Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

УРОЖАЙНОСТЬ И БЕЛКОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ СОИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АКТИВНОСТИ СИМБИОЗА ПРИ ИЗВЕСТКОВАНИИ И ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПРИАМУРЬЯ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "УРОЖАЙНОСТЬ И БЕЛКОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ СОИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АКТИВНОСТИ СИМБИОЗА ПРИ ИЗВЕСТКОВАНИИ И ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПРИАМУРЬЯ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

НИ КОЛ АР ВА Валентина Тимофеевна

УРОЖАЙНОСТЬ И БЕЛКОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ СОИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АКТИВНОСТИ СИМБИОЗА ПРИ ИЗВЕСТКОВАНИИ И ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ

(Специальность 06.01.09 — растениеводство,

03.00.07 — микробиология)

Автореферат диссертации иа соискание ученой; степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1985

На- правах рукописи '

ПРИАМУРЬЯ

Работа выполнена на кафедрах растениеводства и микробиологии Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева и во Всероссийском научно-исследовательском институте сои.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г; С. Посыпанов; доктор биологических наук, профессор В. К. Шильникова.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, .профессор, член-корреспондент ВАСХНИЛ В. М. Пен-чуков; кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Б. И. Голод.

Ведущее предприятие — научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны.

Защита диссертации состоится « 3 » •илЛАСА,* 1985 г.

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. Сек-тцр защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией 'можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан 1985 г.

Ученый секретарь Специализированного совета — доктор биологических наук

Е. Е. Крастина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В решениях XXVI съезда КПСС и последующих Пленумов ЦК. КПСС по. вопросам развития сельского хозяйства и агропромышленного комплекса, а также в Продовольственной программе СССР на период до 1990 г. поставлена задача улучшить сбалансированность кормов по белку оа счет увеличения производства бобовых культур, в том числе сои.

На Дальнем Востоке сосредоточено большинство площадей этой ценной культуры. Однако урожайность ее остается невысокой—4—7 ц семян с 1 га. Основными причинами низкой урожайности являются повышенная кислотность почвы и слабая обеспеченность фосфором, что отрицательно сказывается на активности симбиоза и обеспеченности-растений азотом. В связи с появлением возможности широкого известкования кислых почв Приамурья, внесения фосфорных удобрений возникла необходимость изучить влияние уровня рН почвы и обеспеченности элементами питания на симбиотиче-ские отношения сои с клубеньковыми бактериями, активность биологической азотфиксации с целью регулирования потребностей растений в азоте, повышения урожайности и его качества.

Диссертационная работа выполнена в- соответствии с планом научных исследований Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева по теме 5 (номер государственной регистрации 81085536: О. Ц. 032) «Изучить особенности агротехники зерновых и зернобобовых культур в условиях интенсивного земледелия», подраздел'1 «Разработать приемы, повышающие активность симбиотической фиксация азота воздуха и увеличения продуктивности бобовых культур» и ¡планом научных исследований Всероссийского научно-исследовательского института сои по заданию 02.02.02, теме Н2а.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заклюй чалась в установлении характера влияния известкования, фос-форно-калийных, азотных удобрений и некорневых подкормок ЖКУ на формирование клубеньков и их активность, урожай семян сои и его качество в полевых условиях Приамурья.

IUCSttW'.ÏÎJ '•.■*■' 1

Cet- t а ."• :

6 задачи исследований входило: изучить особенности процесса инокуляции сон, динамику формирования, деятельности и разрушения клубеньков, количество фиксированного азота воздуха и долю участия его в формировании урожая, связь активности фиксации атмосферного азота с ростом, развитием растений, урожаем семян и его качеством.

Научная новизна. Впервые в полевых условиях Приамурья в посевах сои рассчитаны активный симбиотический потенциал (АСП), общий симбиотический потенциал (ОСП), удельная активность симбиоза (УЛС), характеризующие уровень активности бобоворизобиального симбиоза; определена доля биологического азота в формировании урожая семян растениями сои с учетом количества, массы клубеньков и продолжительности их функционирования (она колеблется в пределах 30—70% в зависимости от варианта опыта и метеорологических условий). Установлено, что снижение кислотности почвы с рНсол- 5,3 до 5,9—6,4 и применение фосфорно-калийных удобрений на фоне известкования улучшает условия для активного симбиоза, повышает активный симбиотический потенциал, количество фиксированного азота воздуха, сбор белка с единицы площади. Изучены показатели фотосинтетической деятельности посевов, динамика содержания и потребления элементов питания в зависимости от обеспеченности биологическим азотом. Отмечена неперспективность некорневых подкормок ЖКУ на сое в условиях Приамурья вследствие отсутствия положительного эффекта их на активность бобоворизобиального симбиоза, урожай и белковую продуктивность сои.

