CC BY
51
7. Урожайность бобово-мятликовых травосмесей 1У-го года жизни, т/га зелёной массы (в сумме за два укоса)
Фактор Б (травосмесь) Фактор А (фон минеральных удобрений)
контроль (без борофоски) + N30 P30K35 + N30 P60K70 + N30 P105K120 + N30
Клевер луговой + тимофеевка луговая 17,5 19,3 23,8 27,0
Клевер луговой + овсяница луговая 18,4 21,8 25,0 29,2
Клевер луговой + ежа сборная 12,6 15,0 19,2 22,7
Клевер луговой + кострец безостый 12,9 17,5 21,1 24,6
Люцерна изменчивая + тимофеевка луговая 31,5 35,2 42,2 44,5
Люцерна изменчивая + овсяница луговая 35,7 42,8 45,4 46,8
Люцерна изменчивая + ежа сборная 32,9 39,7 42,7 43,5
Люцерна изменчивая + кострец безостый 32,9 39,4 42,9 41,5
НСР05 для фактора А (фон минеральных удобрений) - 1,9
НСР05 для фактора Б (травосмесь) - 1,9
НСР05 для частных различий - 4,0
2. Харьков, Г.Д. Полевое травосеяние - основа устойчивой кормовой базы и биологизации земледелия / Г.Д. Харьков // Сборник научных трудов «Кормопроизводство: Проблемы и пути решения». - Москва, 2007. - С. 157-164.
3. Шпаков, А.С. Основные направления развития и научное обеспечение полевого кормопроизводства в современных условиях / А.С. Шпаков // Кормопроизводство, 2007. - №5. - С. 8-11.
4. Белоус, Н.М. Влияние минеральных удобрений и приёмов поверхностного улучшения почвы на урожай и качество зелёной массы многолетних трав // Н.М. Белоус, Л.П. Харкевич, В.Ф. Шаповалов, Е.А. Кротова // Кормопроизводство. 2010. № 4. С. 15-18.
5. Белоус, Н.М. Влияние фосфорно-калийных удобрений на урожайность и качество сена многолетних трав в условиях радиоактивного загрязнения / Н.М. Белоус, В.Ф. Шаповалов, Г.П. Малявко и др. // Достижения науки и техники АПК. - 2015. - № 3. - С. 33-35.
6. Белоус, И.Н. Продуктивность и качество
одновидовых посевов многолетних трав в зависимости от уровня минерального питания / И.Н. Белоус, Е.В. Смольский, В.Ф. Шаповалов // Вестник Брянской ГСХА. 2012, № 4. - С. 29-32.
7. Прудников, П.В. Испытание новых мелиорантов на радиоактивно загрязненных территориях Брянской области / П.В. Прудников, Н.И. Санжарова, С.П. Прудников // Агрохимический вестник, 2010. - № 2. - С. 15-19.
8. Дьяченко, В.В. Комплексное применение борофоски и удобрений на бобово-мятликовых травосмесях / В.В. Дьяченко, А.В. Дронов, О.В. Дьяченко, Т.В. Ляшкова // Агрохимический вестник, 2015. - № 5. - С. 18-21.
9. Дьяченко, В.В. Формирование урожая бобово-злаковых травосмесей первого и второго года жизни в агроклиматических условиях Брянской области / В.В. Дьяченко, А.В. Зубарева, Т.Н. Каранкевич // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2014. - №6. - С. 53-56.
УДК 631.461.5:631.584.5
МЕТОДИКА РАСЧЕТА МИКРОБНО-РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ
В СМЕШАННОМ ПОСЕВЕ
Кононов А.С., д.с.-х.н., профессор ФГБОУ ВПО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского»
Реферат. Разработан метод для оценки стимуляции роста и развития растений в бобово-злаковых смешанных посевах. Установлено, что оценка эффективности растительно-микробных взаимодействий должна быть основана на взаимодействии компонентов микробиологического состава ризобактерий на урожайность зеленой массы компонентов в смешанных посевах. Статистически доказана достоверность методики для оцен-
Abstract. A method is developed to evaluate growth stimulation and plant growth in legume-cereal mixed crops. It is established that the assessment of the effectiveness of plant-microbe interactions should be based on the interaction of microbiological components of the composition of rhizobacteria on the yield of green mass of the components of mixed crops. Statistically proved the reliability of the methodology to evaluate the
ки влияния композиционного состава ризобакте-рий на величину стимулирования роста и развития растений в бобово-злаковых смешанных посевах и методики расчета синергетического эффекта. Показано, что эффект синергического взаимодействия компонентов микробиологического состава ризобактерий в смешанном посеве может быть определен на основании повышения урожайности от применения смешанной микробной композиции по сравнению с их раздельным использованием. Предложено уравнение для расчета эффекта синергизма по новой методике для двухкомпо-нентной бобово-злаковой смеси растений-компонентов. По величине прибавки урожая (Е) рассчитан теоретический показатель микробно-растительного взаимодействия, например, для двух компонентов смеси:
для двух компонентов смеси: Е=(Х*У):100 где Х —прибавка урожайности после применения соотношения компонентов 1;
У — прибавка урожайности после применения соотношения компонентов 2;
Установлено, что если Е факт. > Е расчет., можно предположить синергизм.
