Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние комплексной инокуляции семян бактериальными препаратами на минеральной питание и продуктивность зернобобовых культур

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние комплексной инокуляции семян бактериальными препаратами на минеральной питание и продуктивность зернобобовых культур"

• и и 3 -

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ^ - ~ 1 О •') АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

& и и 3 а ¿,

На правах рукописи

ПАТИЛ Апокрадж Бапугоуда

УДК 631.461(631.661635.63(043.3)

ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ИНОКУЛЯЦИИ СШН БАНТЕ— РИАЛЬНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ НА МИНЕРАЛЬНОЙ ПИТАНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР

Специальность! 06.01.04 - агрохимия

03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на Соискание ученой степейя кандидата сельскохозяйственных иауя

Санкт-Петербург 1992

¿7

.1

'¿У'

Работа выполнена и Оаккт-Нетербургскоы государственном аграрном университете

Научные руководители: академик РАОХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В,Н,Еф1ШОв;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г.А.ВоробеШсов

Официальные оппоненты! доктор бяологических наук,

профессор М.М.Умаров; доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.Н.Небольсин

Ведущая организация! Российский государственный педагогический университет им, Л.И.Герцена

Защита диссертация состоится " Ж>" парта_ 1992 г.

в 14 час. 30 мин. на эаоедашш специализированного совета К 120*37.01 по присуждению учёной степени кандидата сельскохоаяйса'ввиных наук в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 186620, Санкт-Петербург; Пушкин, Ленинградское шоссе, 2, ауд. 444.

О диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербурокого государственного аграрного

. университета, _ _

Автореферат равоолйн й! февраля 1992 года Учёный секретарь специализированного совета

кандидат сю» наук л/1 В.П.Царенко

- V-.; ' ОЕЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

* ' " Актуальность темы» Высокая стоимость минеральных удобрений, усиливающийся энергетический кризис и загрязнение окружающей среды продуктами химизации вызвали новую волну научного интереса к микроорганизмам, способных улучшить минеральное питание растений.

Особо остро стоит вопрос по обеспечению растений азотом. Открытие явления ассоциативной азотфиксации обосновало возможность искусственного обогащения ризосферы растений специализированными штаммами бактерий, способных к интенсивному связыванию молекулярного азота. Поэтому во многих лабораториях мира ведутся настойчивые исследования по поиску новых штаммов микроорганизмов и их оф-фективному применению в растениеводстве.

Для бобовых культур важнейшей группой микроорганизмов, вступающей в симбиотические взаимоотношения с высшим растением» являются клубеньковые бактерии. Заметное влияние на азотфиксирутос^д» активность клубеньков оказывают разнообразные группы бактерий» функционирующие в ризосфере, на поверхности клубеньков и Даже внутри клубеньковых тканей. Однако, многие вопросы регуляции бобово-ризоби-ального симбиоза путем инокуляции семян клубеньковыми бактериями е комплексе с ассоциативными азотфиксаторами и их влияние на минеральное питание и их продуктивность, изучены мало.

Цель и задачи исследований. Цель работы - исследовать вффгктив-ность инокуляции семян клубеньковыми бактериями в комплексе с другими таксономическими группами бактерий на минеральное питание и продуктивность зернобобовых культур.

Для решения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить действие препарата клубеньковых бактерий - ризотор-фина, при использовании его в комплексе о другими бактериальными препаратами, созданными в последние годы в НИИ сельскохозяйственной микробиологии, на образование клубеньков и их азотфиксирую-щую активность у растений люпина Желтого, гороха, сои и Нута.

2. Изучить действие комплексной инокуляции семян бактериальными препаратами на фосфорное и серное питание зернобобовых растений.

3. Проанализировать влияние двойной инокуляции семян на ростовые процессы, продуктивность растений И качество урожая.

4. Обосновать целесообразность использования ризоторфина в комплексе с другими бактериальными удобрениями для инокуляции семян

зернобобовых культур как нового эффективного агрономического приема, направленного на оптимизацию минерального питания и повышение продуктивности зернобобовых культур.

