Агробиологические аспекты реализации потенциальной активности бобоворизобиальной системы зернобобовых культур в предгорьях Северного Кавказа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

Агробиологические аспекты реализации потенциальной активности бобоворизобиальной системы зернобобовых культур в предгорьях Северного Кавказа

Специальность 06. 01. 09 - растениеводство

Хамоков Х.А.

п. Персиановский - 2009

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М.Кокова»

Научный консультант - доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кашукоев Мурат Владимирович

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Зеленская Галина Михайловна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Янковский Николай Григорьевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Унежев Хасан Мусабович

Ведущее предприятие - Государственное научное учреждение «Карачаево-

Черкесский научно-исследовательский институт

сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Общая характеристика работы

Актуальность. Увеличение производства растительного белка - одна из основных задач сельскохозяйственного производства. Одним из лимитирующих факторов в решении этой проблемы является использование запасов газообразного азота из атмосферы. Так как растения не могут использовать его в достаточной степени необходимо использовать живые организмы, способные фиксировать атмосферный азот. Наибольший интерес в этом отношении представляют микроорганизмы, обитающие в почвенном слое и вступающие в непосредственное взаимодействие с растениями, особенно с бобовыми культурами.

Симбиотическая фиксация азота воздуха - наиболее дешевый и доступный способ обеспечения растений азотом в период вегетации. В этой связи представляет определенный теоретический и практический интерес выявление экологических факторов, обеспечивающих наиболее активную азотфиксацию в различных почвенно-климатических условиях. Определение основных лимитирующих факторов для симбиотической деятельности и обоснование их параметров, т.е. разработка агротехнических приемов, обеспечивающих максимальную активность симбиотической азотфиксации, повышающих урожайность и белковую продуктивность сои, гороха и вики, является весьма актуальной темой исследований.

Цель исследований: обосновать параметры основных экологических факторов степной и предгорной зон Северного Кавказа, при которых реализуется потенциальная симбиотическая активность и продуктивность зерновых бобовых культур: выявить сортовую специфичность сои, гороха и вики по формированию симбиотического аппарата и продуктивности; изучить влияние азотных и фосфорных удобрений, а также микроэлементов на симбиотическую активность и продуктивность зерновых бобовых; совместимость симбиотрофного и автотрофного типов азотного питания.

В задачи исследований входило:

- изучить динамику формирования и активность симбиотического аппарата посевов сои, гороха и вики в различных условиях выращивания;

- определить потенциальную азотфиксирующую способность исследуемых культур;

- установить диапазон оптимальной влажности почвы для наибольшей симбиотической и фотосинтетической деятельности сои, гороха и вики, влияние ее на формирование урожая семян;

- изучить биологические особенности и сортовую специфичность сои, гороха и вики для высокоактивного бобоворизобиального симбиоза;

- определить влияние различных норм азотных удобрений на формирование симбиотического аппарата, количество фиксированного азота воздуха, урожайность и белковую продуктивность зерновых бобовых культур;

- изучить динамику потребления элементов минерального питания растениями сои, гороха и вики в течение вегетации;

- изучить симбиотическую активность и формирование урожая посевов сои, гороха и вики в зависимости от обеспеченности фосфором;

- изучить влияние условий произрастания (степная и предгорная зоны) и установить особенности фотосинтетической деятельности и продуктивности посевов сои, гороха и вики в зависимости от применения микроэлементов;

- определить долю участия биологического азота в питании растений и в формировании урожая семян в зависимости от условий выращивания;

- провести экономическую оценку создания оптимальных условий для наибольшей симбиотической азотфиксации и разработать рекомендации производству в целях повышения продуктивности зернобобовых культур.

Основные положения, выносимые на защиту.

- научно обоснованные критерии и принципы возделывания сои, гороха и вики с учетом экологических факторов и почвенно-климатических особенностей возделывания в предгорьях Северного Кавказа и влияние этих факторов на динамику формирования и активность симбиотического аппарата посевов зернобобовых культур;

- взаимосвязь технологических приемов возделывания с биологическими особенностями и сортовой специфичностью сои, гороха и вики для получения стабильно высоких урожаев зерна и семян;

- реализация потенциальной симбиотической активности и фотосинтетической деятельности сои, гороха и вики при различной обеспеченности почвы элементами минерального питания, предпосевной обработке семян штаммами ризобий и технологии возделывания;

- фиксация биологического азота воздуха и его доля от общего потребления растениями сои, гороха и вики в формировании элементов продуктивности и урожая зерна в зависимости от зоны возделывания;

- экономическая оценка создания оптимальных условий для высокоактивной симбиотической азотфиксации и разработки технологических приемов возделывания с целью существенного повышения продуктивности зернобобовых культур.

Научная новизна. Впервые в условиях степной и предгорной зон (в сравнении) Северного Кавказа изучены динамика формирования и активность симбиотического аппарата сои, гороха и вики; выявлена сортовая специфичность растений сои, гороха и вики для высокоактивного бобоворизобиального симбиоза. Проведена разработка биологического обоснования сроков посева семян для различных по скороспелости сортов сои, гороха и вики; выявлена связь между величиной симбиотического аппарата, количеством фиксированного азота воздуха и фотосинтетической деятельностью посевов и влиянием их на формирование урожая зернобобовых; определена доля биологического азота в азотном питании растений сои, гороха и вики; выявлена коррелятивная связь между величиной симбиотического аппарата, концентрацией леггемоглобина, количеством фиксированного азота воздуха, площадью листьев и накоплением сухого вещества, урожаем зеленой массы и семян сои, гороха и вики в зависимости от применения азотных, фосфорных удобрений и микроэлементов; проведена экономическая оценка эффективности создания оптимальных условий растениям зерновых бобовых культур для активной симбиотической и фотосинтетической деятельности, которые обеспечивают высокую продуктивность.

Практическая значимость. Производственная проверка результатов исследований подтверждает возможность увеличения объема биологически фиксированного азота воздуха соей, горохом и викой до 60-70 кг/га и более, что обеспечивает получение стабильного урожая зерна до 25-31 ц/га гороха и вики и до 20-22 ц/га сои без затрат азотных удобрений.

Полученные результаты исследований соискателя внедрены: в ООО «Шэрэдж» с. Черек Урванского района; в опытно-производственном хозяйстве (ОПХ) «Опытное» Терского района Кабардино-Балкарский Республики.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии; межвузовских конференциях (Ставрополь, Владикавказ, Нальчик); на заседаниях кафедр растениеводства и селекции, технологии хранения и переработки продукции растениеводства и на межкафедральных заседаниях КБГСХА. Диссертационная работа является частью тематического плана НИР Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии, номер государственной регистрации - 200/2 ГБ - 2008.

