Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Урожайность и белковая продуктивность форм северного экотипа в зависимости от активности штамма ризобий

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Урожайность и белковая продуктивность форм северного экотипа в зависимости от активности штамма ризобий"

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА. ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ (ЬДЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

" Т и -На правах рукописи БОЙКО Любовь Николаевна

УРОЖАЙНОСТЬ И БЕЛКОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ФОРМ СОИ СЕВЕРНОГО ЭКОТИПА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АКТИВНОСТИ ШТАММА РИЗОБИЙ

Специальность 06.01.09 — растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1993

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

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. С. Посыпанов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор М. К. Каюмов; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент И. К. Баранов.

Ведущее предприятие — НПО «Подмосковье».

в «< /» часов на заседании специализированного совета К-120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 49. Сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Защита состоится « У »

с /» ч

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

В. И. Скоблина

СБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. По количеству и полноценности белка, производимого за 100 дней вегетация, соя не имеет себе равных среди зерновых бобовых культур. В связи с созданием форм сои северного экотята устойчиво вызреваирх в Европейской части России на ойроте г.Иосквы, появилась возможность интродукции этой высоко ценной культуры в Центральном районе Нечерноземной зоны.

Изучение сравнительной симбиотической активности, урожайности я белковой продуктивности новых форм сои северного экотн-па, а также подбор наиболее активных комплиментарных штаммов рв-эобий представляет теоретический и практический интерес.

Цельр исследований было изучить сравнительную продуктивность форы сои северного экотнпа и определить дая них наиболее ко-мшмиентарный штамм ризобий.

В задачи исследований входило: изучить динамику формирования и активности сиыбиотического аппарата у новых .форм сои северного актина; фотосинтетическую деятельность посевов новых сортов, формирование генеративных органов и урожайность семян; определить динамику потребления аэота и распределения его по органам растений; содержание белка в семенах и сбор его с гектара; выявить эффективность заводских шташов ризобий по сравнению со спонтанными шташами на всех изучаемых сортах; изучить влияние штамма ризобий на качество (фиксированного азота воздуха, величину и качество урожйя; дать энергетическую оценку эффективности штамма ризобий.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с пленой научных исследований Московской сельскохозяйственной академии имени К.¿.Тимирязева па теме "Обосновать пути интенсификации

биологической аэотфяксации и разработать приемы юс практического шедрения", номер государственной регистрации 01860130608.

В процессе исследований методическую помощь оказывали кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Т.П. Кобозева, младшие научные сотрудники Н.Г.Тазина и В.Н.Мельнико»; в проведении отдельных анализов принимали участие студенты Ерао-за id.il., Ефимченко А. А., Гурбанов А.и. * за что выражав им искрен шов благодарность.

Научная новизна. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны изучена симбиотическая активность, урожайност и белкоЕая продуктивность новых форм сон северного экотипа, определена симбиотическая активность заводских штаммов ризобий 605 и 10-17 в сравнении со спонтанными штаммами.

Практическая значимость результатов исследований. Сорта М» гева, Северная 5 и форма Ы-52 имеют короткий вегетационный пери-* од с суммой активных температур соответственно 1714, 1729, 1838°) Сорт Шведская 856 имеет наименьшую сумму активных температур (1676°С), но из-за низкого прикрепления бобов и их растрескивании при созревании не может быть рекомендован производству. Пере^ посевом инокуляция семян штаммами ризобий 605^, и АС-17 повдаает урожайность в среднем за 3 года на 2,8 ц/га по сравнению со спонтанными штаммами ризобий. Более устойчивые прибавки урожая дает каш ризобий АС-17. Возделывание сои сортов Иагева, Северная-5 к формы 11-62 инокулированных штаммами ризобий АС-17 и 605^. позволит получать урожаи семян до 24 ц/га. При этом сбор бедка увеличивается на В9-163 кг/га.

Апробация Работы. Основные положения исследований изложены в 3 опубликованных работах. Отдельные этапы работы доложены на второй Всесоюзной и третьей Международной конференциях СОИСА^ ЭД

"- "- г. ■;.'■ ■■■'•■■■ ' •

ТСХА (Калуга, 1991, 1993), на научно-технической конференции "Современные проблемы научного обеспечения АПК я подготовка кадров" (Тюменский СХИ, Тюмень, 1989), на Всесоюзной конференции по технологии, селекции и генетике сои (ВНИИ сон, Благовещенск, 1990).

Объем работы. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста, включает 21 таблицу, II рисунков, 17 приложений. Список литэратуры включает НО наименований, в том числе 21 на иностранных языках.

. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе - "Симб.иотическая деятельность посевов сов в зависимости от условий выращивания" (обзор литературы) изложено современное состояние вопроса, рассмотрена интродукция сои в северные регионы, показана урожайность и белковая продуктивность сортов сой, отражено влияние условий выращивания на симбиотиче-Скую деятельность посевов,.определены цель и задачи исследований.