I Ia первых этапах инфицирования выявлено отсутствие специфически искривленных корневых волосков с инфекционными нитями. Обнаружение инфекционных нитей в тканях корня и клубенька позволяет считать, что проникновение клубеньковых бактерий в ткань корня растения-хозяина происходит не через корневые волоски.

Практическая ценность и реализация результатов. Показано, что при известковании лугово-черноземовидных почв, внесении фосфорных удобрений и инокуляции семян активным штаммом клубеньковых бактерий на высоком уровне агротехники можно получать урожай семян сои до 26 ц/га и более.

Эффективность данных приемов проверена в производственных посевах совхоза «Славинский» Михайловского района Амурской области в 1982—1984 гг. на площади 658 га, где при известковании под предшественник, внесении фосфорных удобрений и инокуляции семян нитрагином, приготовленным на штамме клубеньковых бактерий сои ЗД-4, урожай семян сои .повышался на 2,1—2,7 ц/га и дополнительный доход увеличился на 80 руб. или на всю площадь на 47760 руб.

Апробация работы. Результаты исследований доложены

и обсуждены на научной конференции молодых ученых ВНИЙ сои п 1980 г., Амурской областной конференции молодых ученых и специалистов в 1983 г., V региональной конференции молодых ученых и специалистов Сибири и Дальнего Востока в 1983 г. (г. Новосибирск), региональном координационном совещании по проблеме 051.15 в 1984 г. (г. Благовещенск), совместном заседании кафедр растениеводства и микробиологии Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. По .материалам диссертации опубликовано 3 научных работы.

Объем работы. Диссертационная работа наложена на 115 страницах машинописного текста, включает 28 таблиц, 7 рисунков и 23 таблицы в приложениях. Состоит из 7 глав, выводов и практических рекомендаций. Список литературы включает 238 наименований, в том числе 49 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 — «Состояние изученности вопроса и постановка задачи (обзор литературы)»—.дан анализ современного состояния проблемы биологической азотфиксации и путей ее повышения, обосновывается необходимость изучения роли биологического азота в формировании урожая и белковой продуктивности сои в зависимости от условий выращивания, применения макро- и микроудобрений, некорневых подкормок жидкими комплексными удобрениями, определены задачи исследований.

Глава 2 — «Объекты, место, условия и методы исследований». Проведены лабораторные и полевые опыты. В условиях стерильных лабораторных опытов изучены с помощью сканирующей электронной микроскопии (JSM-T200, Jeol) .морфология клеток клубеньковых бактерий сои (Rhizobium japoni-cum штаммы ЗД-4, ЛС-26, 639а, ТД-6), методом световой микроскопии первый этап инфицирования корневой системы сои (сорт Янтарная) клубеньковыми бактериями. Растения сои в стерильных лабораторных опытах выращивали на среде Разумовской (1960). Для окрашивания инфекционных нитей применяли метод Шемахановой (1973). Срезы клубеньков готовили по методу Гордиенко, Яковлевой (1979).

Полевые опыты проводили с соей, сорт Янтарная, на опытном поле экспериментального севооборота лаборатории агрохимии ВНИИ сои в 1980—.1984 гг. Почва опытных участков луговочсрноземовидная, среднемощная, содержание гумуса 3,8—3,9%, легкогидролизуемого азота 18—19, подвижного фосфора 3,6—3,9, обменного калия 17—18 мг на 100 г почвы, рНсол. до известкования 5,0—5,4, после известкования 5,3— 6,4.

Метеорологические условия в годы проведения исследова-

з

ний существенно различались. Благоприятными для формирования клубеньков и их активности, роста и развития растении были 1982 и 1984 гг. В 1980 г. жаркая засушливая погода во II период вегетации, в 1981 г. низкие температуры и уменьшение влажности почвы в первой декаде августа отрицательно влияли на формирование симбиотического аппарата и его активность. 1983 г. характеризовался благоприятной влажностью почвы и недостатком тепла.

Агротехника в опытах — общепринятая для зоны.