Научная новизна работы. Впервые выполнены широкие исследования по повышению эффективности бобово-ризобиального симбиоза путем инокуляции семян зернобобовых культур клубеньковыми бактериями в комплексе о ассоциативными штаммами бактерий. Отмечено стимулирующее действие некоторых ассоциативных азотфиксаторов на рост корней, формирование клубеньков и их аэотфиксирующую активность. Выявлены такие сочетания бактериальных препаратов, которые улучшают минеральное питание растений, повышают их продуктивность и улучшают качество растениеводческой продукции.

Практическая значимость работы. Экспериментально обоснована целесообразность инокуляции семян зернобобовых культур клубеньковыми бактериями в комплексе с ассоциативными азотфиксаторами, относящимися к следующим таксономическим группам: для люпина желтого -АгЩгоЬасЪег (А,вуаоеепа , шт.7)| для гороха - АегоЬа^егшп (Д,гасЛоЬ&(Лаг , ШТ.204) ) для СОИ - А5ГоЬа^ег1ит (А,гаЛ1оЬас1;ег, ШТ.204)» ЕЕЛагоЪа!^ег (Е.аегоеепз , шт.30); для нута - КпЪого-Ьас^ог (.Е.аегозепа, ШТ.30),

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на конференциях молодых специалистов агрономического факультета Санкт-Петербургского (Ленинградского) государственного аграрного университета (1990, 1991 гг.)} на 23-ем Международном конгрессе по овощеводству (Италия» 1990); на Международной конференции "Азот-удобре-ния-почва-растение" (Прага, 1990)} на Международной конференции "Молодежь и вкология" (Кишинев, 1991)} на межреспубликанской конференции "Плодородие почв в интенсивном земледелии" (Минск, 1991).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 6 работ и 2 работы находятся в печати. '

Объем работы* Диссертация изложена на 140 стр.машинописного текста, включает 14 рисунков и 38 таблиц. Список использованной литературы состоит из 180 работ, из них 125 работ на русском языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

1. РОЛЬ РАЗЛИЧНЫХ ТАКСОНОМИЧЕСКИХ ГРУПП БАКТЕРИИ В МИНЕРАЛЬНОМ ПИТАНИИ И ФОРМИРОВАНИИ ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЯ

В обзоре литературы рассмотрена роль различных групп бактерий, в том числе ассоциативных азотфиксаторов, в минеральном питании и формировании продуктивности сельскохозяйственных растений. Отмечается, что применение бактериальных препаратов является прогрессивным направлением в современном земледелии. Особое внимание уделено перспективам оптимизации минерального питания растений путем обработки семян комплексом бактериальных удобрений. Приведенный обзор позволил конкретизировать основные задачи исследований.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования по анализу двойной инокуляции семян бактериальными препаратами на минеральное питание и продуктивность зернобобовых культур проводили на базе кафедры агрохимии Санкт-Петербургского государственного аграрного университета и НИИ сельскохозяйственной микробиологии в I989-I99I годах. Были поставлены трехлетннэ полевые и вегетационные опыта с люпином желтым и дв/х-трехлетние вегетационные опыты с горохом, соей и нутом.

В опытах использовались почвы средней окультуренности. В голевых опытах с люпином минеральные удобрения вносили из расчета PggKgQ (без внесения минерального азота). Закладку и проведение вегетационных опытов проводили согласно методических указаний (Ефимов и др., 1988). Фосфорные и калийные удобрения вносили по 0,1 г/кг почвы сосуда. Под горох, сою я нут вносили минеральный азот в виде аммиачной селитры из расчета по 0,05 г/кг почва.

В опытах использовали следующие сорта растений! люпин желтый -сорт Академический 1} горох посевной - сорт Рамонский 77; соя -сорт Янтарная; нут - сорт Юбилейный.

Для обработки семян использовали торфяные бактериальные препараты, изготовленные в МИ сельскохозяйственной (микробиология. Выражаем искреннюю благодарность баведуюцему лабораторией технической микробиологии этого института А.В.Хотяновичу и в его лице -всем сотрудникам института за предоставленные бактериальные препа-

раты и всестороннюю помощь при проведении научных исследований.