Во второй главе - "Место, условия и методику исследований" даны сведения о том, что опыта проводили на опытном поле лаборатории растениеводства ТСХЛ в I988-I99I гг. Почва опытных участков дерново-подзолистая, среднесуглинистая с нейтральной реакцией почвенного раствора (рНсол 6,4-6,6), содержание гумуса 2,2$, лег-когвдролизуемого азота - 8-9, подвижного фосфора - 16, обменного калия - 10-16 ыг на 100 г почвы. Метеорологические условия в годы проведения исследований: 1986 год был теплым, количество осадков было ниже средней многолетней, кроме июня; 1989 год - жарким и сухим и X99I год - прохладнш в влажным •

Количество фиксированного азота соей изучали в даухфактор-ном опыте.

Схема опыта:

I. Сорта: МаГева, Шведская S66, М-52 я Северная 5. Z. Итаммы ризобий: а) спонтанный

б) заводской атамм 605^

в) заводской аташ AG-I7

Опиты закладывались в 4-кратной повгорности, учетная площадь делянок 25 £. Агротехника в опытах общепринятая для зоны. Инокуляцию семян проводили в день посева.

Исследования доводили по общепринятым методиках. Определяли: химический состав и влажность почвы и растений, густоту par стений в начале и конце вегетации. Биометрический ннализ растений проводили с четырех аовторностей каждого варианта по фазам развития растений, где учитывали количество и массу клубеньков, определяли концентрацию леггемоглобина (16) в hex, общий (ОСИ), ндо- _ тивный (ACQ) симбиотический потенциал» площадь листьев, накопление сухой массы по органам, расчитывали фотосннтетический штен-циаг (SCO) и чистую продуктивность фотосинтеза (ЧИФ). Количество симбиотическа фиксированного азота воздуха определяли so величине удельной активности симбиоза (УАС к ACQ).

Математический анализ экспериментальных данных проводили дисперсионным методом.

• В третьей главе - "Симбкотичесйая деятельность посевов сои 9 зависимости от сорта и активности штамма ризобий" показано, что динамика массы клубеимов по годам исследований имела обцув тенденцию увеличиваться от фазы 3-го тройчатого.листа до полного налив«. семян и далее резко снижалась. Инокуляция семян штаммами 605^ к AC-I7 существенно повывала массу клубеньков (табл.1) по уравнению со спонтанными штаммами клубеньковых бактерий.

Uacca клубеньков у растений сои инокулированных шташом

хапица 1

Динамика сырой иассы активных клубеньков на корнях сок (кг/га) в зависимости от сорта и активности штамма ризобий, 1988-1991 гг.

3-й тройчатый лист: Цветение Налив семян ;Полный налив семян

б/и ¡605^ I АС-17; б/и :б05^ • АС-17: б/а : 605^ !АС-17: б/и 1 605^ : ас-]

I 9 а 8 г.

шагева 18 72 81 216 509 504 153 153 168 160 160 180

Шведская 656 9 72 54 104 392 432 297 248 . 378 310 260 380

М-52 9 63 77 126 378 441 248 261 286 250 260 300

Северная 5 27 54 45 167 468 432 360 ■ 486 452 370 500 470

I 9 8 9 Г.

"а лева 0 30 23 I 218 211 3 402 323 6 418 330

Шведская 856 I 33 43 2 228 232 10 212 282 13 230 310

Ы-52 I 37 36 3 193 241 2 344 285 5 350 316

Северная 5 0 41 45 3 287 234 10 368 440 12 370 444

I 9 9 I г.

Магева 2 35 35 5 73 64 290 880 500 300 700 450

Шведская 856 3 26 75 3 , 78 125 135 439 150 450 510

М-52 12 38 42 17 120 150 120 513 660 130 500 480

Северная 5 I 35 36 5 73 75 288 789 514 290 700 500

АС-17 превышает по двум годам (1988 и 1989) массу клубеньков у растений инокулированных штампом 605^ до 150 кг/га. В 1991 г. более активен был штамм ризобий 605 ^ . В 1988 г. к фасе 3-го тройяатого листа в варианте без инокуляции масса клубеньков была 9-27 кг/га, а при обработке семян заводскими штаммами она была вше в 4-9 раз. В 1969-1991 гг. в варианте без инокуляции семян масса клубеньков была в десятки раз ниже, чем при обработке семян активными итаммами. К фазе полного налива семян разница в массе клубеньков между спонтанными и заводскими штаммами несколько сглаживалась, но преимущество заводских штаммов было четко выражено во все годы исследований. Существенных сортовых различий.по массе клубеньков не отмечено.

Заводские штаммы ризобий способствуют более раннему образование деггемогдобина (16), за счет чего продолжительность активного симбиоза клубеньков также больое.

В фазу 3-го тройчатого листа в варианте без инокуляции содержание 16 в клубеньках было в 2-3 раза меньше, чем при инокуляции активными нтаммрв ризобий, а в 1989 г. все клубеньки в этом варианте были неактивны (табл. 2).

