.7

УсЕоено Н рзстеч/ями свса 253 314 338 337 15.7

Раг:-ссть, глл N-isxc.». виксл 1 .. . .....- ................. _ 493 ... _ 652 1С55 1377 3S.0 ... .

При недостатке бора а по^ве, в клубенакзх бобовых культур слабо формируется сосудистопроводяцая система, симбиотическга аппарат недостаточно обеспечивается углэЕодами - энергетическим материалом длч связывания атмосферного азотз. Молибден является компонентом нитрсгеназы, ферментного комплекса, осуществляющего бполсггг-жескую фиксацию азотз воздуха. Недостаток его сшкает активность этого процесса или исключает его. Почвь. выщелоченных черноземов Северьсго Кавказа бедны этими микроэлементами. Низкое содер11ание бора и ниже среднего - молибдена.

Е связи с этим, гредставляет теоретический и практическим интерес гз/чптъ эффективность доведена обеспеченности этими микроэлементами до повышенной. Бор вносили в форме боризированного суперфосфатз, доведя содержание его с 0,4 до 1,2 да/кг почвы. Мо-либденово-кислкм аммонием обрабатывали семена одновременно с ино-куляцие/: аэ расчета 50 г соли на гектарнуи норму семян.

Таблица 4

Влияние ми.'^юэлементсв на основные показатели симбиотическоД и фотссиктетическол деятельности вики посевной. 1996 г.

Показатель Контр. МО В В МО HCP0S

Активных клубеньков, г/сосуд 1.48 1.52 1.68 1.S0 0.12

в растениях, мг/сосуд 1238 1314 1435 1560 55

[Увеличение Мщкс.. мг/сосуд - ее 1S7 312

|Еь>сота растений, см 73 73 63 85

¡Площадь листьев, дч2/сосуд 17 17 13 18 1

1Бобов, стук на 1 растение 5.3 5.3 5.4 5.8 0.3

I Семян, шт/к на 1 Соб 4.0 4.1 4.2 4.2

|Масса 1000 семян, г 57.1 57.1 58.6 59.2

1АСВ, г/сосуд: 42.84 43.31 45.17 46.59 2.65

[в т.ч. семян ■ .. .. . _ . 12.30 12.40 13.23 14.42 0.78 >

Исследованиями установлено, что применение одних молибденовых удобрений практически не наменяют показатели симбиотической и фотосинтетической деятельности растений (табл. 4). Применение одних борных удобрений или совместно с молибденовыми повышают массу активных клубеньков соответственно на 200 и 420 мг на сосуд по сравнению с . контролем. Количество фиксированного азота воздуха увеличилось, при внесении одних борных удобрений, на 15 X, а совместна с молибденом - на 25 X или на 187 и 312 мг на сосуд.

Увеличилась площадь листьев, накопление сухого вещества на 9 X и семенная продуктивность растений на 17 Z. Возросло количество бобов на 1 растение, семян на 1 боб. " "" Раздельное при-

менение бора и совместно с молибденом повышает накопление азота в растениях на 33 X по сравнению с контролем. -

В четвертой главе - "Симбиотическая деятельность посевов вики в зависимости от инокуляции и обеспеченности элементами минерального питания", приведены данные.полевых опытов о формировании симбиотического аппарата, удельной активности симбиоза и количестве фиксированного азота воздуха.

Лимитирующим фактором симбиотической деятельности в этой зоне является влажность почвы. В год с достаточным увлажнением почвы формируется наибольшее количество и масса клубеньков. Инокуляция семян, оптимизация режима минерального питания фосфором и микроэлементами увеличивает количество клубеньков на 30...36 X по сравнению с контролем. Наименьшее количество клубеньков быхо в засушливом 1996 г., а самое большое - 61 млн/га, в 1995 г.

Инокуляция семян активным штаммом на фоне естественного плодородия почвы повышает массу активных клубеньков на 3...7 X Оптимизация режима фосфорного питания увеличивает ее на 15...2SX, а внесение борных удобрений еще на 9...16 X. Молибденовые удобрения мало изменяли этот показатель. Максимальная масса клубеньков во все годы опытов формировалась на фоне инокуляции, достаточной обеспеченности фосфором, бором и молибденом. В 1994 г. она достигала 402 кг/га, в 1995 г. - 479 кг/га и в 1996 засушливом году -188 кг/га, это больше чем в контроле соответственно на 74, 45 и 135 X. Наибольший ДСП вики во все годы опытов формировался в варианте совместного применения бора и молибдена (табл. 5). В 1996 г. в этом варианте он был в 2 раза больше, чем в контроле. В 1995 году, при наиболее благоприятной влажности почвы в течение вегетации ДСП достигал 25,2 тыс. кг дней/га или на 42 X больше, чем в контроле.

