Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние биологически активных веществ на активность симбиоза, урожайность и белковую продуктивность сои северного экотипа

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Влияние биологически активных веществ на активность симбиоза, урожайность и белковую продуктивность сои северного экотипа"

РГВ 00

1 5 К'ЙП МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА

И'ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ им. К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи НВОРГУ ФРИДАЙ ЧИМА

ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА АКТИВНОСТЬ СИМБИОЗА, УРОЖАЙНОСТЬ И БЕЛКОВУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ сои СЕВЕРНОГО ЭКОТИПА

Специальность 06.01.09 — растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1993

Диссертационная работа выполнена в лаборатории биологической фиксации азота воздуха Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

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

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л\. К. Каюмов, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент О. А. Раскутин.

Ведущее предприятие—Калужский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт сельского хозяйства. _

Защита состоится » ...... 1993 г.

в «/5» час. «ЗР» мин, на заседании специализированного совета К 120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

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

С диссертацией можно 'ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «^» .м..... . . 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

В. И. Скоблнна

ОБЩ! ХАРАКГЕРИЗТт РАБОТЫ

Актуальность теми исследований, Интродукция сой в Центральный район Нечерноземной зоны России связана с адаптацией ее к стрессовым условиям - сравнительно низким температурам и длинному днЬ,. пониженной напряженности инсоляции, короткому периоду : вегетация с активными темпвратурами. По данным ряда исследователей (Кефали В.И. 1984, Демченко В.В., Шин И.Р., Лнсухзя Д.В. 1989, Деева В.И., Санько Н.В.. Веденеев Ä.H. 1991), некоторые биологически активные вещества (БАЗ) способствуют адаптации культура, к неблагоприятным условиям внешней среда. Эффективность применения биологически активных веществ.(фузикокцина, эксудата, аллелостлма и явартазина) на сое северного экотипа в Центральном районе Нечерноземной зоны ранее не изучалась. Решение этих вопросов представляет теоретический и практический интерес.

Цель исследований - выявить влияние биологически активных веществ на величину и активность симбиотического аппарата, рост я развитие растений сои, урояай семян и его качество. Опреде-шть наиболее эффективный, препарат для сорта сои северного эко-сша в Центральном Нечерноземье.

В задачи исследований входило: выявить влияние фузакокцина, жсудата, аллелостима и кзартазина на динамику формирования и ютивности симбиотического аппарата, массу клубеньков, содераа-[ие леггемсглобина (16) и количества фиксированного азота воз-уха; определить действие ВАВ на рост и развитие растений сои, юрмяровакие ассимиляционного аппарата, динамику накопления су-:ого вещества, величину урожая и его структуру; определить изменение содержания HPK в органах растений в онтогенезе и по- -ребление элементов литания в зависимости от препарата ЕАВ;

выявить влияние ЕАВ на долю источников азота в питании растени сои, максимальное потребление и вынос элементов питания единицей урожая, белковую продуктивность посева; определить энергет: ческую целесообразность использования БАБ на сое; обосновать рекомендации производству по применению наиболее аффективного препарата. " . •

Научная новизна. Впервые, в условиях Центрального района Нечерноземной зоны изучено влияние фузикокцина, эксудата, алле-достигла и квартазина на симбиотическую и фотосинтетическуа деятельность посевов сои северного экотипа. Установлено^ что рази препараты БАВ оказывают неодинаковое влияние на показатели вел: чины и активности'симбиотического аппарата, рост и развития ра< тений, урожай и его качество. Показано, что в экологических условиях этого региона наиболее эффективным препаратом БАВ являв: ся аллелостим, близкими к нему по эффективности - фузикокцин и эксудат.

Практическая ценность результатов исследований. Предпосевная обработка семян сои аллелостимом в норме в г на гектарную. норму семян - 2% водного раствора от массы сухих семяй обесвеч! вает прибавку урожая семян 3-5 ц/га. Сбор белка с гектара увеличивается на 195-292 кг. Целесообразно также использование д» предпосевной обработки семян фузикокцина и эксудата, хотя эффективность их несколько кике, обработка семян аллелостшом сш хает затраты ископаемой энергии на производство I ц семян на 37 ЦД£ и I ц белка на 105 МЗЩ. у фузикокцина ц эксудата эти показатели составляют соответственно 20-29 и 51-52 МДК. .

Апробация работы. Основные положения диссертации изложеш в шести опубликованных работах. Отдельное этапы работы долокеш

г. \ У''У'''-' У'

на второй Всесоюзной и третьей Международной научной конференции СОИСАФ, КФ ТСХА, Калуга, 1991 и 1993 гг.

Объем работы. Диссертация: изложена на 181 страницах'машй-нЪписного текста, включает 29 таблиц, го рисунков, 12 таблиц в приложении, '

Список литературы включает Ю4 наименований, в том числе 31 на иностранных языках.'