В последующие периоды вегетации концентрация 16 в большей степени зависела от влажности почвы. Так, в 1988 г. при снижении влажности почвы в фазу налива семян концентрация 16 снизилась вдвое, а в 1989 г. и в 1991 г. при нормальной влажности в эту фазу она оставалась такой же, как в фазу цветения. Сортовые различия по содержанию 16 недостоверны.

Наибольший активный симбиотический потенциал отмечен в 1988 году, когда у всех сортов, кроме Северной 5, наблюдался наибольший АСП при инокуляции семян штаммом АС-17, а у Северной 5 наибольший АСП был при инокуляции семян штаммом 605 у, , он превысил

Динамика содержания Лб в клубеньках на корнях сои (мг/г сырых клубеньков) й зависимости от сорта и активности штамма риэобий, 1988-1391 гг.

3-й тройчатый лист

Цветение

Налив семян

W U ¡J г б/и 605^iАС-17 б/и \605f ! AC-I7: б/и : 605^[АС-17

1 9 8 8 г.

МаГева 1,82 3,06 3,50 2,75 2,20 2,28 0,70 0,81 0,90

Шведская 856 0,99 3,51 3,42 2,30 2,71 2,69 0,65 1,20 1,27

М-52 0,85 3,20 3,44 2,70 2,61 2,70 0,81 0,99 0,93

Северная 5 0,95 3,48 3,30 2,65 2,35 2,40 0,75 1,11 0,91

1 9 8 9 г.

Магева 0,00 0,97 0,95 1,10 2,79 2,68 2,71 2,80 2,90

Шведская 856 0,00 1,06 I,'I4 0,99 2,93 2,88 2,77 2,85 2,77

М-52 0,00 1,12 1,15 1,15 2,89 2,77 2,65 2,70 2,75

Северная б 0,00 1,01 1,21 1,09 2,99 2,85 2,59 2,80 2,88

I 9 9 I г

Магева 0,90 1,70 1,78 1,80 2,25 2,31 3,21 3,08 3,12

Шведская 856 0,92 1,81 1,70 1,85 2,31 2,50 3,17 2,95 3,11

М-52 0,80 1,91 1,68 1,79 2,70 2,69 '3,20 2,99 3,12

Северная 5 0,86 1,79 1,60 1,68 2,21 2,31 3,17 3,00 3,05

контрольн а 16246 кг-дней/га (табл. 3). В 1988 году АСП в среднем при инокуляции штаммом AC-I7 превысил контроль на 9973 кг-дней/га, а при инокуляции штаммом 605^- - на 336 кг-дней/га; в 1989 г. -соответственно - II42I и 476 кг-дней/га. В 1991 г. дал лучшую реакцию штамм 605^ , при этом АСП был больше на 16267 кг-дней/га, чем в контроле и на 2435 кг-дней/га больше, чем в Бариенте со штаммом 605ij. .

Установлены достоверные сортовые различия по активности си-мбиотического потенциала. Наибольший.АСП в среднем за 3 года выявлен у сорта Северная 5 417534 кг-дней/га), накменьяшй - у Шведской т (13064 иг-дне1?/га) , у сорга Матова ».. форичМ-52 этот ио-

Ч

Таблица 3

Активный ешбиоягаееп! гитфвах ем (кг-ди«й/га) sa вегетвцяп в зависимости от сорта ■ активности пиша рюобнЯ (I988-I99I гг.)

Сор* : ' 1988 г. : 1989 г. 1991 г. X

: €/и ! 605р jAC-17 : б/и ! 605^ ; AC-I7 б/и I605? : AC-I7:

Магева II932 , 19397 20575 112 II39I 9617 9638 29550 17976 14465

Шведская 856 IS39I 19956 23235 298 8093 9963 4643 Z66I0 22390 13064

М-52 13900 2II74 22049 150 12800 12084 4605 20041 24291 14566

Северная 5 15379 31625 27635 296 12350 14855 9452 27206 19009 17534

X I340I 23038 23374 214 1П59 II635 7085 23352 20917 _

казатель был близким (14465 и 14566 кг -дней/га).

Продолжительность активного симбиоза в вариантах с инокуляцией была на 5-11 дней больше, чем в варианте без инокуляции.

Удельную активность симбиоза определяли по разности АСП я общего потребления азота растениями в вариантах с инокуляцией и без инокуляции (табл. 4). Установлено, что в вариенте при инокуляции семян сои штаммом ризобий АС-17 ¿дельная активность симбиоза по всем годам превышала УАС при инокуляции семян штаммом 605в среднем на 0,6 г/кг в сутки.

Все сорта в среднем по годам показали лучшую реакцию на инокуляцию семян штаммом АС-17.