Обработку семян бактериальными препаратами проводили непосредственно перед посевом, При использовании двух или более различных препаратов брали их равные весовые количества, тщательно перемешивали в затененном месте ?и обрабатывали семена согласно рекомендаций для торфяных бактериальных препаратов (Хотянович и др., 1980). С целью улучшения прилипаемости и приживаемости бактерий семена смачивали 1055 раствором сахарозы,

В опытах использовали следующие бактериальные препараты: Ризоторфин - бактериальный препарат для обработки семян бобовых растений. Создан на основе аффективных штаммов клубеньковых бактерий, относящихся к родам ЛМгоМии и ВгааугЫгоЫша . В опытах использовали следующие штаммы! для люпина - штамм 363а, для гороха - штамм 250м» для сои - штамм 6346, для нута - штамм, Флавобактерин - бактериальный препарат, создан на основе аффективного штамма, относящегося к роду Р1ауоЬасЪег1ип £а1уаш - штамм 30. Отличительной способностью флавобактерина является широкий спектр действия на растения. При его применении получены положительные результаты в посевах пшеницы, ячменя, ржи, сорго, риса» кормовых трав, а также'капусты, огурцов» томатов, сахарной и кормовой свеклы«

Мизорин - бактериальный препарат, создан на основе аффективного штамма, относящегося к роду АгЫ1гоЬаоЪвг тувовепз - штамм 7. Мизорин проявляет-вффективгость в посевах пшеницы, ячменя, риса, сорго, кормовых трав» картофеля м ряда других видов сельскохозяйственных растений«

Ризоагрин - бактериальный препарат» создан на основе высокоаффективного штамма, относящегося К роду АегоЬа^егИш га(11оЬасаег -итамм 204. Штамм способен формировать активные азотфиксирующие ассоциации в ризосфере пшеницы, риса и некоторых других видов сельскохозяйственных растений. Обладает конкурентоспособностью к естественной микрофлоре, особенно и фитопатогенным Грибам. Ризоантеркн - бактериальный препарат, создан на основе вффективного штамма, относящегося к роду Еп1;егоЪа<^ег аегоеепез - штамм 30. Получены положительные результаты У посевах ярового и озимого ячменя.

В некоторые годы иЫользовалй также торфяные препараты на основе аффективных штаммов Других ассоциативных (Рзеш1отопаз, К1еЬ<з1-

ella ) и свободноживущих азотфиксаторов (Aaotobaoter),

В процессе выращивания вели наблюдения за прорастанием семян, ростовыми процессами и развитием растений. При анализе минерального питания использовали paflkáKTHBHyo метку ) , которую вводили перед бутонизацией растений иэ расчета 1,0 нк Кюри на каждый кг почвы в сосуде.

Азотфиксируюатую активность клубеньковых бактерий определяли ацетиленовым методом в модификации КИИ сельскохозяйственной микробиологии с использованием газожидкостного хроматографа "Цвет-106" (Алисова, Чундеровэ, 1982).

Химический анализ семян и вегетативных органов проводили по общепринятым методикам (Ягодин и др., 1987), Математическую обработку полученных данных выполняли дисперсионным методом.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 3. ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН -ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР

При прорастании семена выделяют органические вещества, которые влияют на активность почвенной микрофлоры и изменяют плотность микробных популяций вблизи семени. При медленном прорастании во влажной и холодной почве действие микробной инфекции на семена усиливается.

Для сохранения всхожести семян используют химические препараты обладающие антибактериальными и противогрибковым действием. Однако, использование пестицидов сопряжено с опасностью ингнбиро-вания бобово-ризобиального симбиоза (Пароме'нская, 1980).

Одним из способов снижения заболеваемости семян является применение штаммов бактерий, обладающих антагонистическим вффектом к патогенной микрофлоре и паразитическим нематодам. Поскольку ризо-бактерии способны не только усиливать рост растений (PGFR - Plant growth-promoting rhizobacteria ), но и защищают их от болезней, было предложено оценивать их действие как улучшающие здоровье растений ( РНРЯ - plant health-proraotlng rhizobacterlaj Slkora, 1990).

В наших опытах проанализировано влияние различных штаммов бактерий на прорастание семян. Во всех опытах отмечается увеличение количества проросших семян при инокуляции семян клуОеньковыми бактериями. Действие других штаммов бактерий, использующихся совместно с клубеньковыми бактериями, проявляется по-разному.

На прорастание семян люпина желтого лучше всего повлияло использование клубеньковых бактерий совместно со штаммом флавобакте-рий, что проявилось как в вегетационных, так и полевых опытах.