Схема опыта: 1. Контроль — без удобрений; 2. Са — изучалось влияние реакции почвы на активность симбиоза и урожай; 3. СаРК. — влияние фосфорно-калнйных удобрений на изучаемые вопросы. Полагали, что в этом варианте будут созданы оптимальные условия для эффективного симбиоза; 4. СаРК+ЖКУ (некорневые подкормки) — изучалась эффективность некорневых подкормок жидкими комплексными удобрениями в период образования бобов — налива семян в норме 64 —Ы; 6,4 —Р205; 19,2 —К20; 3,2 — 5; 5. СаРК+ЗООИ — полагали, что высокая норма азота исключит образование клубеньков и симбнотическую азогфиксацию. Повторность 4-'кратная, ¡размещение вариантов рендомизированное, учетная площадь делянок 30 м2.

Исследования проводили по общепринятым методикам. Определяли химический состав почвы и растений, влажность почвы, густоту стояния растений в начале и конце вегетации. Проводили биометрический анализ 40 растений каждого варианта. Растения выкапывали на глубину пахотного слоя, учитывали количество и массу клубеньков, определяли общий (ОСП) и активный (АСП) симбиотнческий потенциал (Посы-панов Г. С., Князева Л. Д., 1975), площадь листьев, накопление надземной массы, рассчитывали фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза. Урожайные данные математически обрабатывали методом дисперсионного анализа (Доспехов Б. А., 1979).

За повседневное методическое руководство в выполнении исследований во ВНИИ сои выражаю благодарность зав. лабораторией агрохимии В. В. Русакову.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

В главе 3 — «Инфицирование корневой системы сои клубеньковыми бактериями» — представлены электронограммы (сканирующая микроскопия) клубеньковых бактерий штаммов амурской селекции, рассматриваются особенности процесса инокуляции сои.

I- 4 ■

Полученные электронограммы послужат дополнительным материалом при морфологической характеристике местных штаммов.

На большом объеме просмотренного материала показано, что специфически искривленных волосков у бактеризованных растений сои на первом этапе инфицирования нет. Этот факт и выявление инфекционных нитей на срезах клубеньковой ткани позволяет предполагать, что наиболее вероятным путем проникновения клубеньковых бактерий в ткань растения-хозяина являются не корневые волоски, а места травмирования, корневой сстемы. Это согласуется с мнением исследователей, занимавшихся изучением процесса инфицирования сои.

В главе 4 — «Формирование и активность снмбиотического аппарата сои в зависимости от рН почвы, обеспеченности фосфором, калием, азотом и -применения ЖКУ» — приведены данные о динамике формирования и разрушения клубеньков, их количества и массы, ОСП и АСП, удельной активности симбиоза (УАС), усвоению азота воздуха.

Обычно клубеньки появлялись на 9—11-й день после всходов, в 1983 г. низкие температуры воздуха (15°) задержали этот процесс на Здня. Леггемоглобин в клубеньках появлялся через 2—4 дня после их образования при температуре воздуха 19—22° в 1980, 1982, 1984 гг., а при понижении ее до 16° в этот период — только через 6 дней (1981, 1983 гг.). Переход леггемоглобина в холеглобин в большей степени был связан с влажностью почвы. Понижение ее в 1980 г. до 18, в 1981 — 36, 1982 — 50% ППВ ускорило этот процесс. Лизис клубеньков, как правило, наступал в конце сентября.

Наибольшая масса клубеньков у сои отмечалась в период образования бобов — налива семян (табл. 1). С понижением влажности почвы она значительно уменьшалась. Известкование и фосфорно-калийные удобрения оказывали положительное влияние на этот показатель особенно в экстремальных по влажности условиях. Снижение кислотности почвы до рНСО:,. 6,4 и применение фосфорно-калийных удобрений увеличило массу активных клубеньков в середине вегетации 1982 г. в 1,5—2,3 раза по сравнению с контролем. Некорневые подкормки ЖКУ в небольшой норме в 1980 г. увеличили массу активных клубеньков за счет нового их образования.

Азотные удобрения в высоких нормах во все годы исследований задерживали образование клубеньков на 7—8, появление леггемоглобина — на 9—15 дней в зависимости от метеорологических условий и значительно сокращали количество и массу клубеньков. Меньший ингибирующий эффект их отмечен в 1984 г. под влиянием обильных пожнивных остатков предшествующей культуры.