Количество фиксированного азота воздуха в решающей степени зависит от метеорологических условий года. Снижение влажности почвы ниже ВТК в течение месяца уменьшает количество фиксированного азота воздуха в 3 раза (табл. 5). Наибольшую азотфиксирую-щую эффективность во все годы исследований обеспечивал штамм АС-17. Количество фиксированного азота с его участием было на 816 кг/га больше, чем с участием штамма 605^. и на ¿55-50 кг/га больше, чем с участием спонтанных штаммов.

Доля участия азота воздуха в питании растений сои в условиях естественного увлажнения Центрального района Нечерноземной зоны изменяется в широком диапазоне и при благоприятных условиях симбиоза' может быть более 40$ (табл. 6).

За счет спонтанных штаммов ризобий в 1988 году доля участия азота воздуха составила в среднем по сортам 24$, а в 1589 г. и в 1991 г. лишь I и 7%. Штамм 605^.показал достаточно высокую скмби-отическую активность и доля фиксированного азота воздуха соей с его участием по годам была 13-36;$. Наибольшая скмбиотическая

Таблица 4

Расчет удельной активности симбиоза по величине АСП и общему потребление азота в зависимости от сорта и активности штамма ризобий, 1988-1991 гг.

Сорт

1988 г.

1989 г.

1991 г.

аш, гпотрео-: кг-дн/:лено га :кг/га :

ХШ, : АШ, :потрео-: г/гав:кг-дн/:лено //,: сутки : га :кг/га :

У АС,: АО!

г/га в: кг-дн/ сутки : га

:потрео: УЗССГ" ;лено /]/ г/га :кг/га :в сутки

О

ЫаГева

Шведская 856

'М-52

Северная 5

АС-17 б/и разность

кС~И/ 23235 б/и разность

. АС-17 б/и разность

АС-17 б/а разность

20575 11932 8643

12391 10844

22049 13900 8149

27635 15379 12256

192.1

167.2 24,9

200,1

176.3 23,8

191,0 159,5 31,5

279,5 218,7 60,8

9617 112

2,9 9505

9963 298 2,2 9365

12084 150 3,9 11934

14855 296

5,1 14559

171,8 136,2 35,2

156,5 126,4 29,1

170.0

141.1 28,9

176,1 131,544,6

3,7

3,0

2,4

3,1

17976 9538 8338

22390 4643

17747

24291 4605

19686

19009 9452 9557

304,5 263,0 41,5

233,9 177,7 56,2

273.0

230.1 42,9

276,1 153,0 23,1

4,9

3,1

2,2

2,4

Количество фиксированного езота воздуха (кг/га) соей в зависимости от сорта и активности штамма ризобий (1988-1991 гг.)

Сорт

1988 г.

1989 г.

б/и :605^:АС-Г7 б/и ; 605^.1 АО-17

1991 г.

б/и : 605^1 АС-17

Магзва 34,6 56,3 59,7 0,3 26,2 35,6 19,3 59,1 65,6

Шведская 856 26,0 41,9 51,1 0,9 28,3 29,9 14,4 71,4 69,4

Н-52 61,2 93,2 116,9 0,1 17,9 29,0 7,4 38,1 53,4

Северная 5 47,7 113,9 140,8 0,3 14,8 46,2 18,9 54,4 45,6

Таблица 6

Доля участия источников азота (% от общего потребления) в питаний растений сои в зависимости от сорт«.и

активности штамма ризобий (1988-1991 гг.)

казя-

ТТЬ

Сорт

1988 г.

б/и :605:АС-

; 9 \17

1989 г.

б/и:605^: ас^

1991 г.

б/и:б05*:АС-

воз- МаГева 21 30 31 I 16 21 7 20 29 20

:<а Шведская 856 15 22 26 I 18 19 8 21 29 18

М-52 38 49 55 I II 17 3 15 19 23

Северная 5 22 41 50 I 8 26 8 19 17 21

X 24 36 41 I 13 21 7 19 24 -

поч- Магева 79 70 69 99 84 79 93 80 71 80

Шведская 856 85 78 74 99 82 81 92 79 71 ег

№-52 62 51 45 99 89 83 97 85 81 77

Северная 5 78 59 50 99 92 74 92 81 83 79

X 76 64' 59 99 87 79 93 81 76 -

активность была выявлена у шташа АС-17 и доля участия азота воздуха в питании растений сои составила 21-41& в зависимости от метеорологических ус^овш1 года.,

и

Симбиотические системы с участием разных сортов сои показали неодинаковую азот$иксирутацую активность. Наибольшая в среднем по годам доля фиксированного азота воздуха выявлена у формы М-52 {22%) и наименьшая - у сорта Шведская 856 (18$). Сорта Маге ва и Северная 5 занимали промежуточное положение (20 и 21!?).

В четвертой главе - "Фотосинтетическая деятельность посевов разных форм сои в зависимости от активности штамма ризобий" дается описание густоты и иэреживаемости растений сои, динамики площади листьев, формирование фотосинтетического аппарата, динамики накопления сухой массы, урожая семян сои и его структуры.

