CC BY
33
Вестник Курганской ГСХА
№ 1, 2018
Сельскохозяйственные науки 45
УДК 631.8:633.35
А. А. Постовалов
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ФИТОСАНИТАРНОЕ
СОСТОЯНИЕ РИЗОСФЕРЫ ГОРОХА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т.С. МАЛЬЦЕВА», КУРГАН, РОССИЯ
A. A. Postovalov
INFLUENCE OF MINERAL FERTILIZERS ON THE PHYTOSANITARY STATE OF THE PEA
RHIZOSPHERE
FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BYT.S. MALTSEV», KURGAN, RUSSIA
Алексей Александрович Постовалов
Aleksey Aleksandrovich Postovalov кандидат сельскохозяйственных наук, доцент [email protected]
Аннотация. При внесении минеральных удобрений в ризосфере гороха отмечалось повышение супрессивности почвы к возбудителям корневой гнили. Об этом свидетельствует увеличение численности микроорганизмов, участвующих в круговороте азота. Существенно увеличивалось количество аммонифицирующих и нитрифицирующих микроорганизмов в июне до 5,7 и 3,83 млн./г почвы соответственно, в июле их численность была на уровне контроля или несколько ниже. Количество целлюлозораз-лагающих и денитрифицирующих микроорганизмов в июле увеличивалось более чем в 2 раза, по сравнению с июнем (максимальное значение при внесении азотного удобрения - 0,21 млн /г почвы). Наибольшая активность олигонитрофильной и азотфиксирующих группировок отмечалась при внесении комплексных удобрений. После внесения минеральных удобрений возрастала биохимическая активность почвы. Активность целлюлозо-разлагающих и протеолитических ферментов на вариантах с внесением удобрений увеличивалась по сравнению с контролем в 1,2-1,4 раза, ка-талазная и инвертазная активности повышались в 1,3-1,5 раза. Степень
Введение. Среди болезней зернобобовых культур корневая гниль является наиболее распространенным и вредоносным заболеванием. По экологической классификации болезнь относится к группе почвенных инфекций [6]. Симптомы болезни могут проявляться на всех фазах развития растения. Возбудителями болезни являются широко распространенные в почве виды рода Fusarium: F. culmo-rum, F. heterosporum, F. oxysporum, F. solani [3, 4]. Система защитных мероприятий от корневых инфекций должна базироваться на подавлении развития и снижении численности популяций возбудителей в почве за счет увеличения ее супрессивности. Важным приемом, улучшающим фито-санитарное состояние и повышающим супрессивность почвы, является применение минеральных удобрений [7, 8].
Цель исследований - изучить влияние минеральных удобрений на фитосанитарное состояние ризосферы гороха.
Методика. Полевые исследования проводили в 2007-2009 гг. на посевах гороха. В опытах было предусмотрено внесение минеральных удобрений по схеме: контроль (удобрения не вносились), N20 (мочевина), Р40 (суперфосфат двойной), N20P40 (нитроаммофосфат), N20P40K20 (нитроаммофоска). Удобрения вносили перед посевом под предпосевную культивацию.
развития болезни достоверно снижалась при использовании минеральных удобрений. Развитие корневой гнили в вариантах с внесение азотно-фос-форного и полного минерального удобрений уменьшалось до 36,1%, их биологическая эффективность составляла соответственно 26,0 и 32,4%. Урожайность гороха на удобренных фонах существенно повышалась на 20,7-25,4% относительно контроля, за счет увеличения продуктивного стеблестоя до 73-75 штук/м2 и массы 1000 зерен до 201 г.
Ключевые слова: ризосфера, супрессивность почвы, минеральные удобрения, горох, урожайность, корневая гниль.
Abstract. Introducing mineral fertilizers in the pea rhizosphere there was a supressivity increase of the soil to the agent of root rot. It is evidenced by the increase number of microorganisms involved in the nitrogen cycle. The amount of ammonifying and nitrifying microorganisms in June increased significantly to 5.7 and 3.83 million/g soil respectively, in July their numberwas at the control level or slightly lower. The number of cellulose-decomposing and denitrifying microorganisms in July increased more than 2-fold compared with June (the maximum value when applying nitrogen fertilizer - 0.21 million / g soil). The greatest activity of oligonitrophilic and nitrogen-fixing groups was noted when complex fertilizers were introduced. After introducing mineral fertilizers the biochemical activity of the soil increased. The activity of cellulose-decomposing and proteolytic enzymes on variants with application of fertilizers increased in comparison with the control 1.2-1.4 -fold, catalase and invertase activity increased 1.3-1.5-fold. The degree of the disease development significantly decreased using mineral fertilizers.
