УДК 636.086.2/.3:631.461.5
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ В АГРОЦЕНОЗАХ ГОРОХА ПОСЕВНОГО
Н.В. ПАРАХИН, Н.А. ПРИЛЕПСКАЯ, С.Н. ПЕТРОВА
В условиях Среднерусской лесостепи изучали влияние микробиологических препаратов бисолбисан и бисолбимикс на урожайность растений и эффективность минерального питания у гороха посевного сорта Татьяна. Установили, что при использовании микробиологических препаратов увеличивается число активных клубеньков на корнях растений, повышается урожайность. Препарат бисолбисан обладает также фунгицидным действием, позволяющим снизить развитие болезней на растениях.
Ключевые слова: горох посевной, микробиологические препараты, удобрения, азотфиксация.
В современном кормопроизводстве особую значимость приобретает повышение продуктивности зернобобовых культур как важнейшего источника белка в рационах животных. При этом остро стоит проблема разработки экологически безопасных приемов, основанных на реализации биологического потенциала растений (1). В этой связи на первый план выходит использование интегрированных растительно-микробных систем, среди которых наиболее важны эндомикоризный симбиоз (арбускулярная микориза), азотфиксирующие симбиозы (например, бобово-ризобиальный), ассоциации растений с полезными ризосферными микроорганизмами (2). Подобные сообщества — основа микробиологических препаратов, регулирующих функционирование почвенной и ризосферной микрофлоры, режим питания растений, их защиту от болезней и вредителей посредством биосинтеза и выделения в почву фитоалексинов, сидерофоров, фитогормонов. Кроме того, интродукция в агроэкосистему микроорганизмов с известными положительными свойствами значительно повышает эффективность использования минеральных туков, нормы внесения которых могут быть снижены в несколько раз (3, 4). Эффективность микробиологических препаратов в значительной степени зависит от почвенно-климатических факторов, сортовых и видовых особенностей растений, минерального питания (5-7). Испытания комплексных микробиологических препаратов проводились в Кабардино-Балкарии, Алтайском крае, Ленинградской, Московской, Кировской областях и т.д.
Целью настоящей работы была оценка влияния микробиологических препаратов на продуктивность растений и эффективность минерального питания у гороха посевного в условиях Среднерусской лесостепи.
Методика. Исследования проводили в 2003-2005 годах (Орловская обл.). Почва опытных участков — темно-серая лесная среднесуглинистая, среднее содержание гумуса — 4,2 %, подвижного фосфора — 110, обменного калия — 120 мг/кг; гидролитическая кислотность — 4,4 мг-экв на 100 г почвы, рНсол. 5,6. Опыт закладывался в семипольном севообороте на делянках площадью 21 м2 в 4-кратной повторности. Метод размещения опытных делянок — систематический.
Изучали отзывчивость растений гороха посевного сорта Татьяна на применение микробиологических препаратов бисолбисан и бисолбимикс, а также их сочетание с минеральными удобрениями. Контролем служил вариант без внесения удобрений и биопрепаратов. Препараты изготовлены во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Санкт-Петербург). Бисолбисан представляет собой чистую культуру ассоциативных бактерий (Artrobacter mycorens 7, Flavobacterium sp. L. 30, Agrobacterium radiobacter 204, Agrobacterium radiobacter 10, Bacillus subtilis Ч-13, Pseudomonas fluorescens 2137, Azospirillum lipoferum 137). Бисолбимикс — комплексное микробиологическое удобрение, состоящее из трех компонентов: арбускулярной микоризы (Glomus intraradices, Glomus fasciculatum), ассоциативных (PGPR) и ризобиальных (Rizobium leguminosarum) бактерий. Препарат бисолбисан использовали для инокуляции семян (доза — 2 л/т), бисолбимикс заделывали в почву перед посевом (доза — 0,3 т/га).