СОДЕБШИЕ РАБОТЫ

В первой глава - "Влияние биологически активных веществ аа симбиотический аппарат, рост и развитие растений сои"(обзор литературы) изложено современное состояние вопроса, показано влияние биологически активных веществ на физиологические процессы в растениях, устойчивость к стрессовым факторам, рост, раз-зитне растений, урожай и его качество. Показано, что эти ЕАВ 1а сое ранее-не-изучалг. Определены цель и задачи исследований.

Во второй главе - "Объекты, условия и методика исследова-хий" даны сведения о том, что вегетационные и полевые опыты про-зодали на экспериментальной базе КФ ТСХА в 1990-1992 гг. Почва зпытных участков дерново-подзолистая супесчаная, содержание гу-1уса 1,83-2,12$, легяогзщролизуемого азота- 57-60, подвижного фосфора - 270-460, обменного калия - 66-229 мг на кг почвы.

РНсол. 6,7-6,8. Метеорологические условия в года исследо-заний: 1990 год-бил хатодашм с обильншп осадками,- 1991 год -:ешшм с нормальным количеством'осадков, но конец вегетации был солодным (конец августа - сентябрь), 1992.год - характеризуется срайгш недостатка', влага при температуре выше средней многолетий. "

Эффективность ЕАВ изучали по схеме опыта: I, Контроль -для сравнения действия ЕАВ. 2. Фузикокцин - предпосевная обработка семян фузякокцшюм в концентрации 6,8 ит/л. Эксудат -обработка селян эксудатом 5 л на гехстарную норму оег.лн. 4. Ал-лелостш - обработка селян аяладюстюм 8 г на гектараую норму семян, 2% раствора от массы сухих оодан, 5. Квартазин - замачи вали семена сои в гечонив 30 мин. в растворе кшртазина кончен трацивй 70 мг/л.

Учетная площадь делянок 25 м^, повторносгь четырехкратная варианта размещали методом рендоми эиро вашшх блоков. Семена парод посевом инокулировади ризоторфшом, шгаш ризойий 249. Посев широкорядный с междурядьями 45 см, норма высева 600 тыс. вохошх сомян на гектар.

Исследования проводили по общепринятым методам. Определял* химический состав и влажность почва и растений, густоту растений в начале и конце вегетации, Биометрический анализ растений проводили о четырех повторноотрй какдого варианта каждые десять дней и по фазам развития растений, где учитнвали количество и массу клубеньков, определяла.концентрации леггемоглобина (Лб) в них, общий (ОСЕ) и активный (АСП) симбиотичеокий потенциал, пло щадь листьев, накопление сухой массы по органам, рассчитывали фотоошгетический потенциал (ФСП) и чистую продуктивноогь фотосинтеза (ЧШ), Количество симбиотичеоки фиксированного азота воздуха определяли по величине АСП и удельной активности симбиоза (УАС).

Математический анализ/экспериментальных данных полевых опытов проводили дисперсионным методом.

В третьей глава - "Влияние БАВ на формирование и активность симбиотичоского аппарата сои" показывается зависимость симбиоза от препарата БАВ, приведены данные о динамике роста корней, образовании и разрушении клубеньков, содержании леггемоглобина в шубеиьках, динамики, количества и массы клубеньков (ОСП и АСЮ, ГАС и количестве фиксированного азота воздуха.

Продолжительность активного симбиоза ниже продолжительности )бщего симбиоза на 41-57 дней. Фузикокцин и аллелостим увеличива-¡т продолжительность активного сиубиоза сои на 2-3 дня. В контро-ш образование клубеньков, появление в них леггемоглобина (Лб), »баспечиваыцего энергетические центры кислородом и способствую-[его высвобовдешго энергии для фиксации азота воздуха, проходило озднео на■сутни-деое.

Динамика количества активных клубеньков коррелирует с динамкой общего количества клубеньков. ЕАВ - фузикокцин, эксудат и ллелостим увеличивали количество клубеньков на корнях сои. Так, 1991-1992 гг. в фазу бутонизации в варианте с алделостимом лубекьков было соответственно 15,8 и 11,9 шш.шт. на I га, а в онтроле 13,0 и 10,2 млн.шт./га, т.е. 21,5-16,7$ больше, а варианте с квартазином их было даже меньше, чем в контроле, акая закономерность наблюдалась и в другие фазы развития. ,

Максимальное количество клубеньков на корнях сои формировать в 1990 г. в фазе образования бобов, в 1991 году в фазе 5разованиэ бобов - налива семян, а в 1992 г. в фазе цветение, го связано,с тем, что погашенная температура тормозила развита растений в 1991 г., а в 1992 г. была засуха.

Динамика массы клубеньков по годам исследований имела общую ¡нденцив - увеличиваться от фазы второго тройчатого листа до « ишва семян - полного налива семян.