Кол.№Стзо о.'кспрсвзьнсго агата вэгд/чз рзс:члтьвалл по ве-х.то.не fCZ и удельнол активнсгтл глмбгеза Е контрольнем зарладтэ за с-»<=т onohTSnhri' штам) св рлзоСл». в удовл^тверлг-дьгые по влзго-сб^сг^ч-ььсст;: годы было флк.::™ оазке около 140 кг зге та вегд/ча

Тзб.-лцз 5

коллчгство ¿лк.~лсзванпсгс згстз Е:гд,ха в гавлс.с сстл от актгвьссти с.^'/огз. 193-... 1993 гг.

Показатель |vOHT. | lil -»к. I ? ÏIFVo и ÎIFEV3

195-« г

ДСП, тыс.кг* суток/га 113.7 15.0 18.7 1Ъ.7 21.3 21.5

УАС, г/кг-с/тки 110.2 10.2 10.2 10.2 10.2 1С.2

[Ификс-. кг/га 1140 1995 15С Г. 131 191 ♦21*7 лп<5

iACHi тыс.кг* суток/га 117.9 13.4 22.9 22.1 24.S «-jç «5 «-w »

|УАС, г/кг'С/Ткл ! V «~» г* *У т 7.-

INesocc.. кг/гз |12~ 1Э9с 142 Г. 176 1~С 151 195

1АСП, тыс.кг С,ток/гз 1 6.1 6.3 a. S 1С. 7 11.2

|УАС, г<кг-суткл i б.б б.б е б 6.с б.б З.о

INoshkc-. кг/гз 1 40 51 55 "1 •ч 1 «

на 1 га, в засусллвсм 19S5 г. - ес-го 40 кг/га. Л«ск",ллщк с-ылн повысила азотфкпсацлю на 5 я 13 кг/га, спт«м:ззция фосфорного пл-танля ьа фене ::<-скуляцлл - на 34 л CS кг/га, гр.а/енение борккл »добрей л л - на 15 к 26 кг/га. Совч^-стьсе r.p,s, ен^-к/г £ср>кх и молибденовых удобренлЛ обеспечило налбользул флко^ю азота зсгд,.-.а - 195 и 222 кг/га, что Ссльте, 4=м в контроле нз 42 и 53

В пятой главе - "Фотеглнтеткче:кгя деятельность посевов викл в эавислмости от актпвностл симблоза", лзложекы сб^дэн.гя о росте и развитии растении влкл пос»еьол, формировали: Фотослнтетлчаско-го аппарата, накоплелш! с,чсго вещеотга по^аул, урожае и его структуре в зависимостл от активности симбиоза.

Инокуляция, уровень фосфорного и борного плтаюы не окззьша-ет влияния на наступление и продолжительность фаз развития растений, а также на изреженность посевов. Продолжительность вегетационного периода от всходов до полной спелости составляет 90...102 дня в зависимости от метеорологических условий года. , Максимальная плоишь листьев отмечана в фазу роста бсбов а взриаяте с оптимизированными условиями минерального плтания. Е годы с удовлетворительной влагообеспечечностыо сна достигала

42. ..45 тыс. м~/га. что на 18----г ~ боль--, ч-ч в стреле э-

куляция семян акт/инкм штаммом, /л/ч-^ч -е х I' Г- сср-'огс

питания, усиливая актизьость с/мблоза, сзоте-т-т^гго ,ъ'"л/ч/иагл плошзль листьев растет-!' 3 193о го;г гс - с 1 глскол

влажности гочвь з гервзл пслсв/не з^-е-а^!/ "лещадь л/сть е до фазы образования Ссбов оставалась небольшой - 15... 1в ть.с. ч~/га, что резко отшиателью сказалось на урожае с "•■ян В ссста бобов прошли дсждл л злакнссть пахотного с лен гоч-ь. лсеыс/л^-ь до 87 X ППВ, продолжится ачтивныи рост рзстен/л. Са ксротк/л г=р/эд площадь ллстьез ./нел-ч/лась Солее, чем в 2 раза, благсд-р? ч^му фотосинтеткческ/.-: пот^нд/ал гэсезсв в г о-сазался прскт.-чес-ки одинаковым с друглул годами исследован.