Публикация результатов исследований. Автором опубликовано 31 научная работа в российских, республиканских и ведомственных изданиях, в том числе в журналах определённых ВАК Минобразования и науки РФ - 16.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 360 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 8 глав, заключения по экспериментальной части, выводов и предложений. Содержит 96 таблиц, 7 рисунков, 3 графика, 60 приложений. Список цитируемой литературы включает 326 наименований, в том числе 44 иностранных автора.

Объекты, условия и методика проведения исследований. Экспериментальная часть работы выполнена в опытно-производственном хозяйстве «Опытное» Кабардино-Балкарского научно-исследовательского института сельского хозяйства, Терского района (степная зона) и ООО «Шэрэдж», Урванского района (предгорная зона) КБР и Учебно-опытном поле Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии.

В качестве объектов исследований использованы растения длинного (горох и вика) и короткого (соя) дня. Сорта сои - Ранняя 10, Ходсон, Чиппева, Пламя; сорта гороха - Аксайский усатый 3, Топаз, Арсенал; сорта вики - Льговская 60, Льговская 22, Орловская 84.

Почва опытных участков - черноземы обыкновенные (степная зона) и выщелоченный чернозем (предгорная зона), рНсол. - 6,5-7,0; содержание гумуса (по Тюрину) - 3,0-4,0 %; содержание фосфора (по Мачигину) - 13-18 мг/кг , калия (по Мачигину) - 220-250 мг/кг; бора - 0,38-0,47 мг/кг, молибдена - 0,19-0,30 мг/кг почвы.

Метеорологические условия различались по годам исследований. Наиболее влагообеспеченными были 1997, 1999, 2000, 2002, 2004, 2006 гг., более засушливыми - 1996, 1998, 2001, 2003 и 2005 гг. Сумма активных температур - 3200-3400⁰С. В наиболее влагообеспеченных годах влажность почвы, в период вегетации растений, находилась в пределах 60-80% НВ, а в более засушливых - 45-65% НВ.

Схема опытов:

Опыт 1. Динамика формирования симбиотического аппарата и его активность в зависимости от зоны возделывания и сроков посева зерновых бобовых культур.

Растения длинного дня - горох и вика.

Варианты: - ранний срок посева (t^о почвы - 3-4⁰С), 3-я декада марта;

- средний срок посева (t^о почвы - 5-6⁰С), 1-я декада апреля:

- поздний срок посева (t^о почвы - 7-8⁰С), 2-я декада апреля.

Все варианты проводились без инокуляции и при инокуляции семян перед посевом.

Растения короткого дня - соя.

Варианты: - ранний срок посева (t^о почвы - 8-10⁰С), 3-я декада апреля;

- средний срок посева (t^о почвы - 10-12⁰С), 1-я декада мая;

- поздний срок посева (t^о почвы - 12-14⁰С), 2-я декада мая.

Все варианты проводились без инокуляции и при инокуляции семян перед посевом.

Опыт 2. Теоретическое обоснование диапазона естественной оптимальной влажности почвы для повышения эффективности симбиотической азотфиксации и продуктивности зернобобовых культур в годы, оптимальные по увлажненности почвы (1997, 1999, 2000, 2002, 2004, 2006 гг.) и в годы, более засушливые по влагообеспеченности почвы (1996, 1998, 2001, 2003, 2005 гг.).

Опыт 3. Эффективность азотных удобрений для повышения активности симбиотической азотфиксации, фотосинтетической деятельности и продуктивности зерновых бобовых культур.

Варианты: - «контроль» - без удобрений; Р₆₀К₄₀ - фон; фон +N₃₀; фон + N₆₀ - без инокуляции и при инокуляции семян перед посевом.

Опыт 4. Формирование урожая и активность симбиотического аппарата зерновых бобовых культур в зависимости от обеспеченности почвы фосфорными удобрениями.

Варианты: - «контроль» - без удобрений; Р₃₀К₆₀ - фон; фон + Р₃₀ ; фон + Р₆₀ ; фон + Р₉₀ - без инокуляции и при инокуляции семян перед посевом.

Опыт 5. Симбиотическая активность и фотосинтетическая деятельность зерновых бобовых культур в зависимости от применения микроэлементов.

Варианты: - а) - «контроль» - без удобрений; Р₆₀К₆₀ - фон; фон + Мо;

фон + В; фон + Мо + В - без инокуляции и при инокуляции семян перед посевом.

Опыты проводились в полевых условиях, они были заложены методом рендомизированных блоков. Предшественником во всех опытах была кукуруза на силос. Площадь учетной делянки каждого варианта составляла 100м², повторность четырехкратная.

Исследования проводились по общепринятым методам.

В опытах с минеральными удобрениями РК вносили под основную обработку почвы в дозах, предусмотренных схемой опыта. Азот использовали в виде аммиачной селитры, фосфор вносили в виде простого суперфосфата, калий - в виде хлористого калия. Эффективность внесения минеральных удобрений определяли по методике Всероссийского института удобрений и агрохимии.

Инокуляцию семян проводили в дни посевов семян зернобобовых культур ризоторфином. Операция проводилась методом тщательного перемешивания инокулята с семенами, вручную.

Формирование сухой массы растений определяли методом высушивания и взвешивания. Для определения симбиотического аппарата в фазах бутонизации, образования бобов, налива семян, откапывали корневую систему (предварительно хорошо промочив почву), смывали почву, а затем проводили подсчет и взвешивание клубеньков (методика Г.С.Посыпанова, 1991). Откапывание производили на глубине до 30 см, где, в основном, располагалась основная масса клубеньков.

Фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза определяли по формуле Веста, Бриггса и Кидда (А.А.Ничипорович, 1955, 1961). Симбиотический потенциал и удельную активность симбиоза рассчитывали по формулам, предложенным Г.С.Посыпановым, 1991. Азотофиксацию учитывали методом сравнения с не бобовой культурой (овес).

Структурный анализ (индивидуальная продуктивность растений и биологический урожай) проводили по методике А.С.Митрофанова и др., 1971. Пробы растений отбирались перед уборкой (по 20 растений с каждой делянки). Определены коррелятивные связи между симбиотическими и фотосинтетическими потенциалами и продуктивностью сои, гороха и вики.

Учет урожая производили методом сплошного обмолота растений с каждой делянки. Основные результаты исследований подвергли статистической обработке методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1973).

Результаты исследований.

Глава 4 « Динамика формирования симбиотического аппарата и его активность в зависимости от зоны возделывания и сроков посева зерновых бобовых культур».