. БАВ способствовали незначительному, на 4-5/2, уйеуцл^ншо масс! лктивных клубеньков в 1990-1991 гг., только в 7992 г. фузлкокцин' и квартазин способствовали увеличению их ;.шесы на 23,5% и 9,1% соответственно (табл.Г).

*

Таблица 'Г

Максимальная масса активных клубеньков, общий и актив- . пый анабиотический птгендаая сои ( тыо. аГ. дней/га), 1990-1992 гг.

Вариант ! Мааса активных му- ! 1990 I'. ! 1991 г.! 1992 г.

!беньков, кг/га_[____!_ ! _

1 1990х. !1991г. 11992г1 ОСП ! АСП! ОСП!АСП!ОСП! АСП

Контроль 644 489 243 28 21 27 16 18 12

Фузикокцин 658 527 300 29 ■ ¿2 28 17 19 13

Эксудат 675 563 252 29 22 27 18 19 13

Аллало стш.'| 691 493 221 30 23 23 17 18 12

Т&артазшх 684 5С0 265 30 22 27 1? 10 12

. Наибольший ОСП в сродней за тря года отмечался в вариантах с БАБ, он составил £5,0-25,3 гцс.кг.дш>ПЛ"0, а АСП достиг 17,017,7 тыс.сдшкц, Наименьший ОСП и АСП - 2-1,ЗЧГ6,3 тис. единиц был в контроле.

Метеорологические условия гсда оказывали решающее плияние на величину этих показателей.;

Максимальное содержание Лб в клубеяь?ах со всех вариантах опыта было в £азу образования бобов-, за исглвчепдеы 1992 г. -в фазу цветения (табл.2). Различные БАБ повышали существенно содержание 16 в 1990-1991 гг.. В 1990 х. в фазу образ о ваши бобов в контроле концентрация Лб в клубзнькзх согтавляла 7,7т/кг сырых клубеньков ( а в вариантах с БАВ 9,5-10,8 г/кг сырых клубеньков, т.е. на 23-33;5 больше, чем в контроле. 3 1991 году'бос

Таблица 2

Динамика содержания Лб в клубеньках сои /г/кг сырих клубеньков/, 1990-1991 гг.

.за развития ¡Контроль!Фузикок-!ч„„гпо„!Аллелос-Г

• ! ¡цин [Эксудат ¡тш ; Квартазии

1990 г.

Бутонизация 4,4 4,4 3,5 6,2 3,0

Образование бобов 7,7 9,5 . 10,3 10,8 10,4

Полный налив 4,7 4,6 . 1991 г. 4,3 6,2 4,6

семян

Бутонизация 5,4 5,8 6,3 6,9 6,3

Образование бобсв6,4 7,2 7,5 7,7 7,1

Полный налив

семян 2,9 3,6 4,0 зд 2,8

ВАВ повышали концентрацию Лб в с]азу образования боиов на 11-2СЖ по сравнению с контролем, причем наибольшее увеличение вызывали аллелостим и эксудат, наименьшее - с[узикокцин и квартазин.

Шея значе1шя АСП и У АС за межфззнке периоды и за вегетацию, мы рассчитали.количество фиксированного из воздуха азота в каждом варианте, /табл.3/.

Таблица 3

Количество фиксированного азота воздуха, кг/га, 1990-1992 гг.

Вариант ! 1690 г. ■ 1 I 1991 г. г ! I992 г. ( I Б среднем за ! 3 гоца

Контроль 99 .77 • 53 76

1уЗЙКСКШ1Н, 104 81 57 80

Эксудат 103 83 55 80

Аллелостим 109 82 " 55 82

{вартазин 103 , 77 52 77

ч

Под воздействием фузикокцина, эксудата и аллелостима количество фиксированного азота в среднем за три года возрастало по сравнению с контролем на 4-6 кг/га,

' В четвертой главе - "^отосинтетическая деятельность, сои в-зависимости от активности биорегуляторов" приведены данные о росте-и развитии растений, фотосинтетической дея- • тельносте посевов /площадь листьев, 4СП, ГЛФ, накоплении сухого вещества/, уро.-;а?ности с с-!/ян сои и его структуре» ■

Максимальные показатели ¡¿отосинтетической деятельности посевов сои приведены в таблице 4.

Таблица-4

Показатели <? отосинтетической деятельности . "

посевов сои, 1990-19^.2 гг.

р¡Максимальная пло- 5 Максимальное ^ 1 1щадь листьев, I 4СП, о ■ {накопление су' > „2/™ » тысдг дн/га 1хого вещества " ' ' {кг/га

тис.