Максимальные показатели фотосжнтетической деятельности посевов сон приведены в таблице 7. Инокуляция семян активными штш*-шмх ризобий увеличивает плопрдь листьев в течение всей вегетации на 2,0-2,8 тыс.м^/га, фотоскнтетический потенциал - на 113-202 тыс.м^'дней/га и несколько повышает чистую продуктивность фотосинтеза. Накопление сухого вещества при инокуляции семян активными штаммами больше на 7-11 ц/га, в сравнении со спонтанными штаммами ризобий. Штамм АС-17 оказался более эффективный, чем штамм 605о,. В 1989 г. с участием штамма АС-17 в среднем по сортам сформировано на 3 ц/га сухого вещества больше, чем с участием штамма 605^. , в остальные годы этот показатель был одинаковым.

Наибольшую сухую массу целых растений в среднем за 3 года : сформировал сорт Северная 5 (74 ц/г»), на втором месте стоит форма М-52 (68 ц/га), за ней следуют сорта Магева и Шведская 856 (во 61 ц/га).

Инокуляция семян активными штаммами ризобий улучшила показа тели структуры урожая изучаемых сортов (табл. 8). Так, масса 1000 семян повшалась в сравнении с вариантом без инокуляции на 10-14

Показатели фотосинтетической деятельности посевов сои (1988-1991 гг.)

Сорт

1988 г.

б/и :605 :АС-17

1989 г.

1991 г.

б/и :605 ГАС-17 б/и:605 :АС-17

Максимальная площадь листьев. тыс. м^/га

Кагева 29 30 30 32 33 34 48 49 48

Шведская 656 30 31 31 34 35 38 44 45 45

11-52 31 31 31 33 35 37 49 51 52

Северная 5 33 35 35 35 40 41 50 53 54

«СП, мхн.^-дней/га

Ыагева 2,2 2,3 2,3 2,1 2,2 2,3 2,5 2,6 2,6

Шведская 856 2,0 2,2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,4 2,5 2,5

Й-52 2,4 2,5 2.5 2,3 2,4 2,5 2,6 2,8 2,8

Северная 5 2,3 2,5 2,5 2,3 2,6 2,6 2,8 2,9 2,9

М&г«ва

Иведская 866 И-52

Северная б

Иагева Шведская 856 11-52

Северная 5

Максимальное накопление сухого вещества» ц/га

57 71 66 82

62 76 72 97

62 78 71 97

47

48

57 57

53 58 63 62

55 59 65 68

78 64

82 82

89 74 87 89

87 73

Чистая продуктивность фотосинтеза, сутки

2,5 2,7 2,7 2,2 2,4 2,4 3,1 3,3 3,3

3.5 3,6 3,7 2,2 2,5 2,4 2,7 3,0 3,0 2,7 2,9 2,9 2,5 2,7 2,6 3,1 3,1 3,1

3.6 3,9 3,9 2,4 2,4 2,6 3,0 3,1 3,0

причем штамм АС-17 обеспечивал ежегодно устойчивые превышения по сравнению со штаммом 605^- . Количество семян на одно растение было также вше при инокуляции семян активными штаммами ризобий (на 1-4 шт.). Ыасса семян с Г растения в среднем за 3 года в варианте без инокуляции составила 5,5 г, при инокуляции штаммом 605^- 6,2 г и при инокуляции штаммом АС-17 - 6,3 г. Данные,по количеству бобов на одно растение недостоверны. Из изучаемых сортов

J3

Структура урожая сои в зависимости от сорта и активности штамма ризобий (1988-1991 гг.)

: Сорт 1988 г : 1989 г : 1991 г.

б/и:605:АС- • Цг ■ 17 : б/и:б05:АС- :б/и:б05л, :ас-17 • • ц- • 17* " "

Магева 20 18 17 15 15 21 34 27 34

Шведская 856 12 II 10 II 10 II 22 22 20

М-52 16 16 17 13 12 13 32 35 34

Северная 5 16 18 18 16 16 18 31 29 26

Магева 44 40 42 28 30 44 70 73 75

Шведская 856 27 27 26 20 21 21 40 44 42

М-52 34 37 36 25 26 25 60 70 68

Северная 5 41 45 48 33 32 38 60 60 54

Магева 4,9 5,0 5,3 3,2 3,8 5,8 8,5 9,5 10,6

Шведская 856 5,1 5,3 5,4 3,8 4,2 4,1 7,6 8,7 9,2

М-52 4,9 5,6 5,5 3,5 3,9 3,8 8,3 10,6 10,1

Северная 5 5,2 6,0 6,2 4,1 4,3 5,3 7,4 8,3 7,8

Магева 112 125 125 116 128 131 121 130. 141

Шведская 856 190 196 208 189 198 198 188 200 219

М-52 145 150 154 140 151 152 139 152 149

Северная 5 127 132 130 125 135 138 124 137 144

Показатель

Бобов,

Семян,

Пасса

семян

Масса. 1С00 се ыян, г

лучшие показатели по структуре урожая отмечены у сортов Ыагева и Северная 5.