Мысль о том, что в природе существуют штаммы клубеньковых бактерий, обладающие различной вирулентностью, впервые была высказана Франком Б. (Frank B., 1889). Позднее Хильтнер Л. И Штормер К. (Hiltner L., Stomer K., 1903) подтвердили это предположение.

Несмотря на наличие в почве спонтанных штаммов Rizobium, инокулированные семена гороха, сои и вики различными заводскими штаммами, обеспечили формирование большего количества клубеньков с большей их массой.

Гарантию формирования клубеньков на корнях растений при инокуляции семян штаммами ризобий отмечают в своих работах Мишустин Е.Н., Шильникова В.Н. (1968) и другие.

Наблюдая за динамикой формирования симбиотического аппарата исследуемых культур замечаем, что до начала бутонизации растения не имеют существенной разницы как между сортами отдельно взятой культуры. Однако в начале бутонизации было уже заметно влияние инокуляции семян на количество и массу клубеньков. Притом с переходом в следующие фазы роста и развития растений (образование бобов, налив) существенно повышались показатели массы клубеньков по всем изучаемым культурам и сортам, особенно это было заметно в условиях предгорной зоны республики (табл.1).

На продолжительность активного симбиоза различных сортов и культур существенное влияние оказали влагообеспеченность почвы и зона возделывания. В благоприятные по влагообеспеченности почвы годы продолжительность симбиоза на 8-10 дней была длиннее, чем в засушливые годы. Что касается влияния зоны возделывания, то в предгорной зоне межфазные периоды и весь период вегетации проходили на 8-10 дней дольше, чем в степной зоне. Соответственно наблюдалось различие и по массе клубеньков в зависимости от условий возделывания и вида культуры.

Таблица 1- Динамика формирования активных клубеньков (кг/га) зерновыми бобовыми культурами в зависимости от условий возделывания (1996-2006 гг)

Сроки посева	Предгорная зона	Степная зона
	Начало бутони- зации	Форми- рование бобов	Полный налив семян	Начало бутони- зации	Форми- рование бобов	Полный налив семян
Соя - сорт Ходсон
Ранний	40	81	112	31	60	81
Средний	35	74	97	27	48	67
Поздний	24	50	60	14	25	38
Горох - сорт Топаз
Ранний	31	67	93	19	38	58
Средний	25	60	87	15	23	47
Поздний	18	42	46	9	18	30
Вика - сорт Льговская 22
Ранний	32	69	90	18	36	56
Средний	24	58	83	12	22	42
Поздний	9	18	44	10	17	28

Заслуживает внимания зависимость симбиотической деятельности зерновых бобовых культур от сроков посева. Ранние сроки посева обеспечили формирование клубеньков на 15-30 % больше, чем средние и поздние сроки посева. Особенно это проявляется в степной зоне, где в отдельные годы исследований наблюдались жаркие дни без осадков, что отрицательно сказывалось на формирование клубеньков.

Сорта сои: Ранняя 10, Пламя, Чиппева

Сорта гороха: Аксайский усатый 3, Арсенал

Сорта вики: Льговская 60, Орловская 84

Рис.1 Масса активных клубеньков в зависимости от сортотипа и вида культуры.

Активность симбиотического аппарата определяется долей фиксированного азота воздуха от общего потребления. Исследования показали, что в результате симбиотической деятельности доля фиксированного азота воздуха составила 39-66 % в зависимости от зоны возделывания, культуры и сроков посева. Причем наибольшей она была у сои в предгорной зоне (табл.2), наименьшей - у вики в степной зоне.

Таблица 2 - Доля фиксированного азота воздуха зерновых бобовых культур в зависимости от условий возделывания (1996-2006 гг)

Сроки посева	Предгорная зона	Степная зона
	Фиксир. азот, кг/га	Почвен. азот, кг/га	Фиксир. азот от общего потреб.,%	Фиксир. азот, кг/га	Почвен. азот, кг/га	Фиксир. азот от общего потреб.,%
Соя - сорт Ходсон
Ранний	118	59	66,6	89	59	60,1
Средний	101	56	64,3	74	55	57,3
Поздний	67	43	60,9	41	38	51,8
Горох - сорт Топаз
Ранний	101	69	59,4	63	56	52,9
Средний	92	65	58,5	52	54	49,0
Поздний	54	48	52,9	36	50	41,8
Вика - сорт Льговская 22
Ранний	97	67	59,1	60	58	50,8
Средний	90	64	59,1	48	55	46,6
Поздний	51	49	51,0	33	51	39,2

Что касается сравнения изучаемых сортов по симбиотической активности, то у сои сорт Пламя, у гороха - Арсенал, у вики - Льговская 60 доля фиксированного азота больше на 15-20 %, чем у остальных сортов. Особенно это заметно при разных сроках посева. Если доля фиксированного азота воздуха (соя) от общего потребления составляет 60 % при раннем сроке посева, то при позднем - 51,8 %. У гороха, соответственно,- 52,9 % и 41,8 %, а у вики - 50,8 % и 39,2 %. Наблюдается положительная корреляция между массой активных клубеньков и количеством фиксированного азота воздуха (r = 0,82).

Практический и теоретический интерес представляет изучение формирования листовой поверхности и продуктивности фотосинтеза в зависимости от инокуляции семян в различных условиях возделывания.

По данным Беликова И.Ф. (1972) оптимальная величина листового аппарата зерновых бобовых культур равна 35-45 тыс.м²/га. Она должна быть достигнута к окончанию вегетативного роста - началу массового образования бобов. Холупенко И.П. (1968), Бурлакова В.В.(1970) отмечают, что для получения урожая семян сои 1,8 - 2,0 т/га площадь листьев должна составлять не меньше 30-35 тыс.м²/га.

Следует отметить, что к началу цветения скороспелые сорта изучаемых культур имели площадь листьев на 18-20 % больше, чем позднеспелые, что связано с более интенсивным ростом скороспелых сортов в начале вегетации растений. Однако, в дальнейшем, эта разница постепенно сглаживается, и позднеспелые сорта, в целом, превосходят скороспелые по величине площади листьев. Инокулированные семена обеспечили формирование наибольшей листовой поверхности, чем не инокулированные. Такая закономерность наблюдается у всех сортов исследуемых культур (табл.3).

Ассимиляционный аппарат растений нужно оценивать не только с количественной, но и с качественной точки зрения. От него зависят величины ФСП, ЧПФ и прирост сухого вещества.