Минеральные удобрения (N45P60K90) вносили в соответствии с рекомендациям по возделыванию гороха в условиях Орловской обрасти (8), минимизированные нормы удобрений составляли N22,5P30K45. Учет надземной и корневой фитомассы осуществляли по методике Г.С. Посыпанова (9). Нитрогеназную активность определяли ацетиленовым методом (10) в модификации В.П. Орлова (11). Пораженность растений болезнями оценивали по В.А. Захаренко с соавт. (12).
Полученные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа в программе Microsoft Excel (13).
Результаты. Период вегетации 2003 года характеризовался неблагоприятным сочетанием климатических факторов: повышенным количеством осадков и низкими температурами воздуха. Агрометеорологические условия 2004 и 2005 годов были более благоприятными для растений.
| 1. Урожайность гороха посевного сорта Татьяна при использовании микробиологических препаратов и минеральных удобрений (Орловская обл., 2003-2005 годы) | ||
Вариант |
Урожайность, т/га |
Прибавка к контролю, % |
Контроль |
2,15 |
|
Бисолбисан |
2,67 |
24,2 |
Бисолбимикс |
2,89 |
34,4 |
N22,5P30K45 |
2,66 |
23,7 |
N22,5P30K45 + бисолбисан |
2,80 |
30,2 |
N22,5P30K45 + бисолбимикс |
2,81 |
30,7 |
N45P60K90 |
3,03 |
40,9 |
N45P60K90 + бисолбисан |
3,31 |
54,0 |
N45P60K90 + бисолбимикс |
2,73 |
27,0 |
Микробиологические препараты оказывали положительное действие на продуктивность агрофитоценозов. Предпосевная инокуляция семян бисолбисаном повышала урожайность зерна гороха на 24 %, внесение в почву бисолбимикса обеспечивало прибавку 34 % (табл.).
Горох по-разному реагировал на изучаемые препараты при изменении дозы вносимых минеральных удобрений. Так, наиболее эффективным было использование бисолбисана на фоне минимизированных доз минеральных удоб-
 |
Рис. 1. Число активных клубеньков на корнях растений гороха посевного сорта Татьяна в 2003 (а), 2004 (б) и 2005 годах (в) в зависимости от варианта опыта: 1 — контроль, 2 — бисолбисан, 3 — бисолбимикс, 4 — N22,5P30K45, 5 — N22,5P30K45 + бисолбисан, 6 — N22,5P30K45 + бисолбимикс, 7 — N45P60K90, 8 — N45P60K90 + бисолбисан, 9 — N45P60K90 + бисолби-микс (Орловская обл., 2003-2005 годы). НСР05 — 1,12 (2003 год); 2,38 (2004 год); 3,02 (2005 год). |
рений: отзывчивость культуры на препарат увеличилась в 1,2 раза. Эффективность бисолбимикса в чистом виде практически не отличалась от таковой при совместном использовании с N22,5P30K45. Максимальный сбор зерна обеспечил вариант с инокуляцией семян бисолбисаном на фоне полной нормы удобрений. Однако урожайность 3,31 т/га объясняется действием лишь минеральных туков, поскольку существенных различий между вариантами N45P60K90 и бисолбисан + N45P60K90 не выявили.
Использование микробных препаратов в посевах гороха сорта Татьяна оказалось наиболее эффективным на низком агрофоне. Увеличение сбора зерна было главным образом обусловлено активизацией симбиотической деятельности посевов за счет работы микробного консорциума, входящего в состав бисолбисана и бисолбимикса и обладающего фитостимулирующим действием (рис. 1).