Для сохранения всхожести семян гороха и нута наиболее аффективна обработка семян клубеньковыми бактериями совместно со штаммом артробактера (табл.1); для сои - со штаммом агробактерий и внтеро-бактера. В опытах со всеми бобовыми культурами менее аффективной оказалась обработка семян клубеньковыми бактериями совместно с азотобактером.

Таблица I

Влияние бактериальных препаратов на прорастание семян гороха (вегетационные опыты); (шт.семян/сосуд)

пп Варианты 1989 r. 1990 r. 1991 r. Среднее % всхожести

I. Контроль (без инок.) 8,6 8,6 10,6 9,26 61,7

2. Rhizobiua 10,0 9,6 13,0 10,86 72,4

3. •Rh. + Flavobacterlu» 10,2 10,4 13,2 11,26 75,0

4. Rh + Arthrobaoter 11,0 12,4 13,5 12,30 82,0

5. Rh + Agrobacterium 9,2 9,8 12,3 10,43 69,5

6. Rh + Snterobaotar 10,0 10,4 12,5 10,96 73,0

7. Rh + все бакт.пр. 9,0 - - - 60,0

8, Без Rh + все бакт.пр, ■11,0 - - - 73,3

9. Rh + Klebsiella - 10,4 - — 69,3

:о. Bh «■ Pseudomonas - 10,8 - - 72,0

1,54 1,42 1,91

Наблюдаемые антагонистические эффекты по отношению к фитопато-генам могут быть основаны на быстром росте и размножении бактерий и конкуренции с ними за продукты питания. Угнетение патогенов мо-кет происходить также за счет выделения в среду антибиотиков, сидерофор и других веществ, подавляющих рост и размножение инфекционной микрофлоры (Kleeberger et* al., 1983» Li,Alexander,1990).

Таким образом, обработка семян зернобобовых культур соответствующим штаммом клубеньковых бактерий в комплексе с подобранным штампом ассоциативных азотфиксаторов позволяет увеличить количество проросших семян и эа счет »того повысить урожай посева.

б

В наших опытах после появления всходов и подсчета проростков проводили выравнивание количества растений, т.е. оставляли одинаковое количество их в каждом варианте вегетационных к полевых опытов.

4. МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЯ

Ватагейлей биологической особенностью бобовых культур является образование клубеньков. Значительное влияние на их формирование оказывает ризосферная микрофлора. Стимулирующее влияние ее на образование клубеньков осуществляется за счет продуцирования физиологически активных веществ.

В наиих опытах выявлено, что обработка семян клубеньковыми бактериями в комплексе с некоторыми ассоциативными азотфиксаторами заметно увеличивает количество и массу клубеньков. Для растений сои наиболее эффективно сочетание клубеньковых бактерий с агробак-териями, для растений нута - с энтеробактериями.

В опытах отмечается, что "разбавление" ризоторфина другими препаратами приводит к снижению или менее значительному увеличению количества и массы клубеньков, чем при использовании двух препаратов в равных весовых соотношениях. По-видимому, уменьшение количества клубеньковых бактерий, попадающих на семена, снижает эффективность инокуляции. Причиной снижения эффективности полиштаммовой (5 штаммов) обработки семян колет быть также конкуренция или антагонизм меяду штаммами бактерий.

Количество и масса клубеньков, формирующихся на корнях бобовых растений, ликгь косвенным образом отражают уровень аз-отфяксацик. В некоторых случаях при меньшем количестве клубеньков уровень азот-фиксации может быть выше, чем при их большем количестве.

У люпина желтого наиболее заметное повышение активности китро-геназы проявляется в варианте с инокуляцией семян клубеньковыми бактериям;; в комплексе с артробактериями (препарат "мизорип"). Активность фермента в этом варианте увеличивалась вг 1,5-2,0.раза по сравнению с растениями варианта "клубеньковые бактерии" (табл.2). Использование бактерий рода азотобактер и клеосиелла не привело к заметному повышению уровня нитрогеназной активности клубеньков.

В опытах с горохом высокий аЗотфиксирующий эффект получен в варианте "клубеньковые бактерии + агробактерии" (2075У . Для сои заметное повышение нитрогеназной активности проявляется при сочетании клубеньковых бактерий с энтеробактером или с агробактериями;

для нута - с артробактером или энтеробактером.