Накопление сухой массы в зависимости от зоны возделывания у исследуемых культур и сортов проходит неодинаково. Здесь проявляются сортовые особенности и роль инокуляции семян ризоторфином. Более высокостебельные сорта (Пламя, Арсенал) склонны к накоплению большей сухой массы. Особенно это проявляется в вариантах, где проводилась инокуляция семян. Растения, семена которых были обработаны штаммами ризобий, накопили на 8-10 % больше сухой массы, чем не инокулированные (в обеих зонах) (табл.3).

Наблюдается положительная корреляция (r = 0,75-0,86) между величиной ассимилирующей поверхности и накопленной сухой массой. Это характерно для всех сортов изучаемых культур.

Потенциальная способность зерновых бобовых культур формировать бутоны, цветки и бобы очень высока, но ее реализация существенно зависит от внутренних и, особенно, внешних факторов. Поэтому число плодов на одном растении варьирует в довольно широких пределах.

Анализы показали, что, несмотря на большое число бутонов на растениях, при поздних сроках посева опадение их усиливается, доходя до 25-30 % и более. Опадение генеративных органов продолжается и в фазе цветения. Из общего числа сформировавшихся бутонов образуется примерно 75 % цветков. симбиотический зернобобовый удобрение вегетация

Таблица 3- Фотосинтетическая деятельность посевов зерновых бобовых культур в зависимости от условий возделывания (1996 -2006 гг)

Варианты	Предгорная зона	Степная зона
	Площадь листьев, тыс.м2/га	Накопление сухой массы, ц/га	Площадь листьев, тыс.м2/га	Накопление сухой массы, ц/га
Соя - сорт Ходсон
«Контроль» - без инокуляции семян	31,3	61	30,5	50
Инокуляция семян	35,5	67	33,1	55
НСР095	-	7,69	-	4,9
Ошибка опыта		2,67
Горох - сорт Топаз
«Контроль» - без инокуляции семян	30,7	56	29,4	50
Инокуляция семян	33,4	61	32,6	52
НСР095	-	7,03	-	6,1
Ошибка опыта		2,67
Вика - сорт Льговская 22
«Контроль» - без инокуляции семян	30,2	54	29,1	48
Инокуляция семян	31,7	60	30,8	51
НСР095	-	6,85	-	4,2
Ошибка опыта		2,67

На «сброс» цветков существенно влияет также недостаток влаги. Особенно это проявляется в разных зонах посева. Сравнение структуры урожая сортов изучаемых культур показывает, что в предгорной зоне все показатели элементов продуктивности выше на 8-10 %, чем в степной зоне (табл.4).

Формирование бобов и их число зависят также от инокуляции семян ризоторфином. Инокулированные семена обеспечивают формирование большего количества клубеньков, которые, в свою очередь, фиксируют атмосферный азот на 20-30 % больше, чем в «контроле». Естественно и «сброс» бутонов и цветков в этих условиях заметно снижается. Особенно это наблюдается у сои в июне - начале июля. У сортов гороха из потенциально возможного числа бобов (10-12) образовались лишь 5-6. Аналогичное явление наблюдается и по сортам вики.

Сравнение исследуемых культур и сортов по количеству и массе семян одного боба показывает, что в степной зоне растения формируют на 8-10 % меньше бобов и семян, чем в предгорной. Масса семян одного растения в условиях степной зоны составляет 8,0-9,0 г (соя); 2,5-2,7 г (горох) и 0,76-0,82 г (вика). В предгорной зоне эти показатели выше, как уже отмечено, на 8-10 %.

Число семян в бобе - наименее варьируемый элемент урожайности зернобобовых культур, что связано с одинаковым количеством яйцеклеток в завязях.

Снижение числа семян за счет их недоразвитости в нормальных по метеорологическим условиям годы (1997, 1999, 2000, 2002, 2004, 2006) составляло 10-14 %, а в неблагоприятных, засушливых годах (1996, 1998, 2001, 2003, 2005) - 22-24 %.

После окончания фазы удлинения бобов начинается быстрый и равномерный приток и накопление запасных веществ в семенах. Одновременно снижается влажность семян. У незрелого гороха отток ассимилятов в семена продолжается даже после отделения надземной части растения от корневой системы.

Масса 1000 зерен - сортовой признак, однако она находится под влиянием условий созревания. Семена в бобах, низко расположенных на растении по массе превосходят семена бобов, образовавшихся в более поздние фазы развития растения. Достаточная обеспеченность влагой в первой половине генеративного развития способствует увеличению массы семян, однако, в период созревания более благоприятна сухая погода. Что касается величины урожая семян, то при ранних сроках посева урожайность сои составила 2,2 т/га; гороха - 2,6 т/га; вики - 2,3 т/га. При позднем сроке посева эти показатели ниже, соответственно, на 0,6; 0,8 и 0,7 т/га. Такую закономерность наблюдаем по всем изучаемым сортам.

Исследования показали, что в предгорной зоне все сорта изучаемых культур характеризуются лучшими показателями по элементам продуктивности относительно степной зоны.

Таблица 4- Структура урожая зерновых бобовых культур в зависимости от условий возделывания (1996-2006 гг)

Варианты опыта	Предгорная зона	Степная зона
	К-во бобов, шт/рас	К-во семян, шт/рас	Масса семян, г/раст	Масса 1000 семян, г	К-во бобов, шт/рас	К-во семян, шт/рас	Масса семян, г/раст.	Масса 1000 семян, г
Соя - сорт Ходсон
«Контроль»- без инокуляц. семян	22	54	8,8	164	20	50	8,0	160
Инокуляция семян ризоторфином	25	63	10,7	170	22	55	9,0	165
Горох - сорт Топаз
«Контроль»- без инокуляц. семян	4,1	16,0	2,9	186	3,7	14,1	2,5	181
Инокуляция семян ризоторфином	4,8	17,0	3,2	190	3,9	14,8	2,7	187
Вика - сорт Льговская 22
«Контроль»- без инокуляц. семян	7,2	19,2	0,81	42,4	6,1	18,5	0,76	41,2
Инокуляция семян ризоторфином	7,8	19,8	0,86	43,3	6,8	19,1	0,82	42,7

Исследования показали, что в предгорной зоне все сорта изучаемых культур характеризуются лучшими показателями по элементам продуктивности относительно степной зоны.

Глава 5 «Теоретическое обоснование диапазона естественной оптимальной влажности почвы для повышения эффективности симбиотической азотфиксации и продуктивности зернобобовых культур».