Общий и активный симбиотический потенциалы (ОСП и АСП) наибольшими были в благоприятном по влажности

Таблица 1

Масса клубеньков сои (кг/га, числитель — активных, знаменатель — всех) в онтогенезе в зависимости от условий выращивания 1980—1984 гг.

Я о Начало образования бобов

Вариант 2-й трс чаши лист Ы 5 а Начале налива семян Налив семян 50% СЭ в ? 42 §5э Полны! налив семян

1 2 3 4 5 6 7 8

1980 г.

Контроль 246 417 164 159 37 54

268 483 389 495 269 436

СаРК 351 519 166 159 8)1 86

386 610 539 498 402 366

1981 г.

Контроль 42* 1152 155 131 181 41 0

42 1(52 322 407 639 505 618

СаРК 45* 219 202 201 184 59 0

43 219 265 6»! 628 740 5851

1982 г.

КонтролЫ 38 236 300 418 169

51 259 328 550 676

СаРК 27 214 438 960 302

,36 210 519 1,156 624

СаР^ ,2 38 12 27

3 42 17| 42

1983 г.

Контроль' 39 521 598 765 490 170 6

39 ,521 637 804 850 874 759

СаРК 31 390 477 775 600 207 50

,31 390 492 896 748 1066 893

СаРКИ 1 15 24 21 36 22 1 6

1 15 24 33 44 78 { 46

1984 г.

Контроль | 15 101 520 589 344 121 0

15 101 1 520 709 781 523 322

Продолжение таблицы I

1 о 3 4 5 6 7 а

СаРК СаРКМ 126 590 587 599 204 а

24 5 11>6 14 696 ва 757 248 1060 129 848 128 695 106

5 14 ба 250 160 1811 >184

* 3-й тройчатый лист.

1984 г. (табл. 2). В засушливом 1980 г. они были меньше в 1,5 и 1,8 раза, а при недостатке влаги в отдельные периоды и низкой температуре в 1981 г. — в 1,6—2,3 раза. Фосфорно-калийные удобрения в 1982 г. повысили АСП в 1,5 раза, в остальные годы — значительно меньше. Азотные удобрения снизили АСП в 20—26 раз, лишь в 1984 г. угнетающее действие их было меньше.

Таблица 2

Активный (числитель) и общий (знаменатель) симбиотический потенциал (тыс. кг дней/га) и количество азота, усвоенного соей из воздуха (кг/га), 1980, 1981, 1984 гг.

Вариант ДСП и ОСП, тыс. кг. дней/га Размеры азотфиксации, кг/га

1980 1981 1984 1980 19Э1 1984 В среднем

Контроль 11.4 10.5 22.01 39 70 161 90

29,4 29,1 37,7

СаРК 1,3.4 11,9 27,4 52 80 200 111,

33,9 33,1 51,8

СаРК + 14,7 11,8 24,7 50 79 180 103

+ЖКУ 33,1 28,7 47,7

СаРКХ 8.9 65

10,9

Удельная активность симбиоза (УАС) наибольшей была в 1984 г. — 7,3 г/кг в сутки (табл. 3), в засушливом 1980 г. она была меньше в 2,1 раза. Фиксировано азота воздуха больше всего также в 1984 г. —200 кг/га, или 70% от общего его потребления. Фосфорно-калийные удобрения повысили долю биологического азота в урожае на 3—6%, а азотные — снизили ее с 70 до 2%.

Таблица 3

Расчет удельной активности симбиоза сои по АСП и максимальному потреблению азота за вегетацию, 1980—1984 гг.

№ п/п Показатель Вариант 1980 1981 1.983 1984

1. ЛСП за вегетацию, СаРК 16397 М869 24434 27411

кг. дней/га Контроль 11364 10495 1.9162 22056

Разность 4033 1374 5282 5335

о Максимальное потребле-

ние азота за вегетацию, СаРК М3.8 172,4 221,6 286,0

кг/га Контроль 130,2 163,2 195,7 246,8

Разность 13,6 9,2 25.9 39,2

3. УАС, г/кг в сутки 3,4 6,7 4,9 7,3

В главе 5 — «Фотосинтетическая деятельность и продуктивность сои» — проанализированы данные о росте и развитии, фотосинтетической деятельности посевов, накоплении сухого вещества и урожайности сои.