Aссоциативные азотфиксирующие бактерии рода Flavobakterium sp. вводят в микробиологический состав, содержащий бактерии рода Rhizobium lupini при массовом соотношении биопрепаратов 1.5-2.0:1.0-1.5. Как показал расчет влияния компонентов микробиологической композиции на урожайность зеленой массы растений смешанных посевов, новый состав обеспечивает прибавки урожая зеленой массы 8.7-9.1т/га или 16-21% к контролю и не оказывает токсического воздействия на культурные растения.
Ключевые слова: ризобактерии-
азотфиксаторы, смешанный посев, клубеньковые и ассоциативные бактерии, синергизм.
Введение
Современные интенсивные технологии основываются на внесении больших доз минеральных азотных удобрений. Важно сократить внесение азота в виде минеральных азотных удобрений и восполнить потребность растений в этом элементе путем перехода на использование экологически безопасного "биологического азота" [1-5].
Среди почвенных микроорганизмов усваивающих азот атмосферы выделяется группа сим-биотических азотфиксаторов род Rhizobium и еще две большие группы не симбиотических анаэробных и аэробных азотфиксаторов это гете-ротрофы из родов Azotobacter и Beijerinckia, а также микроорганизмы, относящиеся к группе ассоциативных бактерий из рода Azospirillum, Klebsiella, Pseudomonas, Flavobacterium и других, обитающие в ассоциациях на поверхности корневой системы высших растений [6-8].
effect of composite composition of rhizobacteria on the magnitude of promote growth and development of plants in legume-cereal mixed crops and of the method of calculation of synergy effect. It is shown that the effect of the synergistic interaction of the components of the microbiological composition of rhizobacteria in a mixed sowing may be determined on the base of the increased yields from the use of a mixed microbial compositions compared to their separate the use. It is proposed equation for calculation of synergies by the new method for two-component leguminous-cereal mixture of plant components. Largest increase in the crop yield (E) calculated theoretical indicator of plant-microbe interactions, for example, for a two components mixture:
for a two components mixture: Е=(Х*У):100 where X - is yield increase after application of ratio of components 1;
У is the yield increase after application of ratio of components 2.
It is established that if the E act. > E est., it can be assumed synergies.
Associative nitrogen-fixing bacteria of the genus Flavobacterium sp. additionally injected in microbiological composition containing bacteria of the genus Rhizobium lupini with a weight ratio of bio-logics 1.5-2.0:1.0-1.5. As shown by the calculation of the influence of the components of the microbial composition on the yield of green mass of plants in mixed crops, the new composition provides an increase in the crop yield of green mass of 8.7-9.1 t/ha or 16 to 21% relative to control and no toxic effect on cultivated plants.
Key words: pgpr-nitrogen-fixing bacteria, mixed crops, nodule and associative bacteria, synergism.
Активность клубеньковых бактерий рода Rhizobium при микробно-растительных взаимодействиях с бобовыми растениями в значительной степени определяется вирулентностью штамма, его конкурентной способностью в определенных экологических условиях и совместимостью с растением-хозяином, определяющее значение которого состоит в способности вида или сорта обеспечить процесс связывания азоте достаточным количеством энергетических веществ [9-13]. Для увеличения урожайности агроценоза важно найти пути стимуляции бобово-ризобиального симбиоза применительно к конкретным смешанным посевам и почвенно-климатическим условиям.
Целью исследования являлась определение метода и разработка методики оценки влияния комплексного микробиологического состава на основе биопрепаратов ассоциативных ризобактерий
«Флавобактерина» и биопрепарата на основе клубеньковых бактерий рода Rhizobium «Ризо-торфина», на урожайность биомассы смешанного бобово-злакового посева.