The root rot development in the variants with the introduction of nitro-gen-phosphorus and full mineral fertilizers decreased to 36.1%, their biological effectiveness was 26.0 and 32.4% respectively. The yield of peas on fertilized backgrounds increased significantly by 20.7-25.4% in relation to control due to the increase in productive stems to 73-75 pieces/m2 and weight of 1000 grains to 201 g.
Keywords: rhizosphere, soil supressivity, mineral fertilizers, peas, productivity, root rot.
Структуру сапротрофного бактериального комплекса исследовали методом посева почвенной суспензии на стандартные питательные среды: аммонификаторы - на мясо-пептонном агаре (МПА), нитрификаторы - на среде Виноградского, олигонитрофилы и бактерии, фиксирующие азот, - на среде Эшби, денитрификаторы и целлюлозораз-лагающие микроорганизмы - на среде Гетчинсона. Численность микроорганизмов выражали в колониеобразующих единицах - КОЕ на 1 г почвы. Активность целлюлазы и протеазы определяли аппликационным методом, активность каталазы - газометрическим способом, активность инвертазы по А.И. Чундеровой (1971) [1]. Образцы почвы для анализа отбирали вблизи корневой системы растений.
Учет корневой гнили гороха проводили по существующей методике [9]. Определяли распространенность и развитие болезни. Результаты, полученные в ходе наблюдений, подвергались дисперсионному анализу.
Результаты. Внесение минеральных удобрений существенно повышало биогенность почвы, при этом активно развивалась сапротрофная микрофлора. Численность аммонификаторов и нитрификаторов в июне существенно увеличивалась при внесении в почву минеральных удобрений. Максимальное количество микроорганизмов этих
Научный журнал
Вестник Курганской ГСХА
групп было отмечено при внесении полного минерального удобрения и составило соответственно 5,70 и 3,83 млн КОЕ/г почвы. В июле в вариантах с внесением минеральных удобрений наблюдалось снижение численности этих групп микроорганизмов в среднем в 1,5-2,0 раза, относительно июня. Численность популяций денитрифицирую-
После внесения комплексных удобрений в июне увеличивалось количество азотфиксирующих и олигонитро-фильных микроорганизмов до 0,70-1,01 млн КОЕ/г почвы, что существенно выше по сравнению с контролем, при внесении азотного и фосфорного удобрений отмечалось достоверное снижение этих групп микроорганизмов до 0,19 млн КОЕ/г почвы. В июле происходило снижение числа азотфиксаторов в 1,5-2,0 раза, исключение составляли варианты с внесением азотного и фосфорного удобрений, где их численность оставалась на уровне предыдущего учета или несколько выше. Таким образом, активность почвенных микроорганизмов существенно увеличивалась в июне, при внесении в почву комплексных минеральных
Протеазная активность в июне достоверно повышалась по сравнению с контролем до 16,49% при внесении азотного и фосфорного удобрений. При комплексном внесении минеральных удобрений она снижалась до 14,00%. В июле наблюдалось уменьшение активности протеолити-ческих ферментов в 1,2-1,3 раза по сравнению с предыдущим сроком, и тенденция снижения активности при комплексном внесении удобрений сохранилась.
Активность каталазы существенно повышалась при внесении в почву азотно-фосфорного и полного минеральных удобрений до 3,67 и 3,77 см3/г за 2 мин 02 соответственно, в июле эти показатели увеличивались в среднем в 1,4 раза. В остальных вариантах опыта активность каталазы была на уровне контроля.
Активность инвертазы существенно повышалась при
щих и целлюлозоразлагающих микроорганизмов в июне после внесения азотного удобрения в 1,5-2,0 раза выше по сравнению со всеми изучаемыми вариантами. В июле происходило увеличение этих групп микроорганизмов более чем в 2 раза, что свидетельствует об интенсивном разложении органического вещества в почве (таблица 1).
удобрений. В июле количество всех изучаемых групп микроорганизмов было на уровне контроля или ниже.
Анализ почвенных образцов в первый срок отбора показал, что активность целлюлазы в контрольном варианте составляла 4,37%, а в остальных вариантах опыта - существенно выше. Внесение в почву 1М20, М20Р40 и М20Р40К20 увеличивали активность целлюлазы в 2,1-2,3 раза по сравнению с контролем. Следует отметить, что активность целлюлозоразлагающих ферментов в этот период была довольно низкой (таблица 2). В июле активность целлюлозоразлагающих ферментов возросла более чем в 2 раза по сравнению с предыдущим сроком, при внесении минеральных удобрений она составляла 10,15-12,17%, против 8,95% в контроле.