Пр.: удоздетЕсрлтельнол влажности ючгь. в течен>-_ вегетации оптимизация режима угаеральього плтач/я похвала на-гаг-енле с,'хо-го ведестза в фазу наллва семян на 17. 2Э (табл. 6) 3 1535 г. наибольшая сухая масса была сформирована только к ¿азе. чолнол спелости семян в нижнем ярусе растения, в -о время ка-с в сррДг«-м ярусе бобы только образовывались, верхняя вегетативная точка продоллала рост

Т^бллца 6

Уакслмальная плсхадъ ллстьез, ФСП л на сплеь/е АЬЕ з/к/ посрвнол в завлслмости от условил Еира^/занля 1394 . 1933 гг

Показатель Годы Конт. И 1-42 ИР ИР"= л?а »РБУэ 1^05

Б листьев, 1934 38.8 33.6 42.6 43.5 45.0 45.4 1. 6

тыс. м2/га 1935 С4 8 34.6 08.1 СЗ 8 40 3 41.7 ^ 1 3

1395 36.1 41.5 43 3 44 8 48.5 49 7 1 7

|0СП. млн. м2 1934 2.04 2.04 2.21 2.33 2.37 2 41

I•дн/га 1935 1.83 1.83 1.39 2.С9 12 о

1 1996 1 72 1.97 2.05 п «о 2.31 2.37

IАСВ, ц/га 1994 79,4 82,1 93,0 93,0 97,9 101,6 Ч 6

1 1935 1 74,6 75,4 81,6 81,2 86,8 87,8 4. 1

1 1996 1 38.7 39,3 41,0 41,4 46,1 47,1 о ** о

I_I_I.

Инокуляция семян активным штаммом ризобии в среднем за 3 го- ' да практически не повысила Урожай зеленой ма^сы (табл. 7). Стгл-мизация фосфорного питания увеличила его в среднем на 10 1, а улучшение питания бором и молибденом - на 23 X. В 1994 г. гр.'Савка урожая зелеьои массы составила 10,7 т/га.

Семенная продуктивность вики определяется активностью симои-стичрскои и фотосинтетической деятельности посевов. Наибсл^цзм

урожай семян (2,25...3,29 х/га) был в благоприятном по влажности

Таблица 7

Урсжаи зеленой массы вики посевной в фазу плодообразования, ц/га. 1394...1996 гг.

Год Конт. И 1-42 КР ИРМо ИРВ ИРЕМо НСР05

1994 377 390 442 442 465 483 30

1995 356 359 339 387 414 420 27

1996 187 192 200 202 225 230 14

В среднем | 307 314 344 344 36-9 378 1

1994 г, когда вика сформировала максимальный симбиотический аппарат, который фиксировал наибольшее количество азота воздуха (табл. 8). В 1995 г. показатели симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов были практ!гчески аналогичными, урожай сэмян был близким к предыдущему и составил 2,14...3,08 т/га. В

Таблица 3

Структура урожая се млн вики в зависимости от условий выращивания. 1994...1996гг.

| Показатели Конт. И1-42 • ИР ИРМо ИРВ ИРЕМо НСР05

1 1994 Г.

|Бобов, шт/разт. . 7.6 7.6 8.3 8.4 9.0 9.1

IСемян, шт/боб 4.0 4.1 4.6 4.6 4.6 4.5

|Семян, г/раст. |1.49 1.55 1.91 1.93 2.08 2.09 0,11

|Доля семян, X 31 31 33 32 33 34

11000 семян, г 49.1 49.7 50.1 49.9 50.3 51.1

|Урожай сем. т/га 2.35 2.41 3.01 3.03 3.27 3.29 0,15

1995 г

|Бобов, шт/раст. | 8.0 8.3 8.4 8.6 9.1 9.0

(Семян, йт/боб | 3.6 3.4 4.2 4,2 4,2 4,2

|Семян, г/раст. | 1.38 1.41 1.77 1.82 1.92 1.98 0,05

|Доля семян, X | 31 31 33 32 33 34

|1000 семян, г I 48.0 50.0 50.1 50.3 50.2 52.5

|Урожай сем. т/га|2.14 2.19 2.74 ' 2.79 2.98 3.08 0,5

1996 Г

|Урожай сем. т/га|0.57 0.57 0.63 0.63 0.71 0.72 0,06 |

1996 засушливом году урожай был меньше, чем в 2 предыдущие года в 4,1...4,7 раза.