Задачей исследования было выяснение величины эффектов микробно-растительных взаимодействий при различных соотношениях симбио-тических клубеньковых ризобактерий рода Rhizobium lupini и не симбиотических ассоциативных ризобактерии рода Flavobacterium sp. и их влияния на урожайность биомассы двухкомпо-нентного люпино-злакового посева.
Материалы и методы
Полевые опыты были проведены на серой лесной легкосуглинистой почве северовосточной части Брянской области в 2006-2009 годах. Объекты исследований: смешанный посев включающий люпин и ячмень, клубеньковые и ассоциативные бактерии рода Rhizobium lupine штамм 363а и Flavobacterium sp. штамм №30 получены из лаборатории А.П. Кожемякова ВНИИСХМ Россельхозакадемии. Предшественник в полевом опыте - яровая пшеница. Размер опытной делянки: общая площадь-25.8м2, учетная площадь 25.0м2 Размещение вариантов рен-домизированное в четырехкратной повторности. Почва опытного участка - серая лесная легкосуглинистая на лессовидном карбонатном суглинке с содержанием гумуса по Тюрину 2.4-3.1 %, подвижного фосфора Р2О5 по Кирсанову — 22-28 мг и обменного калия К2О по Масловой — 14-20 мг на 100 г почвы, рНсол. 5.2-5.8. Способ посева -сплошной рядовой сеялкой СН-16 с нормой посева 1,0 млн. всхожих семян люпина и 1,6 млн. всхожих семян на гектар ячменя. В день посева семена обрабатывались ризоторфином штамм 363а и флавобактерином штамм №30 согласно схеме опыта (табл.1) полувлажным способом с прилипателем № КМЦ. Все варианты опыта высевали в один день. В состав, содержащий бактерии рода Rhizobium lupini штамм 363а не менее 2.5 млрд. активных клеток клубеньковых бактерий в 1 грамме препарата дополнительно вводили ассоциативные азотфиксирующие бактерии рода Flavobacterium sp. штамм №30, содержащие не менее 4.0 млрд. активных клеток в 1 грамме препарата. При этом весовое соотношение компонентов составляло 1.0-1.5:1.5-2.0 [3].
Учеты и наблюдения в опыте проводили по методике Госсортосети [14];
Учет урожая вегетативной биомассы - поде-ляночным методом вручную с взвешиванием всей массы растений.
Расчет показателя взаимодействия компонентов смеси и биопрепаратов оценивали по величине прибавки урожая.
Для расчета взаимодействия растений-
компонентов смешанного посева и биопрепаратов использовали уравнение, которое позволяет рассчитать теоретический показатель микробно-растительного взаимодействия по величине прибавки урожая Е:
для двух компонентов смеси Е=(Х*У):100
для трех компонентов смеси E=(X*Y*Z): 10000
для п компонентов смеси En=(X*Y*Z*...n): 100 п-1
где Х —прибавка урожайности после применения соотношения компонентов 1;
У — прибавка урожайности после применения соотношения компонентов 2;
Z— прибавка урожайности после применения соотношения компонентов 3;
п — прибавка урожайности после применения соотношения компонентов п.
Прибавка урожайности после применения соотношения компонентов определяется как разница с контролем. Если фактически полученное значение, ниже рассчитанного по формуле, растения при этом соотношении компонентов считаются антагонистами, выше - синергистами, при равенстве рассчитанных и полученных величин их действие рассматривается как аддитивное.
Закладку полевых опытов и дисперсионный анализ полученных данных проводили по методике Б.А. Доспехова (1985) [15]. Результаты и их обсуждение Изучение микробно-растительных взаимодействий и влияния микробиологических составов на рост и развитие смешанного бобово-злакового посева показало, что применяемые дозы клубеньковых бактерий Rhizobium 1ирш повышали на 6.5-10.1%, а ассоциативные азотфик-саторы рода Flavobacterшm sp. на 4.5-7.7% урожайность зеленой массы по сравнению с контролем без обработки посева ризобактериями (табл. 1). Установлено, что наиболее благоприятно на урожайность люпино-ячменного посева влияли смесевые микробиологические препараты, а именно дозы 2 и 3 (табл. 1). Прибавки зеленой массы от дозы 2 и 3 составили 7.0-9.1 т/га, или 15.8-20.6% к контролю соответственно, что статистически достоверно (табл. 1).
Увеличение урожайности от применения смесевых микробиологических составов по сравнению с их раздельным использованием, позволяет сделать предположение о возможности си-нергического взаимовлияния компонентов микробиологической композиции ризобактерий.