Для бобовых культур даже кратковременное снижение влажности почвы ниже допустимого уровня приносит значительно больший вред, чем для других культур. Наибольший урожай они дают при влажности почвы 70-80 % НВ. Сравнение массы активных клубеньков в зависимости от увлажненности почвы и зоны возделывания показывает, что в предгорной зоне, в годы с наибольшей влагообеспеченностью почвы, масса активных клубеньков сои составила более 100 кг/га, а в степной зоне, в те же годы, - всего 79 кг/га. Горох и вика имеют аналогичные результаты (табл.5).

Значение обеспеченности почвы влагой заметно проявляется при определении количества фиксированного азота воздуха и его доли от общего потребления растениями. Анализы показали, что исследуемые сорта сои, в зависимости от скороспелости, фиксировали азот воздуха в пределах 75-110 кг/га. Здесь четко проявляется роль воды в активности симбиотического аппарата. Если в годы благоприятные по влагообеспеченности почвы растения

фиксировали до 100 и более кг на гектар, то в засушливые годы этот показатель снижался на 25-30 %.

Доля фиксированного азота от общего потребления составила в предгорной зоне 52,4 и 65,8 %, а в степной зоне, соответственно, 44,3 и 56,2 %.

Сорта гороха и вики также формировали большее количество клубеньков в годы с наилучшей влагообеспеченностью почвы. Наблюдается определенная закономерность, что, в степной зоне, как количество, так и масса активных клубеньков имеют более низкие показатели, чем в предгорной, особенно в засушливые годы.

Таблица 5 - Симбиотическая и фотосинтетическая деятельность посевов зерновых бобовых культур в зависимости от естественной влагообеспеченности почвы (фаза налива семян) (1996-2006 гг)

Показатели	Предгорная зона	Степная зона
	Годы с лучшей влагообесп. почвы	Годы, более засушл. по влагообеспечен.	Годы с лучшей влагообесп. почвы	Годы, более засуш. по влагообеспечен
Соя - сорт Ходсон
Масса активных клу- беньков, кг/га	108	74	79	45
Фикс. азот возд., кг/га	110	75	82	48
Доля фиксир. азота от общ. потребления, %	65,8	52,4	56,2	44,3
Площадь листовой по- верхности, тыс.м2/га	36,1	34,0	33,8	31,2
Накопление сухой массы, ц/га	68	63	57	52
НСР095 для сравнения	-	7,89	-
Ошибка опыта	-	2,68	-	2,68
Горох - сорт Топаз
Масса активных клу- беньков, кг/га	86	65	51	32
Фикс. азот возд., кг/га	98	85	62	48
Доля фиксир. азота от общ. потребления, %	58,6	52,3	51,0	43,3
Площадь листовой по- верхности, тыс.м2/га	34,7	32,2	32,1	30,0
Накопление сухой массы, ц/га	62	57	53	48
НСР095 для сравнения	-	6,09	-	6,09
Ошибка опыта	-	2,68	-	2,68
Вика - сорт Льговская 22
Масса активных клу- беньков, кг/га	82	64	48	29
Фикс. азот возд., кг/га	91	80	58	42
Доля фиксир. азота от общ. потребления, %	56,2	48,9	49,1	42,7
Площадь листовой по- верхности, тыс.м2/га	32,6	30,1	30,0	28,4
Накопление сухой массы, ц/га	61	56	52	44
НСР095 для сравнения	-	7,05	-	5,80
Ошибка опыта	-	2,68	-	2,69

Для получения высоких урожаев посевы должны формировать листовую поверхность в пределах 40-50 тыс.м²/га (Ничипорович А.А. и другие, 1961). Однако, как мы уже отмечали, и при площади листьев 25-35 тыс.м²/га может формироваться урожай семян зерновых бобовых культур не менее 2,0 т/га.

Многие исследователи отмечают, что между общей массой сухого вещества и урожаем семян существует положительная корреляция, что подтверждается результатами наших исследований (r = 0,83).

Как уже отмечено, потенциальная возможность зерновых бобовых культур формировать бутоны, цветки и бобы очень высока, но ее реализация в значительной степени зависит от многих факторов.

Анализ структуры урожая показал, что независимо от зоны возделывания, формируемое количество бобов на растениях разных сортотипов и культур существенно отличаются. У сорта Ходсон количество полноценных бобов на одном растении составило 20-23 штуки, это на 15-17 % меньше, чем у сорта Пламя.

Определенный интерес представляет число бобов в зависимости от зоны возделывания и обеспеченности почвы влагой в период вегетации растений. В условиях предгорной зоны, в годы с лучшей влагообеспеченностью почвы число бобов на растениях на 15-20 % больше, чем в степной зоне.

Число семян в бобе не вызывает резких колебаний в урожайности, как число бобов. Результаты анализов показали, что снижение числа семян за счет их недоразвитости, в нормальные по метеорологическим условиям годы, составляло 5-7 %, а в неблагоприятные, засушливые годы - 7-9 %.

На величину массы 1000 семян существенное влияние оказали как влагообеспеченность, так и зона возделывания. В предгорной зоне наибольшей массой 1000 семян выделяются : у сои - Ходсон, у гороха - Топаз и у вики - Льговская 22. в степной зоне - у сои -сорт Пламя, у гороха - сорт Арсенал, у вики - сорт Льговская 60 (табл.6).

Формирование урожая зерна зерновых бобовых культур - более сложный процесс, чем у других культур. Это связано со слабой возможностью регулирования числа плодоносящих ветвей, с постепенной и длительной дифференциацией генеративных органов и, особенно, с существенной зависимостью их развития от внешних условий. При оптимальной влагообеспеченности урожай семян выше на 17-20 %, чем при низкой влагообеспеченности. Среди изучаемых сортов наиболее урожайными были среднеспелые и позднеспелые сорта исследуемых зернобобовых культур.

Что касается содержания белка в семенах, в зависимости от условий возделывания, то в степной зоне, при оптимальной влагообеспеченности почвы, в семенах формируется большее количество белка, и составляет у сои 39-40 %, у гороха - 28-30 % и у вики - 26-28 %.

Сравнение различных сортотипов зерновых бобовых культур по урожайности и качеству семян, дает нам основание считать, что в пределах одной культуры, в частности сои, исследуемые сорта характеризуются разными показателями. В предгорной зоне раннеспелый сорт Ранняя 10 формирует урожай семян в пределах 1,89-2,03 т/га, а среднеспелый сорт Ходсон - 2,01-2,28 т/га. У позднеспелого сорта Пламя урожайность составила 1,74-1,91 т/га. Это на 9-10 % ниже, чем у сорта Ходсон.