Улучшение режима минерального питания при благоприятной влажности почвы повышает все показатели структуры урожая.

В шестоП главе - "Биохимический состав и кормовая ценность растений в зависимости от активности симбиоза", г.р. г-гл-к- дачные содерчснля ззотз в органах растенгл вг<-.л, пстр-Сл?н»:я его яссева-мл, расчеты гсточнлкоз агота в питан/:: рзстечлл :: з формировании урожая с^у.ял, а также дана эоотэчн:^есчзл сцеьча юрмз гедекоА массы и семян влкн.

Сслерпзяие азота в сргаьэл растечлл тесно связан с в-^л.то:-нол и активностью с:а'биот.гческого апг-рата. Б пернс.: г ве-

гетсшл самая высокая концентрация аззтз - более 5," бывает в клубеньках, несколько ниже (4,4...4,5 1) з л.'сп, меньше -(2.. .2,5 X) в стеблях :: кор«яч. Во втсрсл по.-свлне вегетазм со-дерханле азота снижается во асе< вегета- зчьх сргалах. Азот рзс-tok.ik концентрируется в семенах, содерчзлг.е его дсзтлгзят 4,65 X на АСЗ. Ьалболъдре ксл::чес?зо азота вгкл начллллвздт к

фазе ьал.ша семян (табл. Э). От всчсдсв до цвеэтля 53...60 X азста сосредоточено в листьях. С 4азы сбразсвангя tzlzz и до пол-нсгс наллва семян идет процесс сшссенля дел.: агста л..-тьез до 20. ..23 л накопления его в семенач, в которых сссредоточивоет-ся до 57 Z от общего коллестза аэотз в растенляч.

Ллпйл'пл истребления азота гссеваг/л викл л расгределачле го органа в онтогенезе, кг/га. 1г34...133о гг.

Саза, орган j Кент. Й1-42 | ИР IIP'O ЯРЗ *». Б"0

19S4 Г.

Ветвление | 22« 3 24.4 Ot 9 25 3 СО.9 СО.5

Цветение 1 5,. А 55.7 63. п 52 t 65.3 CT* 2

Сбрзэсва-ше бобов 1132. п 137.7 153. 6 14S П 1 175.9 i *-»«

Ьалив семян I2C5. п 213.6 253 3 253 0 2а0.7 283.1

Полная спелость 1182. о 133.4 2Sn 246 1 ГЛ СП J м С5С.а

1S35 Г. галлв семян |2СЭ. 4 211.4 О Л * 6 2СЗ 3 262.3 265.7

19S6 г. Наша семян I 33. 6 103.6 114. 9 110. g 125.1 134.0 1

В условиях недостатка влаги в первой половине вегетации в семенах было только 23 Z азотз от общего его накопления, а в листьях и стеблях - более 60

1994 год

1996 гол

Контроль ИР ИРВМо

Рио.1. Доля участия азота воздуха и почвы в питании растений: 1 - почва; 2 -воздух.

Доля участия азота воздуха в питании растений вики посевной (за 3 года показаны варианты: контроль; ИР; ИРВМо на рио.1)

увел.гшваетсл с улучшением ус.-снлл для симбиоза и достигает 77 В засушливых условия" ока снижается до 4С * (тсол. 10).

Таблица Ю

Источил л азотз в питании растенлл виге: а озса в завис.мости от приемов выра^иван/я, кт/га. 1994... 1935 гг.

Источники азота | РЕУоСаес лент. III-42 ИР ИР'О ИР5 ИРВМО

1

1334 Г.

|ССщее потребление 1 63 2С6 213 259 253 231 2991

|Из вездухз 1 0 140 153 191 191 и у 222|

|Из гочвы 1 63 66 65 69 62 64 67|

1 * 1 100 ЗС 1995 г. 30 26 25 23 23|

| Общее потребление | 63 2С9 01 1 242 2С6 262 266|

|Кз воэд/ха | 0 137 142 1"б 170 131 1951

|Из почвы, кг/га I аз 69 65 66 1 4 71!

1 5 1 100 34 1333 г. СЗ 23 о"» 271

|ссщее потребление | 53 1С0 1С 4 115 111 123 134|

|Из воздуха I 0 40 «о и 4. 58 71 74|

|Иэ почвы, кг/гз I £3 сЗ 62 с<* 5° 53 63|

1 ^ 1 1 . _ ______ _ 100 60 60 56 43 45 451

Максимальное потребление азота 1 т семян вгки Сьио в диапазоне 35...111 кг, а еыьос - 79...92 кг.