В среднем за 3 года при использовании микробных препаратов происходило увеличение числа активных клубеньков на корнях гороха в 1,2-1,6 раза с одновременным ростом его урожайности на 19-25 %, что соответствовало результатам, полученным при внесении половинной нормы минеральных удобрений. Повышение нормы минеральных удобрений до N45P60K90сопровождалось снижением числа активных клубеньков на 37 % и ингибированием работы нитрогеназного комплекса вследствие большей доступности азота минеральных соединений (14). При совместном применении микробных препаратов
 |
Рис. 2. Фиксация азота воздуха ценозами гороха посевного сорта Татьяна в зависимости от варианта опыта: 1 — контроль, 2 — бисолбисан, 3 — бисолбимикс, 4 — N22,5P30K45, 5 — N22,5P30K45 + бисолбисан, 6 — N22,5P30K45 + бисолбимикс, 7 — N45P60K90, 8 — N45P60K90 + бисолбисан, 9 — N45P60K90 + бисолби-микс (Орловская обл., 2003-2005 годы). |
и N22,5P30K45 число активных клубеньков увеличивалось в 1,9 и 2,2 раза, количество азота воздуха, фиксируемого ценозами, возросло на 60-66 % по сравнению с контролем (рис. 2). По-видимому, это было обусловлено лучшей обес-печенностью симбиотической системы фотоассимилятами при улучшении минерального питания (15). Аналогичные результаты получены в опытах А.А. Завалина, где инокуляция семян гороха ризоторфином при внесении N30 привела к увеличению числа активных клубеньков на корнях растений на 32 % (16).
Помимо ростстимулирующего действия, изучаемые микробиологические препараты обладали способностью подавлять развитие фитопатогенной
| 2. Развитие болезней (%) у гороха посевного сорта Татьяна при использовании микробиологических препаратов и минеральных удобрений (Орловская обл., 2003-2005 годы) | |||
Вариант |
Аскохитоз |
Корневая гниль |
Мучнистая роса |
Контроль |
31,8 |
30,2 |
43,3 |
Бисолбисан |
26,7 |
25,4 |
37,5 |
Бисолбимикс |
30,3 |
26,3 |
40,2 |
N22,5P30K45 |
29,3 |
18,6 |
38,6 |
N22,5P30K45 + бисолбисан |
25,4 |
15,4 |
33,5 |
N22,5P30K45 + бисолбимикс |
27,0 |
17,5 |
38,0 |
N45P60K90 |
30,0 |
22,1 |
33,8 |
N45P60K90 + бисолбисан |
25,7 |
20,0 |
31,8 |
N45P60K90 + бисолбимикс |
29,4 |
22,7 |
33,5 |
микрофлоры, причем наиболее эффективным оказался бисолбисан (табл. 2.). Применение этого препарата способствовало снижению развития аскохитоза на 1,5-6,4 %, корневых гнилей — на 4,8-14,8 %, мучнистой росы — на 5,8-11,5 %. Бисолбимикс незначительно влиял на пораженность растений гороха болезнями. Наши данные согласуются с результатами, полученными при использовании ассоциативных бактерий на посевах ячменя (6). Авторы отмечают, что Azospirillum lipoferum и особенно Pseudomonasfluorescens, входящие в состав бисолбисана, способны в значительной мере подавлять развитие фитопатогенных грибов.
Таким образом, микробиологические препараты бисолбисан и бисолбимикс обладают комплексом полезных свойств. Их применение в условиях Среднерусской лесостепи положительно влияет на продуктивность гороха посевного. Наиболее эффективно использование микробиологических препаратов без минеральных удобрений. В этом случае увеличивается число активных клубеньков на корнях гороха, повышается урожайность, причем получаемый эффект сопоставим с внесением дозы минеральных удобрений, равной половине от нормы, рекомендуемой при возделывании гороха посевного. Кроме того, препарат бисолбисан оказывает фунгицидное действие, позволяющее снизить развитие болезней на растениях.
Авторы выражают благодарность сотрудникам Всероссийского НИИ зернобобовых и крупяных культур (г. Орел) Т.С. Наумкиной и А.Г. Васильчикову за помощь в выполнении работы.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Ж у ч е н к о А.А. Фундаментальные и прикладные научные приоритеты адаптивной интенсификации растениеводства в XXI веке. Саратов, 2000.