Всходы сои появились в 1981—1984 гг. на 13—14 день, а в 1980 г. на 17-й день после посева. Густота стояния растений в фазу всходов практически была одинаковой по вариантам и годам опытов.

Продолжительность межфазных периодов зависела от метеорологических условий и обеспеченности растений азотом. В -засушливых условиях фазы развития наступали быстрее, чем во влажных. Азотные удобрения увеличивали межфазные периоды с фазы начала налива семян на 7—14 дней по сравнению с вариантами без азота. Наибольшей высоты растения достигали к началу налива семян — 74—78 см. В варианте СаРК^ они были выше на 10—22 см, чем в СаРК в зависимости от погодных условий.

Площадь листьев достигала максимального значения в онтогенезе к фазе начала налива семян и зависела от применения удобрений и метеорологических условий года (табл. 4). Известкование и внесение фосфорно-калийных удобрений увеличивали ее на 9—33%, а азотные в 1983 г. на 30%. Такое же влияние изучаемые факторы оказывали и на накопление сухого вещества. При улучшении условий симбибза и внесении азотных удобрений максимальное накопление сухого вещества повышалось.

Биологическая урожайность сои в большей степени зависела от активности симбиоза и влажности почвы. В засушливом 1980 г. при наименьшей массе активных клубеньков и низкой удельной активности симбиоза она была меньше, чем во все годы опытов. Высокая удельная активность симбиоза в 1981 г., оптимальная влажность почвы и большая масса, ак-.3

тивных клубеньков в 1982—1984 гг. определили получение урожая семян в контрольном варианте порядка 24—27 ц/га. Известкование и применение фосфорно-калийных удобрений увеличили биологическую урожайность сои в 1984 г. на 4,4,

Таблица 4

Фотосинтетическая деятельность посевов сои, 1980—1984 гг.

Вариант

Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га

ФСП тыс. м2 дней/га

Максимальное накопление сухого вещества, ц/га

ЧПФ за вегетацию, г/м2 в сутки

Контроль

СаРК

Контроль СаРК

Контроль

СаРК

СаР.КМ

Контроль

СаРК

СаРЮЧ

Контроль

СаРК

СаРКЫ

28,2 31.2

30,4 43,1

38,6

42.3

35.4

35,6 46,0 61,2

44,7

43.6

30.7

1980 г.

1247 .1313

1981 г.

1654 1,777

1982 г.

2019 2110 1925

1983 г.

1756 1864 £652

1984 г.

1385 2127 20125

46 48

59 62

52 70 58

58 58 91

65 69

66

3,7 3,6

3,6 3,5

2,6 3,3 3,0

3.3 3,1

3.4

3.3 3,2 3,2

в 1982 г. — на 3,4 ц/га по сравнению с контролем. В другие годы исследований она находилась на уровне контрольного варианта или несколько выше. Хотя при известковании непосредственно под сою и незначительном сдвиге рНСОл- урожайность практически не повышалась (табл. 5), но возрастала активность симбиоза и содержание белка в семенах. За счет почвенного и симбиотически фиксированного азота в варианте СаРК соя формировала урожай семян до 26,8 ц/га.

Азотные удобрения не дали достоверного увеличения урожайности семян во все годы опытов. Более того, поделяночная

урожайность в этом варианте была намного ниже биологической из-за более позднего созревания семян.

Таблица 5

Урожайность семян сои при 14% влажности в зависимости от видов удобрений и метеорологических условий, ц/га, 1980—1984 гг.

Вариант 1960 1981 1982 ' 1983 ,1984 В среднем

Контроль 14,3 22,0 20,5 21,8 25,6 20,8

Са 15,6 19,9 18,8 20,7 26,7 20,3

СаРК 13,6 22,4 21 2 19,8 26,8 20,8

СаРК+ЖКУ 14,6 22,5 .20*0 21 2 28,2 21,3

СаРКЫ —. — 23,7 21 2 26,9 23,9*

НСРс5 4,3 4,5 .: 4,3 "•1,2 . 2,0

* —• среднее за 3 года.

Изучаемые приемы практически не оказали влияние на большинство показателей структуры урожая. Масса 1000 семян изменялась в различные годы исследований и соответственно изменялся урожай. Наименьшей она была в 1980 г. (133—140 г) и биологическая урожайность составляла 17— 18 ц/га, наибольшей в 1983 г. — 199—210 г при урожайности семян 27—28 ц/га. Поделяночный урожай, как правило, был ниже биологического.