Налбольшии сбор белка с урожаем зеленел массы вики, более 2 т с гектара, был в 1994 г, а нанменышм - 0,3 т'га, в 139о г. С урожаем семян обще: сбор белка в 2 и Солее раза ниже, чем с урожаем зеленой массы.

В седьмой главе - "Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность вики посевной в чистом виде и в смеси с горчицеи", приведены данные о влиянии горчицы на эти показатели. Еика посевная имеет полегающий стебель и ее возделывают в смеси с поддерживающей культурой. Иногда в качестве второго компонента смеси используют горчицу белую. В задачу наших исследований входило изучить взаимовлияние компонентов смеси на продуктивность посева.

Опытами установлено, что в смешанных посевах вики и горчицы количество и масса активных клубеньков на корнях вики снижается на 3...16 X, а азота воздуха - на 13 и 21 кг/га, из-за меньшей густоты рзстении гики, в разреженных посева при лучшей освещенности вкки формируется большзя массз клубеньков на одно растенге.

а в расчете ка гектар показатели оказываются'близкими. Площадь листьев вики в смешанных посевач на 11...13 2 меньше, чем в чистых. Урожай зеленой массы внкп в смеси с горчицей на 25...30 X менъте, чем в чистом посеве (табл. 11). Учитывая, что содержанке сырсгс белка в зеленой ызгсе горчицы н:ие, чем в зеленой массе вики, сбор белка с урожаем смешанных посевов также ниже. Урожай семян в смешанных посева;-: был на уровне чистых посевов вики, однако, в смешанных посевах Ю...11 X составляла горчица, а а засуй.лкзых условиях доля горчицы в урожае возрастала до 23 X.

Таблица 11

Урожай зеленой массы л семян вик;: посевной в чистом виде и в смеси с госчвдей, т/га. 1994...1996 гг.

Год опыта Еика Епка'+ горчица НСР05 в том числе

Еика Горчица

Зеленая масса

1994 г. 48.3 49.8 3,2 С-1 я 15.6

1995 г. 41,0 44.4 3,9 31.3 13.1

1996 Г. 16,0 17.0 .1,4 11.7 5.3

Е среднем £5.1 •V ^ 25.7 11.3

Семена

1994 Г. 3.29 3,33 0,17 2.92 0.41

1995 Г. 3.08 3.30 0,14 . 2.78 0.52

1996 Г. | 0.72 0.76 0,08 0.58 0.18 !

В среднем | 2.26 2.46 2.09 0.37 I т

В смешанных посева:« вики'и гсрчицы растения вики меньше полегают, однако по показателям симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов смешанные посевы не имеют преимущества перед чистыми.

В восьмой главе - "Энергетическая оценка инокуляции, оптимизации фосфорного режима и применения микроудобрений", показано, что применение бора и молибдена ка фоне инокуляции семян и лучшей обеспеченности фосфором, обеспечивает максимальное получение энергии с урожаем основной и побочной продукции вики посевной и наибольшую окупаемость - затрат на ее производство. Здесь же были, наибольшими чистый энергетический доход, коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент.

вывода

1. В условиях выщелоченных черноземов Предкавказья инокуляция семян вики посевной заводскими штаммами ризойий увеличивает

массу кп.беньксз и го.-.гч^стео фикс/рзЕзннсго ззстз еозд,^3. ¿галл ризсбил викл 1-42 счазс.-:я налбо.-ее акт.-вны!\ В стс,тствлл этого штамма цел-;соСрзг^о ,сгсльэоезть зтз.п'Ы '--145 л 112а.

2. Для ррздгга—м готенцлальнси с.г.мС::от;г»ескс1: зкглекостп и продуктивногти раст«ч. л вгки гогезнол необходимо годдержпвать влажность почвы не н.:же злаичсстл разрыва капилдярсв - около 50 2 ШВ. Повышение г.редполлвь.ого порога влажности до г5 2 ППЗ не улучшает голззателел слмбготическои и фотослнтет.гчес-л деятельности растении. Перлод.г-.есксе снижение его до 40 " ППВ уменьшает количество фисслрсвзньего азота возд»\а в 2,8 раза и се-еннуи продуктивность растаР5Ш в 2 раза.