! 1990т! 1991г! 1992г {1990т 11091г ! 1990119911 1002

ШтролБ-33,0' 41,5 34ПШт £411 Ййуб"4ТОТъ&Ъ §253

^узиковдш 41,3 42,0 37,1 2142 2451 2296 4773 5085 3542 Эксудат 40,6 43,2 .36,0 2110 2557 2197 4895 4719 3336

Аллелостш . 40,1 43,7 , 36,2 2X19 2565 2243 4939 5198 3291 Квартаэии 38,8 43,8 , 35,2 2077 2445 2159 4615 5136 3142

Биологически активные вещества оказывали полохшаельнов влиягие на йотосинтетическую деятельность посевов сои. В годы исследований БАВ существенно повшали площадь листьев в средне! на 0,7-2,7 тыс.ы^/га. В вариантах, где семена обрабатывались $узикокцинои, эксудатом и аллелостимом, площадь-листьев во все

?азы была вше, чем в контроле. Площадь лгстьев в Г.'У2 году была на II,1-19,нгае, чем в 1950 и 1991 гг. Аналогичные различия были и в показателях 4СП,

БАВ увеличивали ССЛ на 2,6-7,в среднем за три года по сравнению с контролем.

Чистая продуктивность фотосинтеза изменялась по $азем развития, вариантам и годам опыта и составила 2,1-9,4 г/м^ сутки. Изучаемые БАВ в благоприятные годы существенно повышали ' ЧПФ, особенно такие как аллелостим, квартазин и йузикокшш. Средняя чистая продуктивность фотосинтеза в наших опытах достигала 1,8-3,0 г/м^ сутки.'Увеличение фотосинтетического потенциала в вариантах с использованием БАВ вело к снижении средней чистой продуктивности фотосинтеза из-за накопления большой площади листьев.

Динамика накопления сухого вещества по вариантам опыта коррелировала с'динамикой гормирования листовой поверхности и Ш1. Наибольшее накопление сухого вещества было в 1991 гояу« БАВ во все годы.опытов оказывали благоприятное действие на накопление сухого вещества. Так, в варианте с аллелос-тимом в,фазу полного налива семян сухого вещества /1991 г./ на гектаре было 5198 кг, с ксартазином - 5136 кг, с ^узикок-цином - 5085. кг, э контроле - 4672 кг, превьтаение составило II,,10 и 9% соответственно. Фузихокцин более эффективен в неблагоприятных метеорологических условиях, чем квартазин, эксудат и йллелостш.

В условиях Центральной.Нечерноземной зоны при создании

оптимальных условий для симбиотической азогЗиксации, соя спо . собна сформировать урожай семян до £5,4 ц/га /табл.5/.

Таблица 5

Влияние ЕАВ на урожай семян сои, ц/га 1990-1092 гг.

Вариант | 1990 г. | 1991 г. IB среднем Isa V года ! 1992 г. 1

Контроль 15,6 18,6 IV,! 3,5

$уэикохцин 16,1 21,0 18,5 4,8

Эксудат 16,4 24,8 20,6 3,3

Аллвкостиа 20,6 22,1 21,4 3,8

Квартазш 15,7 25,4 20,6 4,2

œPos 4,8 5,8 0,77

В 1290 году с большим количеством осадков во второй поле вино вегетации БЛВ оказывали меньшее влияние на урокай сем га I, лишь алделостш дал достоверную прибавку урожая - 5 ц/га при НСРШ - 4,8 ц/га.

*Й'1991 году'получена устойчивая тенденция повышения уро-аая семян при обработке ЕАВ, однако, математически достоверная прибавка урожая получена в вариантах с эксудатом и кварте зинои, В среднем за 2 года урокаЕ семян в контроле был меньше, чем в варианте с ВАВ. .

¿0

■ Изучаемые БАВ в среднем за 3 года значительно улучшали развитие и продуктивность, растений. Так, в варианте с эксудатом, аллелостимок и ксартазпнсм в средне/л на I растение увеличивалось количество семян на 0,9-24,7К, масса семян с одного растения на 8j8-20,6% по сравнению с контролем. Кварта-зин только способствовал увеличению количества бобов на 14,39». БАВ оказывали существенное влияние на биологический урожай, прибавка в среднем за 3 года составила 11,4-23,2%. На кассу 1000 семян БАВ'не оказывали заметный Э(?£ект.

В пятой главе - "Химический состав и качество урог.ая сои в 'эавчсимости от влияния ЕАВ" изложены результаты анализов' по ■содерканию, азота, tfocfopa и калия в органах растете, показала,динамика их накопления, вынос и максимальное ютребление, доля участия источников азота в питании расте-iiifî и нормировании урожая семян сои, содержание и сбор белка • j уро:кае!л семян сои.