Изменение уровня азотфиксации в разных вариантах опытов не подчиняется четкой пропорциональной зависимости от изменения количества и массы клубеньков иа корнях растений. В некоторых случаях уровень азотфиксации возрастал больше, чем количество и масса клубеньков, в других он меньше.

Таблица 2

Влияние бактеризации семян на активность нитрогеназы (кМ С2Н4 час/растение) в период цветения растений люпина желтого

Вегетационный опыт Полевой опыт

нм с2н4 % нм с2н4 %

1990 r.

Rhizoblum I3I00 100 2800 100

1Ш + Flavobacterlum 15000 115 2750 98

Rh ♦ Arthrobacter 23700 181 5100 182

Rh ■»■ Agrobaoterlum 15750 120 2450 88

Rh + Enterobacter 16800 128 4700 168

Ith + Azotobacter 8600 67 3800 136

Rh + Klebsiella 8000 61 2150 77

1ДО r.

Rhizoblum ■ 8940 100 6300 100

Eh + Plavobftctartum 12960 145 7000 III

Rh + Arthrobaoter 13735 154 10200 162

Rh + Agrobaoterium II9I0 133 9350 148

Rh + Enterobacter 9020 107 9700 154

Значительное внимание в агрохимичеоких и микробиологических исследованиях уделяется раскрытию роли риэосферной микрофлоры в мобилизации труднодоступных фосфор- и серосодержащих минеральных и органических соединений и усилению поступления их в растения.

Анализ Наших данных позволяет говорить об усилении поглощения растениями фосфора и серы при инокуляции семян клубеньковыми бактериями. Это проявилось во всех опытах с зернобобовыми растениями. Поступление ЭЭР увеличилось на 17-4316, поступление - на 623* по сравнению с контролеа (вариант "без Инокуляции").

а

По-видимому, усиление поступления фосфора и серы при использовании ризоторфина объясняется улучшением азотного питания растений и повышением их общея физиологической активности. Размеры корневой системы растений этого варианта также больше, чем у контрольных растений, что способствует усилению поглощения минеральных элементов.

Использование клубеньковых бактерий в комплексе с некоторыми ассоциативноживуцими штаммами бактерий приводит в ряде вариантов к дополнительному усилению поступления фосфора и серы (табл.3).

Таблица 3

Поступление фосфора (азР) в надземные органы зернобобовых растений

Варианты Общая радиоактивность, расп./мин пп люпин_горох_нут

расп. % расп. % расп. %

1989 г.

I. Контроль (без инок.) 7180 70 4110 82 3810 57

2. Щ11гоЪЗ.ит 10210 100 5020 100 6730 100

5. ВЬ + ИауоЬааЪегАия 9940 97 5500 110 7040 105

4. Шг + АгЪЬгоЬааЪег 12280 120 8210 164 5160 77

5. НЬ + AgroЬacter•iunJ 8700 85 9030 180 7410 ПО

6. Ю1 + Ей'ЬегоЬао'Ьег 8000 78 9640 192 5440 81

7. Ш1 + все бакт.пр. 12970 127 6260 125 6240 93

8. Без НЬ + все бакт.пр. 8550 83 5410 108 5920 88

1991 г.

1. чаМгоМит 2180 100 1530 100 .. 610 100

2. НЬ + ?1ачгоЬ&^ег1иш 2260 103 1700 III 500 82

3. НЬ + Аг«1ГоЬас-Ьег 2490 114 1900 124 790 130

4. Ш1 + А5ГоЬб<^ег1ит 2520 116 2290 149 680 III

5. НЬ + Ег^егоЪасЪег 2330 106 1920 125 500 82

5. ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ИНОКУЛЯЦИИ СЕМЯН БАКТЕРИАЛЬНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ НА РОСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОБОБОВЫХ РАСТЕНИЯ

Роетевые процессы являются интегральным отражением физиологического состояния растений и тех условий, в которых они выращивались. Между ростом и урожаем существует тесная зависимость.

В вапих опытах проанализировано влияние бактериальных препаратов на рост в высоту, массу корней и надземных органов.