3. Слт.мгззцгя фссфсркого питания на фене и::скулчцл:: семян повышает количество ф:*-о:.-рованного азота воздуха на 20 максимальную плошздь ллстьев на 12 1, накспд»н/е сухого вещества и урока«! зеленой массы на 10... 13 урелаи сечян на 20 потребление азота гот^вам.: на СС...41 кг/гз, возрастает содержание азота во всех органах растении,

4. При нлзкел обеспеченности выш^.-сченнл ч^рнозе'-сз бором, борные удобрения в ьзрме 2 кг га, отдельно ссв'/естно с медгбде-ксеымп, гсеысют келлч-гтво фненрогзкюго азота есзд/чз на 15 2

- на 25 X, накопление сухого вещества на 3 с*менн/я прсд,кт.'з-ность растднлл на 1"> X; содержание азота е с-чена.» 0,5 2 по "-равнению с келтрел-м. Применение одн.ьк мглгбденсЕых удсбренли при среднем -сдержанта в гсчве этого элемента нецелесообразно.

5. Создание благсчрляткых >слсвлл для блолегкчеекгл азстф.тк-сзц:п! - инокуляция семян акт.акым штаммеч ргзоблл, доведение содержания фегфера к Сора в почве до аовыленчего, увел.тчиззет площадь ллстьев на б...7 тыс. м2/гз, урожай зеленой массы на 10,3 т/га, накопление с>хого вещества на 24,3 X, урожай семян на 0,83 т/гз,.

6. Активизация бнологическсл ззотфиксации повышает содержание азота з вегетативных и генерзтивных органах в течение всей вегетации. В первой половине вегетации самая высокая концентрация азота - более 5,7 2, бывает в клубеньках, несколько ниже (4,4...4,9 2) в листьях, еще меньше - (2. .2,5 2) в стеблях и корнях. Во второй половине вегетации содержание азота снижается во всех вегетзтивных органах. Азот растешь! концентрируется в семенах, содержание его достигает 4,65 2 на АСВ.

Ст фазы всхсды до фазы цветения наибольшее количество азота

- до 53...60 2, сосредоточено в ллстьях. С $азы образования бобов

и до полного налива семян идет процесс снижения доли азота листьев до 2Q—23 X, и накопления его в семенах, в которых сосредоточивается до 57 .1 от общего количества ззота в растениях.

7. Доля участия азота воздуха в питании растений вики посевной увеличивается с улучшением условии для симбиоза и достигает 77 X. В засушливых условиях она снижается до 40 X.

8. Наибольший сбор белкз с урожаем зеленой массы вики - более 2 т с гектара, . был при благоприятной влагообеспеченности, в засушливых условиях он снижается в 2,2 раза. Максимальное потребление и вынос азота одной тонной семян вики составляет соответственно 101 и 88 кг.

9. Смешанные посевы вики и горчицы,' по показателям симбиотической и фотосинтетической деятельности, не имеют преимущества перед чистыми посевами вики.

10. Наибольшее количество энергии с урожаем основной и побочной продукции и наибольшая окупаемость затрат на ее производство получены при создании благоприятных условий для активной биологической азотфиксации.' Здесь же были наибольшими чистый энергетический доход, коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ'

Для реализации потенциальной симбиотической азотфиксации, урожайности и белковой продуктивности вики на выщелоченных черноземах Предкавказья необходимо семена перед посевом инокулировать штаммом ризобииг 1-42, довести уровень обеспеченности подвижным фосфором до 100 мг/кг почвы (по Чирикову),' бором и молибденом до среднего, влажность пахотного слоя почвы поддерживать ' не ниже влажности разрыва капилляров - около 60 ü ППВ.

Список опубликованных работ

1. Токбаев М.М., Жеруков Б.Х. Симбиотическая фиксация азота викой посевной на выщелоченных черноземах Предкавказья. /Тез. докл. четвертой Международной конфер. Биологический азот в растениеводстве. - М.: 1996. С. - 105...106.

2. Бжеумыхов B.C., Токбаев М.М. Урожайность и белковая продуктивность люцерны в зависимости от влажности почвы и обеспеченности элементами минерального питания. //Изв. ТСХА. - 1997. -вып. 2. (в печати).'

3. Посьшанов Г.С., Токбаев М.М., Жеруков Б.Х., Кашукоев М.В. Приемы оптимизации симбиотической и фотосинтетической деятельности вики посевной. //Изв. ТСХА. - 1997. - вып. 2. (в печати).

Ofibtu 1 гт i

Заказ 353

Тираж 100

Типография Издательства МСХА 127550 Москва И 550 Тимирязевская ут, 44