Опытами установлено, что в вегетативной массе сои больше • юего содер;ится азота в листьях, меньше в стеблях и в корнях, '.одеркшше азота в листьях и стеблях падает от всходов до t$ азы [олной спелости. При созревании содержание азота в листьях сни-■илось на 35,2-43,£% по сравнению с <|азой цветения в 1990-1992 г.,причаль этом отноаенни в более влакные 1990-1914 гг. снижение

а

было на 9,9-14,8$ больше, чем в сухом 1992 г. Это объясняется тем, что реутилизация азота из вегетативных органов в генератш ные лучше происходит при благоприятной влажности почвы и температура,

9 1990 г. применение БАВ увеличивало содержание азота в листьях в фазу цветения на 27-34^ по сравнению с контролем. В 1991-1392 хт. наибольшая концентрация азота в листьях отмечена в фазу второго тройчатого листа - 3,76-4,01$. БАВ в эти года оказали заметный эффект на концентрацию азота в листьях в фаз} полного налива семяп. В фазу цветения в 1991 г. БАВ увеличивал! содержание азота в стеблях на 9-28/5 больше контроля.

Аллелостиы, эксудат и фузикокцнн задерживала снижение концентрации азота особенно в.клубеньках. В засушливом 1992 г, более эффективным!были квартазаи и. фузккоквдн. Фузикокцин, алле лостш и квартазин повышали концентрации калия в органах растений. БАВ не оказывали зачетного влияния на содержание фосфора г органах растений сои.

Закономерные связи мевду содержанием азота и калия в органах растений не отмечено, можно говорить лишь о тенденции прямс связи, В содержании фосфора и азота отмечена обратная связь, че выше содержание азота, тем, меньше содержание фосфора, хотя четкой закономерности не наблодаетея.

Концентрация калия была больше в семенах, бобах, листьях, створках и стеблях последовательно, наименьшая - в корнях. Наибольшее содержание фосфора•отмечено в семенах и бобах, а нацмен шее в створках.

В наших исследованиях установлена достоверная прямая корре ляция между содержанием азота в клубеньках и сомелах (табл. 6).

БАВ во все года опытов увеличивали концентрацию азота в се

менах по сравнению с контролем на 6,0-10$.

В клубеньках азота гораздо больше, чем в остальных вегетативных органах растения сои во все года опытов. Кдубеныш отличались стабильно высок™ содержанием азота (3,72—5,3852) в течение вегетации. Наибольшая концентрация азота в 1990 и 1991 гг. была в клубеньках в фазу цветения (4,28-5,33$). В 1992 г. концентрация его была больше в фазу полного налива семян (5,0-5,385?)• Это связано с тем, что после дсждэй появились новые клубеньки, хотя их было немного. Наиболее эффективными БАВ, повышающими содержание азота в клубеньках и семенах, были аллело-отвм, фузикокцин и квартазин.

Таблица 6.

Содержание азота в клубеньках и семенах сои, % на АСВ, 1990-1992 гг.

Орган

Контроль

Фузикокцин

Эксудат

Аллолостш;Я;-

Кяубеньки Семена

Клубеньки Семена

4,63 6,70

4,30 5,51

1990 г. 5,19 7,19

1991 г.

4,28

5,84

5,33 6,59

4,37 5,90

5.33

7.34

4,39 6,05

5,17 6,91

4,52 5,89

Клубеньки Семена

5,15 7,36

1992 г.

5,37 7,62

5,00 7,41

5,34 7,55

5,38 7,45 .

Л

В ¿991 г. во вторую половину вегетации бил недостаток влаги и азот нэ оыл реутштзирован семенами (Рис. I). Содержаний его в семенах было ним, чем в 1990 и 1992 гг. В 1992 г. при острой засухе в середине вегетации урояай семян сформировался низким, но достаточная влажность в конце вегевации способствовала реутилизации азота"из вегетативных органов в семенах и содержание его было максимальным.

Доля участия азота в формировании урожая семян за счет реутилизации из вегетативных органов в 1990 г. составляла 38-6Й&, в 1992 г. - 20-33$. Остальная часть приходилась на азот почвы и воздуха, поступивший в растения в период налива семян. В 1991 источниками азота были почва и воздух. Это связано, по нашему предполокешго, с низкими температурами и влажностью почвы в период налив семян - полный налив семян. Количество реутшшзиро-вавиого азота зависело от его накопления в вегетативной массе.

Так, в 1990 и 1992 гг. в семена реутилизировано

из вегетативных органов в.сродном в контроле 40$, в варианте с аллелостшлом - 33%, квартазином - ЪТ$ азота.

Из почви поступило за период налета семян соответственно 24 , 27 и 21% и из воздуха 37, .40 и 29$/.

Установлено, что в среднем за 3 года эксудат и аллело-стим способствовали большему поступлению азота в семена из почвы и воздуха (на 2-7 кг/га), а фузикокцик и квартазиц из вегетативных органов (на 2-7 кг/га) по сравнению с контролем.,

Потребление азота целым растением максимальных значений -достигало в 1990 и 1991 хт. в фазу полного налива семян - до. начала опадения листьев, в 1992 г. в фазу налива семян полного ■ налива семян. _ '

1990?.

1991 г

1992а

Контроль

Фщимкцин

9kgу дат.

Йппеластим

i-1 -почба

Köapmajim

ша - воздух шиш - 8ег.