Расчет эффекта синергизма выполненный по вышеуказанной методике для двухкомпонентной бобово-злаковой смеси выявил следующую зависимость: Е=(Х*У):100
Таблица 1 - Влияние доз препаратов на урожайность зеленой массы и степень угнетения растений люпино-ячменного посева, т/га (среднее за 2006-2009 гг.)
Компоненты состава Урожайность в смешанном посеве, в т/га Степень угнетения культурных растений, или повреждения, в %
Бактерии рода К^оЫит 1иртьпрепарат ризотор-фин, в г/га Бактерии рода F1avobacterium 8р - препарат флавобактерин, в г/га Урожайность зеленой массы, т/га Прибавка к контролю, т/га
100.0 0 47.1 2.9 0.7
200.0 0 48.3 4.1 0.6
300.0 0 48.7 4.5 0.6
0 200.0 46.2 2.0 0.8
0 300.0 47.0 2.8 0.9
0 400.0 47.6 3.4 0.7
(1)100.0 200.0 51.2 7.0 0.3
(2)200.0 300.0 52.9 8.7 0.2
(3) 300.0 400.0 53.3 9.1 0.3
Контроль - без -
препаратов 44.2 - 1.6
НСР05 1.59
Доза (1) Е фактическое = 512-442=70 Е расчетное = (29х20):100= 5.8 Е= Ефакт. > Ерасчет., можно предположить синергизм, доза (1);
Доза (2) Е фактическое = 529-442=87 Е расчетное = (41х28):100= 11.5 Е= Е факт. > Е расчет., можно предположить синергизм, доза (2);
Доза (3) Е фактическое = 533-442=91 Е расчетное = (45х34):100= 15.3 Е= Е факт. > Е расчет., можно предположить синергизм, доза (3).
Установлен ряд существенных преимуществ композиционного микробиологического состава. Концентрация бактерий рода Я^оЫит и бактерий рода F1avobacterшm sp. в новом микробиологическом составе на 25-50% выше, чем при внесении раздельно каждого из этих бактериальных препаратов. При обработке семян новым микробиологическим составом среднесуточный прирост стебля у растений люпина к фазе цветения был на 87% больше, чем на контроле. Сумма чистой продуктивности фотосинтеза возросла и составила в смешанном посеве при обработке новым составом 9.71 г/дм2 час сухого вещества компонентов биомассы, что на 21.9% больше, чем на контроле. Увеличилось суммарное содержание хлорофилла в листьях с 404.5 мг/л вытяжки на контрольном варианте до 463.8 мг/л (до-за3), или на 14.7%. Исследования показали, что степень угнетения культурных растений, или повреждения снижается по сравнению с контролем в 1.4-8 раз (табл.1).
Расчет экономической эффективности проведенный по технологической карте с учетом всех совокупных затрат показал, что доля затрат на приобретение и внесение нового микробиологического состава составляет 16-18% от стоимости прибавки урожая. На рубль затрат чистый доход от прибавки урожая составляет 4-5.5 рубля.
Выводы
Исследования показали, что высокую эффективность предложенного метода расчета эффекта взаимодействия культур компонентов с композитным составом микробиологических биопрепаратов ризобактерий. Статистически доказана достоверность методики оценки величины стимуляции роста и развития растений в бобово-злаковом смешанном посеве при взаимодействии с композитным составом ризобактерий. Установлено, что оценку эффективности микробно-растительных взаимодействий необходимо проводить по взаимовлиянию компонентов микробиологической композиции на урожайность зеленой массы компонентов смешанных посевов. Показано, что новая методика расчетов взаимодействий позволяет выявить эффект синергизма. Установлено, что наиболее эффективным является микробиологический состав, содержащий бактерии рода Rhizobium 1ирш в который дополнительно введены бактерии рода Flavobacterium sp. при массовом соотношении компонентов 1.01.5:1.5-2.0, который обладает эффектом синергизма. Установлено, что совместное действие микробиологических препаратов ризоторфина и флавобактерина на фактические показатели прибавки урожайности выше рассчитанных. Разработанный нами микробиологический состав обладает синергическим взаимодействием компонентов и благоприятно влияет на рост урожайности смешанных двухкомпонентных люпино-ячменных посевов, что обеспечивает прибавки урожая зеленой массы 8.7-9.1т/га или 16-21% к контролю и не оказывает токсического воздействия на культурные растения.