В главе 6 — «Химический состав и качество урожая сои в зависимости от условий выращивания» — отражено влияние изучаемых факторов на относительное содержание элементов питания, динамику потребления, вынос 1 т семян азота, фосфора, калия и качество урожая. Содержание .М, Р2О5, К20 в отдельных органах растений определяли в течение всей вегетации во все годы опытов. Концентрация азота находилась в прямой зависимости от уровня обеспеченности биологическим или минеральным азотом, а фосфора и калия — от обеспеченности растений этими элементами. Среди вегетативных органов большим содержанием азота отличались листья и кйубеньки, »меньшим — стебли и корни. Содержание его в семенах варьировало в пределах 5,55—6,28% от абсолютно сухого вещества в зависимости от варианта и года опыта.

При выявлении динамики содержания элементов питания в целом растении установлено, что их концентрация в течение вегетации изменялась незначительно. В варианте СаРК отмечено повышенное содержание азота и фосфора в течение вегетации по сравнению с контролем. Концентрация калия была • несколько выше только в отдельные периоды вегетации. Ми-

неральный азот в 1983 г. способствовал увеличению содержания этого элемента в растениях в течение всей вегетации, 10

только в фазу спелости его концентрация была меньше, чем в варианте СаРК.

Потребление азота, фосфора и кал {/я растениями зависело от накопления отдельными органами сухого вещества и содержания в них элементов питания. Наиболее интенсивное поступление всех элементов питания в растения отмечено в период налива семян. Наибольший интерес для нас представляло потребление растениями азота. При низком уровне сим-биотической- азотфиксации в засушливом 1980 г. растения контрольного варианта потребляли 130 кг/га азота, а при высокой обеспеченности биологическим азотом в 1984 г.— 247 кг/га (табл. 6). Фосфорно-калийные удобрения, улучшая развитие симбиотического аппарата сои, положительно влия-

Таблица 6

Потребление азота растениями сои в онтогенезе в зависимости от вида н способа применения минеральных удобрений, кг/га, 1980—1984 гг.

Вариант Массовое цветение Начало образования бобов Начало налива . семян Налив семян 50% Налив семян 75% Полный налив семян Спелость

1980 г.

Контроль 40 75 Ыв >1129 '122 130 92

СаРК 54 94 1312 142 136 144 96

СаРК+ЖКУ — 1 - — 143 144 138 106

1981 г.

Контроль 32 71 _ 1(10 163 134 110

Са 28 62 — 125 153 151 И1б

СаРК 49 60 — 1Ж 166 172 120

СаРК+ЖКУ — — — 131 159 175 137

1983 г.

Контроль 48 80 120 ■168 192 210 144

Са 33 58 108 146 193 196 ' 149

СаРК 50 75 149 158 205 222 164

СаРК+ЖКУ —, __ 161 169 168 224 156-

СаРКМ 60 87 168 192 265 283 168

1984 г.

Контроль 32 65 162 216 247 216 139

Са 46 65 1.57 251 252 213 158

СаРК 49 79 158 286 266 238 162

СаРК+ЖКУ —, — — 276 27Л 222 174

СаРКИ 32 7(8' 130 15(2 197 225 181

ли на накопление азота растениями, а некорневые подкормки ЖКУ не увеличили его.

Максимальное потребление и вынос N. Р2О5, К2О 1 т семян сои и соответствующим количеством органической массы в среднем составляли соответственно 98, 10, 39 и 65, 7, 23 кг. Существенное влияние на эти показатели оказывали влажность почвы и обеспеченность элементами питания. Наименьшими они были в засушливом 1980 г. — в контрольном варианте 96, 10, 44 и 65, 6, 22 кг; наибольшими — в 1983г. в варианте СаРК — 117, 11, 49 и 66, 11, 25 кг.

Содержание сырого белка в семенах сои в среднем составляло 37,2% (табл. .7),-с диапазоном колебаний от 34,2 до

Таблица 7

Содержание сухого белка в семенах сои (■% от абсолютно сухого вещества), 1980—1984 гг.

Вариант •1980 1981 1983 1984 Среднее

36,5 34,7 35,6 37,9 36,2

Са . . . , ..... — 34,2 35,3 36,3 35,3

СаРК....... 37,9 36,8 38,9 38,2 38,0

СаРК+ЖКУ .... 37,6 34,9 38,8 38,8 37,5

СаРКМ ...... """" " 39,2 38,6 38,9

39,2.% в зависимости от варианта опыта и метеорологических условий года. Известкование снижало содержание белка на 0,5—1,6%, фосфорно-калийные удобрения повышали этот показатель на 1,4—3,3%. Некорневые подкормки ЖКУ практически не повысили содержание белка в семенах.