Инокуляция семян активными штаммами ризобий повыпала урожай семян в среднем на 2,8 ц/га, по сравнению с вариантом без инокуляции (табл. 9). В 1988 и 1989 гг. инокуляция-семян.заводскими штаммами обеспечила прибавку урожая на 2,2 ц/га при НСРдд -1,4 и 1,5 ц/га, в 1991 г. - на 3,4-4,0 ц/га цри НСР^ - 1,6 ц/га. Ежегодно по всем годам исследований от инокуляции получена достоверная прибавка урожая.

Отмечены сортовые различия по урожаю семян. В 1988 году на-

Таблица 9

Урожайность семян сои (ц/га) в зависимости от сорта и активности штамма ризобий (1988-1991 гг.)

Сорт

1988 г.

1989 г. : 1991 г.

б/и|б05^;АО-1* б/и!605?-АС-Г? б/и:б05^.:AG-it

ЫаГева 20,3 21,3 22,4 12,0 14,5 14,4 21,9 25,1 25,3 19,7

Шведская 856 21,4 22,2 22,7 14,1 16,3 15,6 17,1 21,3 22,0 20,3 14-52 21,1 24,0 23,1 14,2 16,0 15,2 18,1 23,9 22,1 19,7 Северная 5 21,5 25,3 26,4 16,1 17,0 2 ^0 18,8 21,7 20,1 20,8 X 21,1 23,2 23,7 14,1 15,9 16,3 19,0 23,0 22,4 -ПСРде для сортов 1,6 1,7 1,8 для штаммов 1,4 1,5 1,6 для частных

различий. 2,8 3,0 3,1

ибольший урожай семян в среднем по итаммам получен у сорта Северная 5 - 24,4 ц/га, он достоверно превышал урожай семян всех изучаемых сортов. По сортам в 1988 г. НСР^ составила 1,6 ц/га. В 1989 г. сохранилась та же картина, что и в 1988 г. У сорта Северная 5 получен наибольший урожай семян 17,7 ц/га. У остальных трех сортов различия в урожайности были в пределах НСР^. В 1991 году наибольший урожай семян в среднем по штаммам был получен у сорта Магева -24,1 ц/га. Средний урожай у сортов Северная 5 и Шведская 856 составил по 20,2 и 20,1 и/г& иди на 3,9 и 4,0 ц/га меньше, чем у сорта Магева (при НСР05 - 1,8 ц/га).

В среднем по годам наибольший урожай семян был у сортов Северная 5 и Шведская ббб (20,8 и 20,3 ц/га). У сорта Магева я формы Ы-52 он был одинаковым (по 19,7 ц/га).

В пятой главе - "Химический состав растений и качество уро-

нал различных сортов сои в зависимости от активности штагдеризо-бий" приводится сведения о динамике содержания азота в органах растений сои, показана динамика потребления азота органами растения, аынос я максимальное потребление,отражены содержание белка в семенах и белковая продуктивность соя.

Опытами установлено, что во всех органах сои содержанке азота в течение всей вегетации бывает значительно вше при инокуляция семян активными штаммами ризобий по сравнению со спонтанными. Уже в фазу 3-го тройчатого листа это превышение составило 0,33-0,38$, а в 1988 г. содержание азота в семенах сорта Мао

гева в варианте без инокуляции было на 0,23% меньше, чем в вариантах с активными штаммами ризобий.

Наиболее интенсивное потребление азота растениями происходит в период от начала цветения до налива семян и этот процесс продолжается до полного налива семян, но уже меньшими толчками. Максимальное потребление азота отмечено в фазу полного налива семян (табл. 10). Инокуляция семян активными штаммами ризобий 605^. и АО17 улучшает азотный режим питания и обеспечивает большее накопление азота посевами на 31-61 кг/га, чем без инокуляции. В среднем по годам штамм АС-17 стабильно увеличивал потребление азота на 2-5 кг/га по сравнению со штаммом 605^- и на 2942 кг/га по сравнению с контролем.

Среди изученных сортов больше всего азота потребляет сорт Северная 5 (в среднем 234 кг/га) и меньше всего - сорт Шведская 856 (183 кг/га). Сорт Ыагева и форма М-52 занимают промежуточные положения (210 и 197 кг/га).

■ Вынос азота единицей урожая был наибольшим (82 кг/т) у формы М-52 и наименьшим (72 кг/т) у сорта Шведская 856. У сортов Магева и Северна*: 5В он составил по 77 кг/т.

Л ' .

Максимальное потребление азота (кг/га) растениями сои в фазу полного налива семян в зависимости от сорта и активности аташа ризобий <1988-1991 гг.)

Сорт

1988 г. : 1989 г. : 1991 г.