Сорта гороха и вики также различаются по урожайности в зависимости от скороспелости. Здесь следует отметить более высокие урожаи зерна у сорта Топаз (горох) и сорта Льговская 22 (вика). Урожайность у них составила, соответственно, 3,14-3,52 и 2,19-2,43 т/га. Инокуляция семян перед посевом также положительно влияет на содержание белка в семенах. Инокулированные семена способствуют накоплению белка в семенах до одного и более процента больше (табл.7).

Самые высокие показатели по урожайности и выходу белка с единицы площади имеют: у сои - сорт Ходсон, гороха - сорт Топаз и вики - сорт Льговская 22. Они же характеризуются в лучшую сторону при инокуляции семян ризоторфином.

Таблица 6 - Структура урожая зерновых бобовых культур в зависимости от естественной влагообеспеченности почвы (1996-2006 гг)

Показатели	Предгорная зона	Степная зона
	Годы с лучшей влагообеспеченностью почвы	Годы, более засушливые по влагообеспеченности	Годы с лучшей влагообеспеченностью почвы	Годы, более засушливые по влагообеспеченности
Соя - сорт Ходсон
Кол. бобов, шт/раст.	23	20	21	19
Кол. семян, шт/раст	56	48	52	47
Масса семян, г/раст.	9,4	7,9	8,5	7,5
Масса 1000 сем., г	168	165	164	160
Урож-сть, т/га	2,4	1,6	2,2	1,4
НСР095	0,25	-	0,22	-
Ошибка опыта	2,73	-	2,75	-
Горох - сорт Топаз
Кол. бобов, шт/раст.	4,8	4,7	3,9	3,8
Кол-во семян, шт/раст.	18,0	17,4	15,0	14,0
Масса семян, г/раст.	3,4	3,2	2,7	2,5
Масса 1000 сем., г	191	188	183	179
Урож-сть, т/га	3,7	2,3	2,8	2,0
НСР095	0,37	-	0,29	-
Ошибка опыта	2,75	-	2,72	-
Вика - сорт Льговская 22
Кол. бобов, шт/раст.	8,1	7,7	6,7	6,5
Кол-во семян, шт/раст.	20,0	18,0	18,1	17,3
Масса семян, г/раст.	0,86	0,75	0,75	0,69
Масса 1000 сем., г	43,3	41,8	41,6	40,3
Урож-сть, т/га	2,8	1,5	2,4	1,3
НСР095	0,27	-	0,23	-
Ошибка опыта	2,80	-	2,79	-

Таблица 7 - Урожай и качество семян зерновых бобовых культур в зависимости от сортовых особенностей и условий возделывания (1996-2006 гг)

Культура, сорт	Предгорная зона	Степная зона
	Урожайность, т/га	Содерж. белка, %	Урожайность, т/га	Содерж. белка, %
	Без инокул.	Инокул. семян		Без инокул.	Инокул. семян
Соя
Ранняя 10	1,87	2,03	38,0	1,56	1,70	38,9
Ходсон	2,01	2,28	38,6	1,70	2,01	39,2
Пламя	1,74	1,91	39,1	1,61	1,84	39,9
НСР095	-	0,22	-	-	0,21	-
Ошибка опыта	-	2,67	-	-	2,67	-
Горох
Аксайский усатый	2,71	2,85	25,4	2,50	2,52	25,8
Топаз	3,14	3,52	26,1	2,75	2,97	26,7
Арсенал	2,84	2,97	25,3	2,61	2,74	25,5
НСР095	-	0,35	-	-	0,32	-
Ошибка опыта	-	2,67	-	-	2,67	-
Вика
Льговская 60	1,98	2,17	23,2	1,70	1,83	23,7
Льговская 22	2,19	2,43	23,4	1,95	2,21	24,1
Орловская 84	1,84	2,02	23,5	1,65	1,80	24,2
НСР095	-	0,23	-	-	0,21	-
Ошибка опыта	-	2,67	-	-	2,67	-

Показатели симбиотической и фотосинтетической деятельности а также продуктивность растений намного выше при инокуляции семян.

Глава 6.1 «Эффективность азотных удобрений для повышения активности симбиотической азотфиксации, фотосинтетической деятельности и продуктивности зерновых бобовых культур».

Важным условием активного симбиоза бобовых культур и ризобий является оптимальная обеспеченность элементами минерального питания. Зерновые бобовые культуры имеют симбиотрофный и автотрофный типы азотного питания. В зависимости от конкретных условий выращивания может преобладать один или другой тип питания.

К началу бутонизации и образования бобов более заметно проявляется значение азота в формировании симбиотического аппарата и фотосинтетической деятельности растений. Масса активных клубеньков без инокуляции семян составила всего 20-30 кг/га, а при инокуляции семян - более 60 кг/га (соя). А у гороха и вики, соответственно, 20-29 и 55-57 кг/га. Повышение доз азотных удобрений до 60 кг/га приводит к повышению показателей симбиотической и фотосинтетической деятельности. Однако, дальнейшее повышение минерального азота (до 90 кг/га) не приводит к существенным изменениям показателей (табл.8).

Величина площади листьев и накопление сухой массы также зависят от обеспеченности растений азотом в период вегетации. В начальных фазах роста и развития не так заметна роль азота в показателях фотосинтетической деятельности растений. Однако, с переходом в фазу бутонизации и дальше, обеспеченность растений азотом существенно влияет на формирование листовой поверхности и накопление сухой массы.

Результаты исследований показывают, что наибольшую листовую поверхность растения формируют при инокуляции семян перед посевом на фоне Р₆₀К₄₀ + N₃₀. Это наблюдается у всех исследуемых зерновых бобовых культур. Площадь листовой поверхности и сухая масса в этих условиях превышают показатели на 15-20 % относительно посевов, где не были инокулированы семена.

Как уже отмечено, особое место в питании бобовых культур занимает азот. Создание благоприятных условий для симбиоза, особенно инокуляция семян ризоторфином, обеспечивает формирование урожая семян до 20 и более центнеров с гектара за счет азота воздуха.

Влияние минерального азота на величину продуктивности зерновых бобовых культур в большей степени проявляется на посевах, где не был использован ризоторфин (табл.9).

Все показатели структуры урожая и урожайности исследуемых культур заметно повышаются при инокуляции семян на 10-12 %. Растения на 60-80 % сами себя обеспечивают азотом за счет симбиотической азотфиксации. На тех вариантах, где не была проведена инокуляция семян, минеральный азот оказывает заметное положительное влияние на продуктивность бобовых.