Белковая продуктивность сои зависела от урожайности семян и содержания в них белка. Сбор белка с единицы площади изменялся по годам (табл. 8). Наименьшим — 5,2— 5,5 ц/га он был в 1980 г., наибольшим в 1984 г. — 9,7—10,9

Т а б л и ц а 8

Сбор сырого белка-(ц/га) с урожаем семян сои, 1980—1984 гг.

Вариант 1980 1981 •1983 • 1984 Среднее за 1981 —19®4 гг.

Контроль 5,2 7.6 7,8 9,7 8,4

Са — 6.8 7,3 9,7 7.9

СаРК 5,2 8,2 10,2 8,7

СаРК+ЖКУ 5,5 .7,8 8,2 10,9 9,0

СаРКМ 8Л 10,4 9,3*

*:— среднее, за 2 годз.

ц/га. Известкование непосредственно под сою в 1981, 1983 гг. снижало этот показатель по сравнению с контролем па 0,5— 0,8 ц/га. Внесение фосфорно-калнйных удобрений повысило сбор белка на 0,5—1,4 ц/га в 1981—1984 гг. Некорневые подкормки ЖКУ увеличили белковую продуктивность сои на 50— 70 кг/га в 1983, 1984 гг.

В главе 7 — «Производственная проверка результатов опытов и экономическая эффективность изучаемых приемов»—приведены результаты производственной проверки экспериментальных данных в совхозе «Славянский» Михайловского района Амурской области и дана экономическая оценка изучаемых приемов.

Производственная проверка проводилась в течение трех лет на общей площади 658 га. Действие известкования и инокуляции на урожайность сои сравнивалось с контролем. Результаты показали, что известкование под предшествующую культуру по 1,0 г. к. и инокуляция семян на фоне фосфорных удобрений в среднем за 3 года повысили урожай семян сои на 2,0 ц/га. Дополнительный доход составил 80 руб. или на всю площадь 47760 руб.

Выводы

1. На лугово-черноземовидных почвах с рНСОл- 5,3—5,4, среднеобеспеченных фосфором урожайность семян сои сорта Янтарная достигала 26 ц/га. В этих условиях известкование и внесение фосфорно-калийных удобрений не дали достоверной прибавки урожая. Биологический урожай семян в 1982 и 1984 гг. при сдвиге рНс0.т с 5,3—5,4 до 5,9—6,4 увеличился на 3,4—4,4 ц/га. В условиях производства на менее плодородных, более кислых почвах известкование повысило урожайность семян сои на .площади 658 га в среднем на 2,0 ц/га.

2. Белковая продуктивность изменялась в зависимости от урожайности семян и содержания в них белка. Наименьшей (5,2—5,5 ц/га) она была в 1980 г., наибольшей в 1984 г.— 9,7—10,9 ц/га. Внесение фосфорно-калнйных удобрений на фоне известкования повысило сбор белка в 1981—1984 гг. на 50—140 кг/га. Некорневые подкормки ЖКУ увеличили белковую продуктивность сои в 1983-1984 гг. на 50—70 кг/га. Применение азотных удобрений существенно не влияло на данный показатель.

3. При детальном микроскоиировании корневой системы сои выявлено отсутствие специфически искривленных корневых волосков на корневой системе растений сои при инокуляции активным вирулентным штаммом клубеньковых бактерий и распространение инфекционных нитей в тканях корня и клубенька, что свидетельствует о внедрении клубеньковых

бактерий сои в корень растения-хозяина не через корневые волоски. Данные наблюдения могут служить косвенным под-твержением гипотезы Холстена-Харди о проникновении клубеньковых бактерий сои через травмированные участки корня растения-хозяина.

4. Количество, масса и активность клубеньков практически не увеличивались при смещении р'НСОл- с 5,0—5,1 до 5,3— 5,5 известкованием непосредственно под сою. Фосфорно-ка-лийные удобрения на этом фоне были недостаточно эффективны. Снижение кислотности почвы с 5,3 до 5,9—6,4 и применение фосфорно-калийиых удобрений на этом фоне повышало АСП на 5,4—7,8 тыс. кг.дней/га, интенсивность усвоения азота до 7,3 г/кг в сутки и количество фиксированного азота воздуха на 33% по сравнению с контролем.