2. Т и х о н о в и ч И.А., П р о в о р о в Н.А. Эволюционная генетика микробо-растительного взаимодействия и ее практическое значение. Экологическая генетика, 2004, 1(3): 36-46.
3. Т е р е х о в М.Б. Эффективность азотобактера и доз азотных удобрений при возделывании яровой пшеницы. В сб.: Агрономическая наука агропромышленному комплексу. Нижний Новгород, 2000: 32-34.
4. П а с ы н к о в А.В. Влияние инокуляции семян зерновых культур азотфиксирующими препаратами на величину урожая и качество зерна. Агрохимия, 2002, 10: 41-46.
5. К у н а к о в а А.М. Взаимодействие ассоциативных бактерий с растениями при различных агроэкологических условиях. Автореф. канд. дис. СПб, 1998.
6. А б д у л С с а л я м Д а х м у ш, К о ж е м я к о в А.П. Использование ассоциативных ризобактерий в улучшении плодородия почв и питания растений. Агрохимия, 2007, 1: 57-61.
7. В и н о г р а д о в а Л.В. Роль ассоциативных диазотрофов в формировании урожая сортов яровой пшеницы. Автореф. канд. дис. М., 1999.
8. Г о л о п я т о в М.Т. Влияние расчетных доз минерального питания и различных норм высева на урожай сортов гороха. Науч.-техн. бюл. ВНИИ зернобобовых и крупяных культур (Орел), 1985, 33: 87-91.
9. П о с ы п а н о в Г.С. Биологический азот: проблемы экологии растительного белка. М., 1993.
10. Ч у н д е р о в а А.И., А л и с о в а С.М. Суточная динамика активности симбиотической азотфиксации у гороха в фазу бутонизации и цветения. Физиология растений, 1979, 6(3): 593-598.
11. Методика оценки активности симбиотической азотфиксации селекционного материала зернобобовых культур ацетиленовым методом. Орел, 1984.
12. З а х а р е н к о В.А., М е д в е д е в А.М., Е р о х и н а С.А., К о в а л е н к о Е.Д., Д о б р о в о л ь с к а я Г.В., М и х а й л о в А.А. Методика по оценке устойчивости сортов полевых культур к болезням на инфекционных и провокационных фонах. М., 2000.
13. Д о с п е х о в Б.А. Методика полевого опыта. М., 1985.
14. К р а в ч е н к о Л.В. Роль корневых экзометаболитов в интеграции микроорганизмов с растениями. Автореф. докт. дис. М., 2000.
15. W e l t p r e m i e r e W. Österreich regelt Bio-Landbau. Pflanzenart, 1985, 9: 9-10.
16. З а в а л и н А.А., П а с ы н к о в А.В., Л е к о м ц е в П.В. Влияние доз азота и азотфиксирующих препаратов на урожай и качество зерна яровой пшеницы и гороха в чистых и смешанных посевах. Агрохимия, 2003, 9: 20-29.
USE OF MICROBIOLOGICAL PREPARATIONS OF COMPLEX ACTION IN AGROCENOSIS OF Pisum sativum
N.V. Parakhin, N.A. Prilepskaya, S.N. Petrova
In the conditions of Central Russian forest-steppe the authors studied the effect of microbiological preparations BisolbiSun and BisolbiMix on plant productivity and effectiveness of mineral nutrition in Pisum sativum of the Tat’yana variety. It was established that the use of microbiological preparation permit to increase the number of active tubercles on plant’s roots, to rise the productivity of plants. The preparation BisolbiSun takes also the fungicidal action, which permit to decrease development of diseases on plants.
Keywords: peas, microbiological fertilizers, fertilizers, biological N2-fixing.
| ФГОУ ВПО Орловский государственный аграрный университет, 302019 г. Орел, ул. Генерала Родина, 69, |
Поступила в редакцию |