Таблица 8 - Симбиотическая активность и фотосинтетическая деятельность зерновых бобовых культур в зависимости от вносимых доз азотных удобрений (2000 - 2006 гг)

Показатели	Без инокуляции семян	При инокуляции семян
	Конт- роль - без удобр.	Р60К40 - фон	Фон + N30	Фон + N60	Конт- роль - без удобр.	Р60К40 - фон	Фон + N30	Фон +N60
Соя - сорт Ходсон
Масса активных клубеньков, кг/га	21	28	31	32	52	63	64	64
Фиксированный азот возд., кг/га	20	22	27	27	50	64	65	65
Площадь лист. повер., тыс.м2/га	30,4	32,9	34,1	34,9	33,8	35,8	35,8	35,7
Накопл. сухой массы, ц/га	51,2	52,7	55,8	57,2	55,0	59,4	62,8	62,5
НСР по фактору А	2,07
НСР по фактору В	2,93
НСР для взаимод.	4,15
Ошибка опыта	1,62
Горох - сорт Топаз
Масса активных клубеньков, кг/га	16	21	28	29	48	55	57	56
Фиксированный азот возд., кг/га	14	19	24	24	50	57	58	57
Площадь лист. повер., тыс.м2/га	29,8	31,7	32,8	33,1	32,9	34,5	34,6	34,6
Накопл. сухой массы, ц/га	48,5	50,8	52,1	54,9	50,1	54,3	59,2	60,0
НСР по фактору А	1,95
НСР по фактору В	2,76
НСР для взаимод.	3,91
Ошибка опыта	1,62
Вика - сорт Льговская 22
Масса активных клубеньков, кг/га	15	20	27	29	48	54	55	54
Фиксированный азот возд., кг/га	12	15	22	22	52	59	58	58
Площадь лист. повер., тыс.м2/га	29,7	31,5	32,5	33,0	32,7	34,4	34,5	34,5
Накопл. сухой массы, ц/га	46,1	48,8	50,5	52,9	48,7	52,4	57,3	57,8
НСР по фактору А	1,89
НСР по фактору В	2,67
НСР для взаимод.	3,78
Ошибка опыта	1,62

Таблица 9 - Структура урожая и урожайность зерновых бобовых культур в зависимости от вносимых доз азотных удобрений (1996 - 2006 гг)

Показатели	Без инокуляции семян	При инокуляции семян
	Контр. - без удобр.	Р60К40 - фон	Фон + N30	Фон + N60	Контр. - без удобр.	Р60К40 - фон	Фон + N30	Фон +N60
Соя - сорт Ходсон
Количество бобов, шт./раст.	20	22	22	22	22	24	24	24
Количество семян, шт./раст.	51,1	56,0	58,1	58,2	60,0	63,1	63,2	63,2
Масса семян, г/раст.	8,1	9,0	9,7	9,8	10,0	11,1	11,2	11,2
Масса 1000 сем,г	160	162	168	169	167	176	177	178
Урож-сть, т/га	1,72	1,91	2,05	2,08	2,12	2,35	2,37	2,37
НСР по фактору А	0,08
НСР по фактору В	0,12
НСР для взаимодействий	0,17
Ошибка опыта	1,77
Горох - сорт Топаз
Количество бобов, шт./раст.	4,0	4,1	4,2	4,2	4,4	4,5	4,6	4,6
Количество семян, шт./раст.	16,1	16,2	16,4	16,4	16,7	17,0	17,0	17,0
Масса семян, г/раст.	2,8	3,0	3,1	3,2	3,1	3,2	3,2	3,2
Масса 1000 сем,г	180	185	188	189	186	190	191	191
Урож-сть, т/га	2,21	2,34	2,45	2,53	2,54	2,82	2,82	2,81
НСР по фактору А	0,10
НСР по фактору В	0,14
НСР для взаимодействий	0,20
Ошибка опыта	1,77
Вика - сорт Льговская 22
Кол. бобов, шт./раст.	7,0	7,2	7,4	7,5	7,5	7,8	7,8	7,8
Кол. семян, шт./раст.	18,0	18,9	19,4	19,4	19,4	19,8	19,8	19,8
Масса семян, г/раст.	0,72	0,78	0,82	0,82	0,82	0,85	0,85	0,85
Масса 1000 сем,г	40,1	41,2	42,2	42,4	42,1	42,8	42,9	42,9
Урож-сть, т/га	1,61	2,07	2,17	2,20	1,91	2,39	2,40	2,40
НСР по фактору А	0,07
НСР по фактору В	0,10
НСР для взаимодействий	0,14
Ошибка опыта	1,44

Масса семян одного растения и масса 1000 семян при внесении в почву азота (30 кг д.в.) увеличиваются на 5-7 %, а внесение 60 кг д.в. способствует повышению еще на 8-10 %. Однако, дальнейшее повышение дозы азота не приводит к существенным изменениям показателей структуры урожая.

На величину урожайности также повлияли инокуляция семян и дозы минерального азота. Сорт Ходсон формировал до 2,35-2,37 т семян с гектара, сорт Топаз - до 2,8 и сорт Льговская 22 - до 2,4 т с гектара. Наивысший эффект дает инокуляция семян + N₃₀ на фоне Р₆₀К₄₀. Худшим вариантом является «контроль», где не проводилась инокуляция семян и не вносились минеральные удобрения. Урожайность сои в лучшем варианте составила 2,37 т/га, гороха - 2,82 т/га и вики - 2,4 т/га.

6.2 «Формирование урожая и активность симбиотического аппарата зерновых бобовых культур в зависимости от обеспеченности почвы фосфорными удобрениями».

Результаты исследований показали, что от уровня обеспеченности почвы подвижным фосфором зависит формирование симбиотического аппарата и его активность. Начиная с фазы 1-го тройчатого листа, до полного налива семян, наблюдается разница в количестве и массе как общих, так и активных клубеньков (табл. 10).

Масса активных клубеньков в условиях с внесением в почву 30-60 кг/га Р₂О₅ составила 36-42 кг на гектар. А в вариантах, где была проведена инокуляция семян и достаточная обеспеченность фосфором - 61-65 кг/га клубеньков. Внесение в почву фосфора 120 кг д.в. на гектар существенно не повышает массу формируемых клубеньков.

Аналогичные результаты получены и по фиксированному азоту воздуха и его доли от общего потребления. Увеличение дозы фосфора до 90 кг д.в. способствует фиксации азота воздуха в 2 раза больше, чем в контроле.