Положительный или отрицательный эффект использования бактериальных препаратов может осуществляться за счет изменения роста корневой системы. Многие группы бактерий, находящиеся в ризосфере, продуцируют витамины, ауксины, цитокинины и гиббереллиноподобные вещества, оказывающие стимулирующее действие на растения.

Анализ изменения размеров корневой системы анализируемых растений выявил усиление их роста при использовании бактериальных препаратов. Отметим, что инокуляция семян только клубеньковыми бактериями уже приводит к увеличению размеров корней по сравнению с не-инокулированным вариантом растений. Об этом свидетельствуют также литературные данные (Доросинский, 1970; Мильто, 1982; Subba Rao, 1980). В наших опытах увеличение массы корней составляло чаще всего у разных культур от 16 до 23$.

Использование ассоциативных азотфиксаторов также увеличивает размеры и поглощающую поверхность корней (Умаров, 1986). Это, в частности, проявилось и в наших опытах на трех сортах люпина желтого при обработке семян препаратом "мизорин" (штамм артробакте-рий). Масса корней в этом опыте увеличивалась на 10-20%.

При использовании клубеньковых бактерий в комплексе с некоторыми ассоциативными штаммами бактерий проявляется дополнительное усиление роста корней. У люпина желтого увеличение массы корней, по данным трехлетних опытов, отмечено при инокуляции семян клубеньковыми бактериями совместно с артробактериями, флавобактерия-ми и внтеробактериямй, по сравнению с инокуляцией семян только клубеньковыми бактериями. Наиболее заметное действие на рост корней оказала инокуляция семян клубеньковыми бактериями в комплексе с артробактериями (137$).

Увеличение размеров корневой системы проявилось также в опытах и с другими зернобобовыми культурами (табл.4).

Увеличение размеров корневой системы создает условия для лучшей обеспеченности растений водой, минеральными элементами и продуктами синтетической деятельности. Развитая корневая система имеет большие возможности для образования клубеньков.

Положительным фактором увеличения размеров корней у бобовых растений является также то, что они оставляют после себя в почве больше ценной, богатой азотом органической массы. Это важно для

Таблица 4

Влияние бактеризации семян на сыру» массу корней сои (г/сосуд, вегетационный опыт)

пп Варианты 1990 г. 1991 г. Среднее %

I. Контроль (без инокул.) 46,0 _ — 77

о • ИЫгоЫио 59,0 52,8 55,9 100

3. И11 + Flavobaoteгlu.m • 64,2 66,1 65,1 Пб

4. ГШ + АгШгоЪасЪег 66,9 78,3 72,6 129

5. Ш1 + А2гоЬа<^ег1ип 31,1 99,4 90,2 161

6. НЬ + Еп1;сгоЬа(^ег 72,3 98,1 85,2 152

7. ГШ +' Аго1;оЬа<^ег 54,2 - - 91

8. ЙЬ + Рзеис1о1попаз 55,6 - - 94

ЖР05 4,97 14,0

сохранения плодородия почвы и повышения урожайности последующих культур.

Важнейшим показателем ¡эффективности того или иного агрономического приема является величина урожая. В наших опытах учитывали зеленую массу растений и в опытах с горохом - массу семян.

Анализ урожайных данных з вегетационных и полевых опытах с люпином показал, что наиболее заметное повшение продуктивности растений происходит при инокуляции семян клубеньковыми бактериями в сочетании с артробактериями (121%), по сравнению с вариантом "клубеньковые бактерии" (табл.5). В этом варианте, как отмечалось раньше, обнаруживается также самый высокий уровень яитрогеназной активности клубеньков и поглощения фосфора.

В опытах с горохом, по данным трехлетних исследований, самая высокая прибавка урожая зеленой массы (23%) и зерна (13^) отмечается в варианте "клубеньковые бактерии + агробактерии". Другие бактериальные номплексы были менее эффективны.

В опытах с соей наиболее эффективно сочетание клубеньковых бактерий с агробактериями и энтеробактериями. Урожай зеленой массы в этих вариантах был 129^ и 123%, по сравнению с обработкой семян только клубеньковыми бактериями.

Для растений нута наиболее эффективно сочетание клубеньковых бактерий с энтеробактериями и флавобактериями.