Рис. I. Доля отдельных источников аьота в форлироватш репродуктивных органов растений сои \% от общего потребления). • I990-IS92 гг.

'/Г

Наибольшее количество HPK растения сои накапливали при благоприятных метеорологических условиях и высокой активности симбиоза. Так, в 1991 г. потребление азота в фазу полного налива семян достигало. 146,4-161,3 кг/га <Рис. 2),¡а в неблагоприятный дая симбиоза 1992 г, этот показатель был в 1,9-2,0 раза ниже, чем в 1991 г.

БАВ во все годы исследований увеличивали потребление растениями азота по сравнению с контролем на 2,6-15,4 кг/га в фазу полного налива семян. Наибольший эффект от данного приема в I990-I99I гг. наблюдался в варианте с аллелостимом - 14,9-15,8 кг/га и в 1992 г. с фузикоювшом - 15,4 кг/га.

Квартазин, аллелостим и фузикокцин оказывали заметное влияние на потребление калия растениями сои во все года исследований

Потребление азота в среднем за 3 года было в 8,8 раза больше, чем фосфора и в 1,9 раза больше,, чем калия.

Максимальное потребление NPK в наших опытах в расчете на I т семян и их вынос в первую очередь зависело от обеспеченности растений ЦРК, урожайности, влияния БАВ и метеоусловий. В 1991 г был получен самый высокий урожай семян (18,6-25,4 д/ра), поэтому и HPK растениями использовались более рационально. Максимальное потребление азота колебалось по вариантам опыта и годам в пределах 60-92 кг/т семян (табл. 7), фосфора - 6-II я калия - 26-55 кг/т семян, а вшос составил 58-84, 7-11 и 24-39 кг/т семян соот ветственно. В 1992 г..эти показатели.были в 2-2,5 раза выше из-за крайне низкого урожая семян.

В среднем за два года максимальное потребление азота составило 75-85 на I г семян, а вынос - 70-73 кг/г семян. Во все года

кг/га

160 150

100

5/1-

■/А,-

т

//

/ •

л

/'4 №

/

в

-- контроль

----- Фузако/сцин

---- эксудат

------ пппематим

-------/(¿¡арталин

Л

2-й тр. лист

ц$ет.

налиВ семян

пап.нал. семян

поли, спелость

Рис. 2. Динамика потребления азота посевами сои

при обработке семян различными БАБ, 1991 г.

исследований лучший эффект по рациональному использованию азота оказывали аллелостим, эксудат и квартазин.

Таблица 7.,.

Максимальное потребление и вынос азота урожаем семян сои (кг/т) в зависимости от препарата ЕАВ, 1990-1991- гг.

Вариант : 1990 г. ; 199I г. ¡ В среднем , :

¡Максим, ¡потребление :Вынос ¡Максим, ¡потребление Выкос ¡Максим. ¡ : ¡потреб- ¡Вынос ¡лёние : • :

Контроль 90 80 79 ' 61 ' 85 71

фузикокцин 88 83 72 63 80 '73

Эксудат ' 92 82 60 58 76. 70 ■ .

Аллелостим 76 74 73 67 75 71

Квартазин 30 . 84 62 58 76 : 71

В 1990 г. за счет применения ЕАВ было фиксировано из воздуха 103-109 кг/га азота, на 4-11 кг больше, чем в контроле, что составляет 68-74$ от общего потребления азота уронаем. В вариантах с фузикокципом, эксудатом 'и аллешостпмом в 1991 г. ■ благодаря симбиозу было фиксировано 81-83 кг/га азота (51-56$), что на 4-6 кг больше контроля. В 1992 г. в варианте с теми же ' • БАБ связывание молекулярного азота достигало 55-57 кг/га (62-65$), что на 2-4 кг больше, чем в контроле. Доля участия азота почвы в питании растении изменялась по вариантам и годам опыта. Наибольшей она была во влажном 1991 г. - 44-51$> а

и

наименьшей в 1990 и 1992 'й4. - '¿6-32 и 31-38/2 соответственно, (Рис. 3). При пршеноИй:гМ8 доля биологически фиксированного азота в питании .растений сои достигает 49-74$ от общего его потребления.

Уровень обеспеченности биологическим азотом отразился на ЗелковоЗ продуктивности сои (табл. 8).

Таблица 8.

Содержание белка в семенах сои и сбор его с урожаем, 1990-1992 гг.

Год

Контроль: Фузикокцин: Эксудат: Аллелосткм: Квартазин

Содержание белка, % на АСВ

¡390 41,9 44,9 41,2 45,9 43,2

[991 34,4 36,5 36,9 37,0 36,8

[992 46,0 47,6 46,3 47,2 46,6

5 сродней за 3 года 40,8 43,0 41,5 43,6 42,2

Сбор белка, кг/га

[990 654 ■ 723 676 946 678

[991 640 767 - 915 835 935

[992 150 206 137 166 177

Содержание- белка в семенах сои наиболее заметно увеличиваюсь в вариантах с аллолостимом, фузикокцином и квартазином [©следовательно (в среднем на 1,4-2,8$) по сравнению с контролем.