б/м|605?:АС-Х» б/и;б05^;АС-17 б/и:605?;АС-17

Магева 167 189 192 136 162 172 263 303 ЗС5 210

Шведская 856 176 192 200 126 154 157 178 229 234 183

Ц-52 160 191 191 141 158 170 230 259 273 197

Северная 5 219 278 280 158 180 176 248 287 276 234

X 181 213 216 140 164 169 230 270 272 -

В наших опытах, инокуляция семян активными штаммами ризобий повышала содержание белка в семенах в отдельных, случаях на (в 1991 г. у сорта Шведская 856) (табл. II). В среднем за 3 года в вариантах без инокуляции содержание белка в семенах составило 38*, а в вариантах с инокуляцией активными штаммами ризобий 605у. и AC-I7 - 39*.

Наибольшей бадховистосТ обладают семена формы М-52, в среднем аа 3 года по всём штаммам содержание белка составило 41* с диапазоном от 37 до 4256. Несколько уступали этой форме сорта Магева и Северная 5. Среднее содержание белка в их семенах составило по 39$, с диапазоном от 35 до 41*. Наименьшей белковистрстью 9 среднем 37*, обладал крупносеыянный сорт Шведская 856, с диапазоном содержания белка от 34 до 39*.

Инокуляция семян активными штаммами ризобий увеличивала сбор белка, в среднем за 3 года, на 130-135 кг/га. В 1988 г. при инокуляции семян штаммом AC-I7 увеличение сбора белка составило 144 кг/га, а в 1991 г. штамм 605^. обеспечил повышение сбфа бе-

■■■''"'■-' а-

Содержание и сбор белка в семенах сои в зависимости от активности симбиоза (1988-1991 гг.)

Cops

1988 г.

б/и;б05^ ГАС-17

1989 г.

1991 г.

б/и:б05? :ас-17 6/B;606^:AC-it

Белок, % на АСВ

Магева 36 37 37 41 41 41 40 40 40 39

Шведская 856 34 35 35 37 39 39 34 39 39 37

Ы-52 37о 39 40 41 42 42 41 42 42 41

Север! Ал 5 35 38 38 40 40 40 40 41 40 39

X 35,5 37,3 37,5 39,8 40,5 40,5 38,8 40,5 40,3

Сбор белка 1, кг/га

Магева 788 836 884 537 644 644 924 1060 1060 820

Шведская 856 775 830 840 584 690 655 646 885 905 757

М-52 825 987 996 652 718 701 816 1067 1016 864

Северная 5 816 1022 1060 692 724 860 800 947 860 865

X 801 919 945 616 694 715 797 990 960 -

лка на 193 кг/га, хотя в среднем за 3 года штамм AC-I7 обеспечивал более устойчивое увеличение сбора белка; нэ 5 кг/га по сравнению со штаммом 605^. и на 135 кг/га по сравнению со спонтанными штаммами.

Выявлена определенная сортовая специфичность по белковой продуктивности. Сорт Северная 5 и форма Ы-52 по белковой продуктивности были одинаковыми; средний сбор белка составил 865 и 864 кг/га. Близким к ним является сорт Магева - 820 кг/га и наименьше белковой продуктивностью обладает сорт Шведская 856 - 757 кг/га.

В шестой главе - "Энергетическая оценка активности тташов ризобий" дан анализ энергетической эффективности инокуляции cemi

активными штаммами ризобий.

Энергозатраты, произведенные на инокуляцию семян, включая энергоемкость ризоторфша, составляют 0,3 ГДж/га, а дополнительная энергия, содержащаяся в прибавке урожая от инокуляции, составляет 4,1-7,2 ГДж/га или превосходит дополнительные затраты в 12-24 раза, чистый энергетический доход возрастает на 3,8-6,9 ГД*/га.

Более стабильная энергетическая окупаемость затрат получена при обработке семян шташсм ризобий АС-17.

ВЫВОДЫ

1. Ори инокуляции семян сои активными штаммами ризобий 605^ и АС-17 максимальная масса клубеньков возрастает на 223242 кг/га; ДСП - на 11,8-12,3 тыс.единиц; содержание леггемогло-бина в фазу 3-го тройчатого листа - в 2-3 раза и различия сохраняются до конца вегетации; при этом продолжительность вегетедии-на 5-11 дней по сравнению с вариантом без инокуляции.

2. Количество фиксированного азота воздуха в решающей степени зависит от метеорологических условий года. Снижение влажности почвы ниже ВИС в"течение месяца уменьшает его в 3 раза. В среднем за 3 года наибольшее количество азота воздуха (64-79 кг/ г&)в среднем по сортам фиксировано растениями при инокуляции семян штаммом ризобий АС-17.

3. Активность аэотфиксации определяется не только биологией штамма ризобий, но и генотипом макросимбиота. Наибольшей азот-фиксирующей активностью обладает симбиотическая система с сортом Северная 5 - в среднем 53 кг/га с диапазоном от 15 до 141 кг/га, а наименьшей - с сортом Шведская 856 - 37 кг/га с диапазоном от 18 до 117 кг/га; при этом доля участия азота воздуха в питании

растений может быть более 405?.