внесении всех минеральных удобрений. Максимальная активность фермента была при внесении полного минерального удобрения и составила 23,65 мг глюкозы/г почвы за 24 ч. В июле отмечалось повышение активности инвертазы по сравнению с предыдущим месяцем более чем в 2 раза. Активность инвертазы при внесении в почву М20Р40 и М20Р40К2„ была максимальной и составила 45,52 и 46,97 мг глюкозы/г почвы за 24 ч соответственно.
Таким образом, увеличение биологической активности в ризосфере растений при внесении минеральных удобрений указывает и на повышение супрессивности почвы. Об этом свидетельствуют не только наши наблюдения, но и имеющиеся данные в научных источниках [2; 5; 7].
В ходе экспериментов было установлено, что распространенность корневой гнили в контроле составляла
Таблица 1 - Влияние минеральных удобрений на численность сапротрофных бактерий в ризосфере гороха
Вариант Численность микроорганизмов по группам, в млн. КОЕ/г почвы
аммонификаторы нитрификаторы денитрификаторы азотфиксаторы
июнь июль июнь июль июнь июль июнь июль
Контроль 2,25 2,35 2,48 2,93 0,06 0,13 0,52 0,36
N20 3,40 1,95 3,28 2,30 0,10 0,21 0,19 0,27
Р4о 5,53 2,45 3,35 2,13 0,04 0,16 0,35 0,36
N Р 20 40 4,65 2,75 3,25 2,53 0,05 0,14 0,70 0,38
N^40*20 5,70 2,50 3,83 2,45 0,05 0,12 1,01 0,42
нср05 2,25 0,40 0,50 0,40 0,02 0,04 0,08 0,05
Таблица 2 - Ферментативная активность почвы в ризосфере гороха при внесении минеральных удобрений
Вариант Активность ферментов
целлюлазы, % протеазы, % каталазы, 02 см3/г за 2 мин инвертазы, мг глюкозы на 1 г за 24 ч
июнь июль июнь июль июнь июль июнь июль
Контроль 4,37 8,95 15,88 11,11 3,03 4,03 14,73 30,82
N20 7,96 12,17 16,37 13,45 2,87 4,30 17,59 35,25
Р4о 5,39 10,15 16,49 14,62 3,17 4,80 20,71 42,86
N Р 20 40 8,31 10,80 15,29 9,68 3,67 5,00 19,60 45,52
N Р К 20 40 20 8,72 11,40 14,00 12,35 3,77 5,33 23,65 46,97
НСР05 1,30 1,80 0,40 1,30 0,30 0,43 0,60 0,70
Вестник Курганской ГСХА
№ 1, 2018
Сельскохозяйственные науки 4 "J
97,6%, а при внесении в почву минеральных удобрений существенно снижалась. При внесении элементов питания раздельно распространенность болезни не превышала 93,6%, а при комплексном внесении - 85,8% (таблица 3).
Таблица 3 - Влияние минеральных удобрений на поражаемость гороха корневой гнилью, опытное поле Курганской ГСХА
Вариант (В) Корневая гниль Биологическая эффективность, %
распространенность болезни,% развитие болезни, %
Контроль 97,6 53,4 -
N,„ 93,6 46,1 13,7
93,0 43,7 18,2
N,„Pln 85,8 39,5 26,0
83,8 36,1 32,4
НСРтдля частных различий 5,2 3,5
для фактора А (годы) 2,3 1,6
для фактора В и АВ 2,3 1,6
Степень развития болезни достоверно снижалась при использовании минеральных удобрений. Минимальное развитие корневой гнили отмечалось в вариантах с внесением азотно-фосфорного и полного минерального удобрений, их биологическая эффективность составляла соответственно 26,0 и 32,4%. В остальных вариантах опыта также отмечено существенное снижение развития болезни относительно контроля.
Минимальная урожайность гороха отмечалась на контроле и при внесении мочевины - 1,91 и 1,84 т/га соответственно (таблица 4). Внесение в почву комплексных удобрений в норме М20Р40 и М20Р40К20 по действующему веществу способствовало увеличению урожайности гороха в среднем на 20,7-25,4%. Прибавки урожайности были достигнуты за счет увеличения продуктивного стеблестоя до 73,0-75,0 растений на 1 м2, а также повышения массы 1000 зерен на 5,9-11,8% относительно варианта, где удобрения не вносились.