Активизация симбиоза под действием некорневых подкормок ЖКУ наблюдалась только при применении малых доз удобрений (1980 г.), минеральный азот подавлял образование клубеньков.

5. Удельная активность симбиоза (УАС) зависела от влажности пахотного слоя почвы в течение вегетации, величины АСП и фотосинтетической деятельности растений. Средняя за вегетацию УАС изменялась в диапазоне 3,4—7,3 г/кг клубеньков в сутки.

6. Наибольшее количество усвоенного соей азота воздуха (200 кг/га) отмечено в 1984 г. в варианте СаРК (в контроле — 161 кг/га). Меньше всего соя фиксировала азота воздуха в засушливый 1980 г. — 39, 52 и 50 кг/га соответственно в контроле, СаРК и СаРК+ЖКУ.

Азотные удобрения снижали количество фиксированного азота воздуха до 20 раз по сравнению с вариантом СаРК. Меньший ингибирующий эффект был отмечен в присутствии пожнивных остатков предшествующей культуры пшеницы.

7. Доля биологического азота в формировании урожая семян сои в контроле варьировала в пределах 30—65% в зависимости от метеорологических условий. Активизация симбиоза (вариант СаРК) повысила долю фиксированного азота в урожае на 3—6% по сравнению с контролем.

8. Известкование слабокислых почв и внесение фосфорно-калииных удобрений незначительно изменяют показатели фотосинтетической деятельности посевов сои. Максимальная площадь листьев увеличивалась на 3—13 тыс. м2/га, ФСП — на 4—7%. ЧПФ была на уровне контрольного варианта. Некорневые подкормки ЖКУ снижали площадь листьев сразу после обработки растений из-за ожогов листьев.

Накопление массы сухого вещества растениями зависело от активности бобоворизобиального симбиоза и шло наиболее интенсивно в период образования бобов — налива семян. Под

действием минерального азота увеличивалась только вегетативная масса растений (в 2 раза в 1983 г.).

9. Потребление соей фосфора и калия определялось уровнем обеспеченности этими элементами, азота — активностью симбиоза и было наиболее интенсивным в период образования бобов-налива семян. При улучшении условий дли симбиоза потребление азота повышалось — в варианте СаРК растения усваивали на 9—39 кг/га больше, чем в контроле.

10. Максимальное потребление азота, фосфора, калия и вынос этих элементов питания 1 т семян сои соответствующим количеством органической массы в среднем составляли: 98, 10, 39 и 65, 7, 23 кг. На эти показатели существенное влияние оказывали обеспеченность элементами питания и влажность почвы. Наименьшими они были в 1980 г. в контрольном варианте— 96, 10, 44 и 65, 6, 22; наибольшими в 1984 г. в варианте СаРК — 117, 11, 49 и 66, 8, 25 кг.

11. В условиях производства известкование кислых почв и инокуляция семян на фоне фосфорных удобрений повысили чистый доход с 1 га на 80 руб., и экономический эффект со всей площади составил 47760 руб.

Практические рекомендации

Для увеличения количества снмбиотическн фиксированного азота воздуха соей и оптимизации азотного питания на луговочерноземовидных почвах Приамурья необходимо комплексное применение следующих приемов: вносить фосфорные удобрения на фоне извести и обрабатывать семена молибденом и активным штаммом клубеньковых бактерий. При этом в условиях производства на больших площадях семенная продуктивность сон повышается на 2,1—2,7 ц/га.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Николаева В. Т. Некорневые подкормки сои жидкими комплексными удобрениями. — Бюл. ВНИИ сои, Новосибирск, 1980, вып, 21, с. 12—18.

2. Николаева В. Т., Русаков В. В. Влияние условий выра-щчвания на развитие симбиотичсского аппарата сои. — Науч.-техн. бюл. ВЛСХНИЛ СО, 1981, вып. 35, с. 11)—12.

3. Н и к о л а е в а В. Т., Руса к о в В. В., П о с н п а н о в Г. С. Влияние условий выращивания на формирование снмбиогического аппарата сои в Приамурье. — Известия ТСХА, 1985, вып. 2, с. 23—26.

Л-52498 16/1У—85 г. Объем 1 п. л.

Заказ 862.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии лм, К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44

Бесплатно