Список литературы
1. Белоус Н.М., Моисеенко Ф.В., Воробьева Л.А. Влияние агроклиматических ресурсов, различных систем удобрений и уровня плодородия почвы на урожай и качество культур севооборота
/ Программирование урожаев и биологизация земледелия. Выпуск 3,часть 2. Брянск. 2007. С.3.
2. Кононов А.С. Азотфиксация и интенсивность фотосинтеза в люпино-ячменном агроцено-зе// Сельскохозяйственная биология. № 2.2013. С. 103-107.
3. Кононов А.С., Никитушкина М.Ю. Микробиологический состав для стимуляции роста и развития смешанного бобово-злакового посева// Патент России №2439880. 2012. Бюл. № 2. 7с.
4. Белоус, Н.М. Влияние ассоциативных азотфиксаторов на урожайность ячменя / Н.М. Белоус, Л.А. Воробьева, Ф.В. Моисеенко // Бюллетень ВИУА. - 1997. - № 110.- С. 18.
5. Воробьева, Л.А. Влияние несимбиотиче-ских азотфиксаторов на урожайность и качество зерна овса / Л.А. Воробьева, Ф.В. Моисеенко, Н.М. Белоус // Бюллетень ВИУА. - 1997. - № 110. - С. 15.
6. Моисеенко, Ф.В. Действие ризоагрина и флавобактерина на урожайность и качество зерна овса сорта скакун в зависимости от фона минерального питания / Ф.В. Моисеенко, Н.М. Белоус, Л.А. Воробьева, Л. П. Харкевич // Бюллетень ВИУА. - 1999. - № 112.- С. 69-71.
7. Шумный В.К., Сидорова К.К., Гляненко М.Н. Биологический азот и симбиотическая
азотфиксация // Главный агроном. 2004. №10. С.27-29.
8. Агроэкология / Под ред. В.А. Черникова, А.И. Черкеса.- М., Колос, 2000. 535с.
9. Кононов А. С. Люпин: технология возделывания в России. Брянск, 2003. 212 с.
10. Кононов А.С. Агрофитоценоз и методы его исследования. Брянск. 2009. 300с.
11. Кретович В.Л. Биохимия растений. М., Высш. школа, 1986. 553с.
12. Тихонович И.А., Филатов А.А. Реализация положений научного наследия Н. И. Вавилова в разработке проблемы эффективности сим-биотической азотфиксации // Сельскохозяйственная биология. 1987. №10. С. 44.
13. Kononov A.S. Nitrogen-fixing activity of nodule and nitrobacteria microorganisms in lupin and grass Agro-Coenosis// Wild and cultivated lupines from the tropiesto the poles. «10th Intern. Lupin Conf., Laugarvatn Iceland», June, 2002.Р.173-176.
14. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск первый. Общая часть / Под ред. М.А. Федина. М.,1985.270с.
15. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) М., Агропромиздат, 1985. 351 с.
УДК 631.4:581.1
ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЗАВИСИМОСТИ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ОТ ТРАНСПИРАЦИИ
Пакшина С.М., д. б. н., профессор, Ториков В.Е., д. с.-х. н, профессор Малявко Г.П., д. с.-х. н, профессор, Мельникова О.В., д. с.-х. н, профессор
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет»
Реферат. В работе проведены исследования по определению зависимости урожайности зерна от транспирации, по выявлению и объяснению особенности формирования высокопродуктивных посевов озимой пшеницы, озимой ржи и ярового ячменя при определенных пределах транспирации, обусловленных как недостатком, так и оптимальной обеспеченностью растений почвенной влагой и элементами питания. Установлено, что основным механизмом формирования урожайности зерновых культур является процесс транспирации, движущей силой которого служит радиационный баланс и фотосинтетически активная радиация. Полученный график функции урожайности от транспирации озимой пшеницы и ярового ячменя имеет два разрыва, обусловленных требовательностью этих культур к элементам питания и достатку доступной почвенной влаги в фазу кущения, выхода в трубку
Abstract. The work presents the studies of dependence of grain productivity on transpiration, of formation features of highly productive crops of winter wheat, winter rye and spring barley at certain transpiration limits due to both lack and optimal plant availability of soil moisture and nutrients. It was found that the main mechanism of formation of crop productivity is the process of transpiration, its driving force being the radiation balance and photosynthetic active radiation. The function graph of the yield on the transpiration of winter wheat and spring barley has two discontinuities caused by the demands of these crops for nutrients and available soil moisture in the phases of tillering, booting and earing. The function graph of grain productivity of winter rye on transpiration has only one discontinuity coinciding with the optimum moisture content and the sufficient amount