Таблица 5

Влияние бактериальных препаратов на формирование зеленой массы растений люпина желтого (кг/м^, полевой опыт)

пп Варианты 1989 r. 1990 r. 1991 r. Среднее %

I. Контроль (без инок.) 1,4 1,9 4,3 2,5 78

2. Rhizobiua 2,4 2,4 4,8 3,2 100

5. Rh + Flavobacterium 3,0 2,9 5,7 3,8 118

ч. Rh + Arthrobacter 3,1 3,0 5,7 3,9 121

5. Rh + Agrobacberiim 2,5 2,7 4,3 3,3 103

б. Rh + Enterobacter 2,6 2,9 4,9 3,4 106

7. Rh + все Оакт.пр. 2,4 - - - 100

8. Без Rh + все бакт.пр. 2,2 - - - 91

9. Rh + Azotobacter - 2,7 - - 112

10. Rh + Klebsiella - 2,4 - - 100

HCP05 0,36 0,17 0,87

При использовании всего комплекса штаммов бактерий (5 препаратов) обнаруживается снижение положительного эффекта инокуляции по сравнению с клубеньковыми бактериями.

Анализ данных позволяет сделать заключение, что при отсутствии в инокуляционном комплексе клубеньковых бактерий происходит снижение продуктивности бобовых растений по сравнению с вариантом, где использовались только' клубеньковые бактерии. Это говорит о том, что смесь бактериальных препаратов, используемая для обработки семян, не компенсирует отсутствия в ней клубеньковых бактерий. Лимитирующим фактором в формировании урожая в вариантах без применения клубеньковых бактерий является недостаток азота, т.к. азотфикси-рующая активность клубеньков снижена. Поэтому бактериальные комплексы при отсутствии в них клубеньковых бактерий не способны обеспечить растения достаточным количеством азота. Они не компенсируют азотфиксирутацую активность клубеньковых бактерий.

6. ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ АЗОТА, ФОСФОРА И КАЛИЯ В ЗЕРНЕ И СУХОЯМАССЕ НАДЗЕМНЫХ ОРГАНОВ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР

Рациональное применение удобрений приводит не только к повышению урожая', но и к улучшению его качества. Сказанное полностью относится, к применению бактериальных удобрений.

Для бобовых культур важнейшая роль в формировании продукции высокого качества принадлежит клубеньковым бактериям. От количества клубеньков и их азотфиксирутощей активности зависит содержание белка в растениях. Применение клубеньковых бактерий в комплексе с ассоциативными аэотфиксаторами улучшает поступление минеральных элементов, что создает основу для повышения качества продукции.

Анализ полученных данных позволяет заключить, что применение эффективных комплексов клубеньковых бактерий с ассоциативными азот-фиксаторами увеличивает содержание азота (105-116^), по сравнению ' с вариантом "клубеньковые бактерии". Применение бактериальных комплексов увеличило также содержание фосфора в опытах с люпином и горохом. Содержание калия в разных вариантах опытов колебалось в меньшей мере и различия между ними часто недостоверны,

ВЫВОДЫ

1. Инокуляция семян зернобобовых культур эффективными штаммами клубеньковых бактерий в комплексе с некоторыми штаммами ассоциативных азотфиксаторов оказывает многостороннее действие на физиологические процессы: прорастание семян, минеральное питание и продуктивность растений. Обязательным компонентом бактериальных комплексов для инокуляции семян должны быть клубеньковые бактерии. Отсутствие их в комплексе снижает эффективность бобово-ризобиаль-ного симбиоза. Исследованные ассоциативные штаммы бактерий и их комплексы не заменяют по своей значимости для бобовых растений клубеньковые бактерии.

2. Первый заметный эффект применения клубеньковых бактерий в комплексе с ассоциативными штаммами бактерий - повышение всхожести семян. По-видимому, наблюдаемый эффект проявляемся за счет биофунгицидной активности определенных бактериальных комплексов

и уменьшения инфекционных повреждений семян в ходе прорастания.

3. Усиление роста корневой системы - следующий заметный эффект использования бактериальных комплексов. При инокуляции семян некоторыми из них масса корней увеличивалась у люпина на 23-37$, у сои - на 16-60$, у нута - на 3-37$, по сравнению с вариантом "клубеньковые бактерии".