1990г. ' 1991г: 1992 г.

Контроль

Эксудат

Квартазин СИЗ ~ Зондах - Почва

Рис. 3. Доля участия источников азота в питании растений сои (,% ст общего• потребления), 1990-1992 гг. .

В 1990 и 1991 гг. в связи с тем, что урожайность семян ш била высокой, самым высоким был и сбор белка (654-946 кг/га), ЦЗ повышали сбор белка с гектара в среднем за два года на 3-244 кг/га.

В шестой главе - "Энергетическая оценка использования био-ргически активных веществ на сое"- обработка семян сои ЕАВ, зобенно аллелостимом и квартазином, оптимизирует условия выра-¡¡вания этой культуры, способствует более рациональному исполь-званига энергоресурсов. Применение БАВ повышает окупаемость энер-ззатрат на производство сои на 90-190$ (табл. 9.).

' Таблица 9.

Энергетическая.эффективность применения БАВ на сое (в среднем за 3 года)

1рпант

'Урожай:Затраты ~ семян,:яспопае-ц/га :иой

:энергии :па про-:изводст-:во урожая

:сои, ____-

онёр?сР:Затраты покопао-содор- :мой энергии,ВДК

ювдя га

. семян

на I ц балка

ТОкупаёмость' .•затрат ископаемой :энергии :урояаем, :раз

знтроль 12,6 2525 20,79 200 495 8,2

гзикокцнн 14,0 2526 23Д0 180 443 9,1

ссудат 14,8 2528 24,42 171 . 444 9,7

иелостим 15,5 2526 25,58 163 . 389 10,1

$артазин 15,1 2526 24,92 167 421 9,9

С,энергетической точки зрения производство сои при исполь-звании БАВ считается эффективным приемом создания оптимальных

условий симбиотической азотфиксации. Создание оптимальных условий для азотфиксации обеспечивает снижение затрат ископаемой энергии на получение I ц семян и I ц белка на 20-37 и 51-105 ВД соответственно. ;

По комплексу показателей положительного эффекта на первоу месте стоит аллелостим; эксудат и квартазин оказывают примерно одинаковое действие, а фузикокцин несколько меньшее, но устойчивое по годам. Многие вопросы, касающиеся БАВ на азотфиксацию бобовых растений, требуют дальнейшего исследования.

ВЫВОДЫ

Предпосевная обработка семян сои биохимически активными веществами /БАВ/ - фузикокцином, эксудатом, аллелостимом и квартазином активизирует физиологические процессы в растениях, В года с благоприятными метеорологическими условиями эффектив-. ность их выше, чем в засушливом 1992 году.

1. Фузикокцин, эксудат и аллелостим ускоряли появление всходов на 2-4 дня и повышали полевую всхожесть на 9-22$, увеличивали продолжительность активного симбиоза на 2-3; дня в сравнении с контролем. В варианте с квартазином эти показатели были на уровне контроля.

2. В 1990 и 1991 гг. наибольшая масса клубеньков /721 и 698 кг/га/ и активный сшбнотический потенциал /23,1 и 17,4 тнс. кг.дней/га/ были сформированы в варианте с ашелостимом, несколько меньше эти показатели были в других вариантах. В

1992 году действие БАВ на эти показатели было минимальным.

Все БАВ во все годы опытов повышали концентрацию Лб в клубеньках в течение всей вегетации и особенно в период цветение -

образование бобов. Так, в контроле в 1990 г. оодержание Лб составило 7,7 мг/г сырых клубеньков, а в варианте о аллелостимом

10.8 мг/г; в 1991 г. соответственно 6,4 и 7,7; в 1992 г. - 5,6 и 6,2 мг/г. Несколько меньшое влияние оказывали зксудат к фузи-кскщш, я еще меньшее - кварта зин.

Количество фиксированного азота воздуха прямо коррелирова-

г

ло с. этими показатели!®. В 1990 г. в варианте с аллелостимом фиксировано из воздуха 109 кг/га азота, в контроло - 99 кг, в пругих вариантах на 4-5 кг/га больше, чем в контроле. В 1991 и 1992 гг. в контроле и в варианте с квартазпном азотфиксация была одинаковой, другие ЕАВ увеличивали ее на 4-8$.

3. На фотосинтетическую деятельность посевов БАВ оказывали гакоо ко влияние, как я на показатели симбиотдчоского аппарата. Наибольшая площадь лнетьов била в вариантах с аллелостимом, фу-, зикокцшюм и экоудатогд - 40 тис.м^/га, меньше - с кварта зилом -39 тнс. и ощо ыгат.гю п контроле - 38 тне.м^/гси Максимальное таптямто сухого •»ещоста п среддш за 1990 в 1991 гг. п вариантах о адлотосхголм к £рпповдвдсм было ш 300 кг/га больше, тем в контроле, о о океудагом п кваргазшем' - на 100 кг/га.