Таблица 4 - Влияние минеральных удобрений на урожайность и элементы структуры урожая гороха, опытное поле Курганской ГСХА
Вариант(В) Урожайность, т/га Продуктивных стеблей, шт./ м- Масса 1000 зерен, г Число зерен, шт ./растение
Контроль 1,91 49,0 177,9 23,2
1,84 54,0 183,0 18,9
Р,п 2,17 63,0 182,4 18,9
Н,„Р1П 2,56 73,0 189,0 18,7
2,41 75,0 201,7 15,7
НСР№дпя частных различий 0,14 9,4 5,2 3,9
для фактора А (годы) 0,06 4,2 2,3 1,8
для фактора В и АВ 0,06 4,2 2,3 1,8
В варианте с внесением в почву полного минерального удобрения зерен формировалось меньше всего - 15,7 штук на растении, и масса 1000 зерен была максимальной -201,7 г. В остальных вариантах опыта с применением удобрений число зерен с растения не превышало 18,9 штук, что достоверно ниже, чем в контроле.
Вывод. При внесении минеральных удобрений уве-
личивалась биогенность почвы и повышалась ее супрес-сивность, о чем свидетельствует увеличение численности всех изучаемых групп микроорганизмов и биохимической активности почвы. Внесение в почву комплексных минеральных удобрений в норме N20P40 и N20P40K20 способствовало повышению устойчивости гороха к болезням, при этом снижалась поражаемость корневой гнилью на 26,0-32,4%. Урожайность гороха в этих вариантах опыта увеличивалась на 20,7-25,4% относительно контроля, за счет увеличения продуктивного стеблестоя до 73-75 штук/м2 и массы 1000 зерен до 201 г.
Список литературы
1 Методы почвенной микробиологии и биохимии. Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ, 1980. 224 с.
2 Порсев И.Н. Адаптивные фитосанитарные технологии возделывания основных сельскохозяйственных культур в условиях Зауралья: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Краснодар, 2010. 38 с.
3 Постовалов А.А. Корневые гнили бобовых культур в Курганской области. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 2009. № 3. С. 38-42.
4 Постовалов А.А. Патогенные микромицеты ри-зопланы ячменя и гороха. Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2013. № 6 (44). С. 59-60.
5 Постовалов А.А. Повышение супрессивности почвы к возбудителям корневой гнили. Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии, 2013. № 4. С. 37-40.
6 Торопова Е.Ю. Экологические основы защиты растений от болезней в Сибири. Новосибирск, 2005. 370 с.
7 Торопова Е.Ю. Факторы индукции супрессивности почвы агроценозов. Агрохимия, 2017. № 4. С. 51-64.
8 Торопова Е.Ю. Индукция супрессивности почвы -важнейший фактор лимитирования вредоносности корневых инфекций. Агрохимия, 2016. № 8. С. 44-55.
9 Шкаликов В.А. Защита растений от болезней. М.: КолосС, 2003. 255 с.
References
1 Methods of soil microbiology and biochemistry. Ed. D.G. Zvyagintseva. Moscow: Publishing house MSU, 1980. 224 p. (in Russ.).
2 Porsev I.N. Adaptive phytosanitary technologies of the basic agricultural crops cultivation in the conditions ofZauralye'. the author's abstract, dis.... of Dr. agricultural Sciencesio. Krasnodar, 2010. 38 p. (in Russ.).
3 Postovalov A.A. Root rot of legumes in the Kurgan Region. Siberian Vestnik of Agricultural Science, 2009. № 3. Pp. 38-42 (in Russ.).
4 Postovalov A.A. Pathogenic micromycetes rhizoplana of barley and pea. Izvestiya of the Orenburg State Agrarian University, 2013. № 6 (44). Pp. 59-60 (in Russ.).
5 Postovalov A.A. Increase of soil suppression to root rot agents. Izvestiya of the Samara State Agricultural Academy, 2013. №4. Pp. 37-40 (in Russ.).
6 Toropova E.Yu. Ecological basis of plant protection against the diseases in Siberia. Novosibirsk, 2005. 370 p.
7 Toropova E.Yu. Factors induction of soil suppression in agrocenoses. Agrochemistry, 2017. № 4. Pp. 51-64 (in Russ.).
8 Toropova E.Yu. Induction of soil supressivity is the most important factor of limiting the harmfulness of root infections. Agrochemistry, 2016. No. 8. Pp. 44-55 (in Russ.).
9 Shkalikov V.A. Protection of plants against the diseases. Moscow: Koloss, 2003. 255 p. (in Russ.).