4. Инокуляция семян клубеньковыми бактериями в комплексе с ассоциативными штаммами бактерий усиливает образование клубеньков и повышает их азотфиксирунщую активность. В некоторых вариантах уровень азотфиксирующей активности в 1,5-3,0 раза выше, чем при иио-

куляции только клубеньковыми бактериями. Комплексная бактеризация семян увеличивает также продолжительность активной аэотфиксации клубеньков.

5. Использование бактериального комплекса, включающего пять разных штаммов бактерий, уменьшили количество и массу клубеньков, а также снизили уровень их аэотфиксации, по сравнению с использованием клубеньковых бактерий с одним штаммом ассоциативных азот-фиксаторов. По-видимому, значительное "разбавление" исходного титра клубеньковых бактерий, конкуренция или антагонизм между штаммами бактерий снижают эффективность инокуляции и бобово-ризоОиально-го симбиоза.

6. В некоторых вариантах опытов при двойной инокуляции улучшается фосфорное и серное питание растений, что может Оыть связано

с увеличением размеров корневой системы и мобилизующей ролью ассо-циативноживущих бактерий по отношению к труднодоступным соединениям фосфора и серы в почве.

7. Прибавка урожая зеленой массы растений при инокуляции семян клубеньковыми бактериями в комплексе с некоторыми штаммами ассоциа-тивноживутцих бактерий составила у люпина 22%, у гороха - 23% и семян гороха - 13%, у сои - 29%, у нута - 9%, по сравнению с вариантом "клубеньковые бактерии". Одновременно у растений этих вариантов улучшилось качество полученной продукции.

8. По сумме исследованных показателей наиболее благоприятное действие клубеньковых бактерий проявляется в сочетании: для люпина желтого - с артробактером; для гороха - с агробактерлями; для сои - с агробактериями и'энтеробактером; для нута - с энтеробактером.

9. Оценивая всю сумму проведенных исследований и литературных данных по этому вопросу, можно говорить о полифункиональном эффекте комплексной инокуляции семян на бобово-ризобиальиый симбиоз. По-видимому, важная роль в проявлении этих эффектов принадлежит физиологически активным соединениям, особенно гормонального характера действия, продуцируемыми штаммами ассоциативноживутцих бактерий. В раскрытии глубинных механизмов этих процессов, а также в важности подбора бактериальных комплексов в зависимости от сорта

и почвенно-климатических условий, мы видим перспективность этих исследований.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

С цель» увеличения полевой всхожести семян бобовых культур,улучшения. минерального питания растения, повышения урожая и его качест-

ва предлагаем проводить обработку посевного материала препаратом клубеньковых бактерий - ризоторфином в комплексе с препаратами ассоциативных азотфиксаторов: для люпина желтого - с мизорином; для гороха - с ризоагрином; для сои - с ризоагрином или ризоэнте-рином; для нута - с ризоэнтериноы.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Патил A.B. Комплексная инокуляция семян люпина желтого бактериальными препаратами// Тезисы конференции молодых специалистов и студентов.-Л.: ЛСХИ, I990.-C.24-25.

2. Патил A.B. Влияние комплексной инокуляции семян бобовых культур бактериальными препаратами на урожай растений// Тезисы Международной конференции "Азот-удобрения-почва-растение"Прага, 1990.-С.53-54.

3. Патил А.Б. Влияние обработки семян люпина желтого бактериальными препаратами на продуктивность растений// Плодородие почв в интенсивном земледелии.-Минск, I99I.-C.42.

4. Патил A.B., Воробейков Г.А., Бредихин В.Н., Хотянович A.B. Эффективность комплексной бактеризации семян люпина желтого на азотфиксацию и продуктивность растений// Микробиологические аспекты охраны среды обитания в условиях интенсивного земледелия. Труды ВНИИСХМ. - Л., 1990. - Том 60.

5.Patil A.B. Influence of complex seed Inoculations by bacterial preparations on the yield of green peas.// Materials presented in the XXIII international Horticultural Сопдгезз, Florence, Italy, 27 Aug. to 1. Sept. 1990.

6. Fatil A.B. Influence of combined bacterial Inoculation on the productivity of lupine and peaaT// ¡Research Paper abstract presented in the International Conference "Youth and Ecology". Kiahenov. 19Э1. V.3.