.5 ВОЗ г. о$§сгспшш по овому показателю был только фуиикокцнн.

4. Ш показатели структуры урояая ЕАВ оказшюди пеустзйчи-зоо по .годам плигашо. В 1990 г. аллелостшл повнежл количество

I массу семян с I растопил, а в 1991 г. эти показатели были вше три обработке семян эксудатом и квартазином. В этих же вариантах бил наибольший биологический урокай семян: соответственно

28.9 ц/га в 1990 г., 34,7 и 35,4 ц/га в 1991 г. В вегетационном опыте больше повышали продуктивность растения эксудат и аллелостшл.

гз

5. ЕАВ, активизируя симбиотическую деятельность посевов, повышали содержание азота и белка в вегетативных и генеративных органах. Установлена достоверная положительная корреляция между содержанием азота в клубеньках и в семенах. Содержание азота в клубеньках в контроле в 1990 г. составляло 4,10/5, в варианте с аллелостимом - 4,55$, в семенах соответственно 6,70 и 7,34$. Общее потребление азота посевами в среднем за 2 года наибольшим было в варианте с аллелостимом - 159 кг/га /в контроле 143 кг/г< меньше /150 кг/га/ о эксудатом, еще меньше с квартазином и фу-зикокцином.

6. Даля биологически фиксированного азота в питании растений сои в 1990 г. составляла 68-74$, в 1991 г. - 49-56$ ив 1992 г. - 62-65$. В семенах доля азота,реутилизировашюго из вегетативных органов в 1990 г., составила 38-68$, в 1992 г. -21-34$. Наибольшой реутилизации азота способствовал квартазин. Аллелостш, эксудат, а квартазин обеспечивали более рациональное использование азота. В этих вариантах максимальное потребление азота растениями на I т семян сои было наименьшим - 75-76 кг,

в контроле - 85 кг.

7. Все ЕАВ повышали содержание белка в семенах, больие всего аллелостим и фузнкокцин - на 2,8 и 2,2$ в среднем за 3 года. Сбор белка в вариантах с БАВ был вше, чем в контроле на 84168 кг/га.

8. Обработка семян БАВ снижала затраты ископаемой энергии . на производство I ц семян и I ц белка на 20-37 и 51-105 ВДД. .

Окупаемость'затрат ископаемой энергии энергией прибавки урожая повышалась на 90-190$.

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для активизации симбиотической деятельности посевов сои повышения урожайности семян целесообразно перед пооевом обра-¡тывать семена аллелостимш с нормой 8 г на гектарную норму >мян - 2% водного раствора от массы сухих семян.

2. При отсутствии аллелостима семена можно обработать близ-ми к ному по эффективности фузикокцином /6,8 мг/л воды, 2/5 ютвора от массы сухих семян/ или эксудатом /5 л на гектарную рму семян/. Эксудат предпочтительное, поскольку его можно при-товить в условиях хозяйства.

ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ

1. Посыпанов ГС., Посыпанова В.Н., llsopry ф.Ч. Влияние работки семян эксудатом и аллелостимом на рост, развитие и эжай семян сои //Биологический азот. Тезисы докладов второй эсоюзной научной конференции СОИСАФ. Калуга, КФ ТСЭСА. 1991.

2. Посыпанов'Г.С., Посыпанова В.Н., Нворгу ФЛ. Действие хлогачески активных веществ на симбиотическую активность

i //Биологический азог. Тезисы докладов второй Всесоюзной на-[ой конференции СОИСАФ. Калуга, КФ ТСХА. 1991.

3. Нворгу Ф.Ч., Посыпанов П.С., Посыпанова В.Н. Энергети-;кая эффективность применения биологически активных веществ сое //Использование биологического азота в растениеводстве, иси докладов третьей Международной научной конференции СОИСАФ. уга. КФ ТСХА. 1993. ■

. \4. Посыпанов Г.С., Посыпанова В.Н., Нворгу Ф'Л. Влияние

«

БАВ на содержите леггемоглобина в клубеньках сои и количество фиксированного азота воздуха // Использование биологического азота в растениеводстве, тезисы докладов третьей Международной научной конферонцли СОИ АФ. Калуга,' КФ ТСХА, 1933.

5. Нворгу Ф.Ч., Посыпанова В.Н., Посыпанов Г.С. Влияние БАВ а симбиотическую деятельность посевов сои северного экотипг // Известие ТСХА, вып. 2, 1993.

6. Посыпанов Г.С., Посыпанова В.Н., Нворгу Ф.Ч. Действие БАВ на рост, развитие растений сои, урожай и его качество //Известие ТСХА, вып. 3, 1993./в печати/.

»