4. Наименьшая суша активных температур - 1676°С в среднем за 3 года имеет ультраскороспелый сорт Шведская 856. Однако, из-за низкого прикрепления бобов к их растрескиваемости при созревании он не может быть рекомендован в производство. Очень скороспелые технологические сорта Напева, Северная 5 и форма М-52 имеет среднюю сумму активных температур соответственно 1714, 1729 и 1838°С, что ниже минимальной суммы активных температур 1850°С для этого району, Следовательно, они будут устойчиво вызревать

в любой год и могут быть рекомендованы производству,

5. Инокуляция семян активными штаммами ризобий увеличивает максимальную площадь листьев на 2,0-2,8 тыс.м^/га, накопление сухого вещества - на 7-JI ц/га, а чистая продуктивность фотосинтеза остается практически без изменений.

Среди изучаемых сортов Северная 5 в среднем за 3 года формирует наибольшую площадь листьев - 42 тыс.м^/га и сухую массу -74 ц/га; несколько меньшую - форма М-52 (39 тыс.М^/га, 68 ц/га) и еще меньшую - сорта Магева и Шведская 856 (по 37 тыс.м^/га и по 61 ц/га).

6. Густота растений перед уборкой в диапазоне 250 и 450 тыс.шт/га (1988 и 1991 гг.), изменяя показатели структуры уро-кая, практически не влияет на уровень биологического урожая семян (23 и 24 ц/га).

7. Биологический урокай семян изученных сортов в среднем за 3 года был очень близким (20,6-22,2 ц/га), несмотря на различия

в сукме активных температур. Следовательно, наиболее целесообразно возделывать технологичный сорт Магева с минимальной суммой активных температур - 1714°С и средним урожаем - 21,0 ц/га.

8. Инокуляция семян активны« штаммами ризобий повышала урожай семян в среднем на 2,8 ц/га,по годам от 2,9 до 3,4 ц/га, по сравнению с вариантом без инокуляции, при НСРдд - 1,4-1,6 ц/га.

9. Среди изученных сортов больше всего азота потребляет сорт Северная 5 (в среднем 234 кг/га) и меньше всего - сорт Шведская 856 (в среднем 183 кг/га). Два других сорта по этому показателю занимают промежуточное положение (210 и 197 ц/га). К фазе полной спелости за счет опада в почве остается от 21 до 63 кг азота на гектар.

10. Инокуляция семян активными штаммами ризобий повышает бел ховистость семян в среднем за 3 года на 1% и увеличивает сбор белка с гектара на 99-163 кг/га. Наибольшей белкоЕИстостью семян, в среднем 41% с диапазоном от 37 до 42%, обладает форма М-52, а

у , сортов Марева к Северная 5 она была одинаковой - 29% с диапазоном от % до 41%, Наименьшей белковистостью(37$и сбором белка (?57 кг/га) обладает крупносемянный сорт Шведская 866.

11. Энергосодержание I т семян сои сорта Матова составляет 20,944 ГДж. ,

: Инокуляция семян активными штаммами ризобий увеличивает энергоемкость урожая на 1,4-7,2 ГДж/га, при этом возрастает чио-тый энергетический доход на 3,2-6,8 ГДж/га, возрастают также коэффициенты биоэнергетической и энергетической эффективности.

Дри инокуляции семян штаммом ризобий АС-17, в среднем за 3 года, за счет фиксации азота воздуха (71 кг/га), экономится 22,7 ГДж/га невосполнимой энергии ежегодно, :

гашщдщм производству

I. Очень скороспелые сорта Ыагвва, Северная 5 и. форма М-52 могут возделываться в условиях Центрального района Нечерноземья

при естественной влагообеспеченности и давать урожаи семян до 24 ц/га.

2. При возделывании в Центральном районе Нечерноземной зоны

сортов сои северного экотипа семена перед посевом необходимо ино-

кулировать активными штаммами ризобий AC-I7 или 605^..

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

?, Кобозева Т.П., Посыпанов Г.О., Буханова Л.А., Мухин В.П.,

Бойко H.H. Продуктивность мутантных форм сои при симбиотрофном

и автотрофном типах питания //Современные проблемы научного

обесценения аЙк и подготовка кадров.-Тезисы докладов научно-о

технической конференции.-Тюмень.-1989.-С.131.

2. Посыпанов Г.С., Кобозева Т.П., Буханова Л.А., Бойко Л.Н. Сравнительная симбиотическая активность и оеменная продуктивность мутантных форм сок и исходного сорта Северная 5 //Биологический азот.-Тезисы докладов первой Всесоюзной научной конференции С0ИСА$.-Калуга, KS TCXA.-I990.-C.6I.

3. Посыпанов Г.С., Кобозева Т.П., Мухин В.П., Бойко Л.Н. Радио. чувствительность сои сортов северного экотипа //Биологический

азот. Тезисы докладов третьей научной конференции СОИСАФ.-Калуга.- Ш ТОЙ.-1993.-С.55. ' ■.*'_.•''.