Таким образом, формирование симбиотического аппарата и его деятельность лучше проходят при повышенном содержании фосфора в почве. В этих условиях более интенсивно проходит азотфиксация и доля фиксированного азота воздуха от общего потребления значительно повышается. симбиотический зернобобовый удобрение вегетация

Таблица 10 - Симбиотическая активность и фотосинтетическая деятельность зерновых бобовых культур в зависимости от вносимых доз фосфорных удобрений (1996 - 2006 гг)

Показатели	Без инокуляции семян	Инокуляция семян ризоторфином
	Контр. - без удобр.	Р30	Р60	Р90	Контр. - без удобр.	Р30	Р60	Р90
Соя - сорт Ходсон
Масса активных клубеньков, кг/га	20	36	42	43	50	61	65	66
Фиксирован. азот воздуха, кг/га	12	23	26	26	48	55	62	63
Площадь листов. пов., тыс.м2/га	28,7	30,5	32,4	32,6	32,7	34,7	35,2	35,2
Накопл. сухой массы, ц/га	50,6	52,2	54,9	55,1	54,7	58,8	62,2	62,6
НСР для фактора А	2,05
НСР для фактора В	2,90
НСР для взаимод	4,10
Ошибка опыта	1,62
Горох - сорт Топаз
Масса активных клубеньков, кг/га	14	19	25	26	46	54	57	59
Фиксирован. азот воздуха, кг/га	10	15	21	22	43	50	54	55
Площадь листов. пов., тыс.м2/га	27,4	30,3	31,1	31,8	30,5	33,2	33,7	33,8
Накопл. сухой массы, ц/га	46,6	49,7	51,8	52,1	48,3	52,9	54,7	55,1
НСР для фактора А	1,85
НСР для фактора В	2,62
НСР для взаимод	3,70
Ошибка опыта	1,60
Вика - сорт Льговская 22
Масса активных клубеньков, кг/га	14	19	26	27	45	53	56	57
Фиксирован. азот воздуха, кг/га	11	14	21	22	46	50	54	54
Площадь листов. пов., тыс.м2/га	27,1	29,6	31,0	31,7	30,0	32,8	33,4	33,5
Накопл. сухой массы, ц/га	45,8	47,7	49,7	50,4	48,1	51,9	54,6	54,9
НСР для фактора А	1,82
НСР для фактора В	2,57
НСР для взаимод	3,64
Ошибка опыта	1,61

Фотосинтетическая деятельность растений зерновых бобовых культур также зависит от уровня обеспеченности почвы фосфором. Его содержание в надземной биомассе может быть в пределах 0,57 -1,0 % на сухое вещество. Поэтому в период вегетации зерновые бобовые, особенно соя, потребляют много фосфора, причем на фоне фосфорного удобрения усиливается потребность в других элементах питания, в частности, повышается потребность растений в азоте.

Формирование листовой поверхности в начальных фазах роста и развития проходит одинаково независимо от обеспеченности растений фосфором. Однако, в последующие фазы, особенно в фазе налива семян, когда достигается максимальная площадь листьев, при внесении в почву Р₉₀, этот показатель повышается в 1,2-1,3 раза, чем при Р₀. В конце фазы налива семян площадь листовой поверхности снижается на 15-20 % за счет опадения нижних ярусов (соя).

Динамика нарастания сухой массы показывает, что, начиная с фазы цветения до фазы налива семян, идет интенсивное накопление сухого вещества. Однако, наиболее интенсивно это проходит при внесении в почву фосфорных удобрений (табл. 11).

Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) является важным показателем фотосинтетической деятельности посевов. На ее величину заметно повлиял уровень обеспеченности почвы фосфором. В межфазный период «цветение - налив семян» ЧПФ достигает максимальной величины. В этот период ее показатели находились в пределах 6-8 г/м² в сутки. В последующие фазы она заметно падает. В среднем за весь период вегетации ЧПФ равна около 4 г/м² в сутки.

Для высокопродуктивных посевов большое значение имеет ритмичное развитие ассимиляционного аппарата в течении вегетации и высокий прирост сухого вещества при формировании генеративных органов. На эти процессы существенно влияют такие факторы, как оптимальный размер листовой поверхности, продолжительность активности ассимиляционного аппарата.



Таблица 11- Структура урожая и урожайность зерновых бобовых культур в зависимости от вносимых доз фосфорных удобрений (1996-2006 гг)

Показатели	Без инокуляции семян	При инокуляции семян
	Контроль -без удобр.	Р30	Р60	Р90	Контроль -без удобр.	Р30	Р60	Р90
Соя - сорт Ходсон
Кол.боб.,шт/раст.	22	24	24	25	25	28	28	28
Кол.сем. шт/раст	54,0	59,1	59,0	62,1	62,2	67,1	67,0	68,2
Масса сем., г/раст	8,6	9,5	9,8	10,3	10,2	11,4	11,9	12,2
Масса 1000 сем,г	159	161	166	167	165	171	178	179
Урожайность, т/га	1,66	1,99	2,05	2,16	2,14	2,39	2,50	2,56
НСР по факт. А	0,08
НСР по факт. В	0,12
НСР для взаимод	0,17
Ошибка опыта	1,72
Горох - сорт Топаз
Кол.боб.,шт/раст.	4,1	4,3	4,3	4,3	4,4	4,6	4,6	4,6
Кол.сем. шт/раст	16,4	17,2	17,2	17,3	16,9	17,1	17,2	17,2
Масса сем., г/раст	2,9	3,1	3,2	3,2	3,1	3,2	3,3	3,3
Масса 1000 сем,г	179	182	185	186	185	188	190	191
Урожайность, т/га	2,14	2,38	2,52	2,56	2,48	2,56	2,79	2,80
НСР по факт. А	0,11
НСР по факт. В	0,16
НСР для взаимод	0,22
Ошибка опыта	1,95
Вика - сорт Льговская 22
Кол.боб.,шт/раст.	7,1	7,2	7,4	7,4	7,4	7,5	7,6	7,6
Кол.сем. шт/раст	18,1	18,4	19,2	19,3	19,2	19,8	20,0	20,0
Масса сем., г/раст	0,72	0,75	0,80	0,81	0,81	0,84	0,86	0,86
Масса 1000 сем,г	39,8	40,8	41,9	42,0	42,2	42,6	42,9	42,9
Урожайность, т/га	1,67	2,00	2,14	2,17	2,17	2,28	2,34	2,36
НСР по факт. А	0,08
НСР по факт. В	0,12
НСР для взаимод	0,17
Ошибка опыта	1,72



Урожай семян зерновых бобовых культур обусловлен тремя основными показателями: 1 - числом растений на единице площади; 2 - числом бобов одного растения (а - числом семян одного боба; б - числом семян одного растения); 3 - массой 1000 семян.

Анализы показали, что уровень обеспеченности почвы фосфором заметно повлиял на число формируемых бобов. При внесении в почву Р₉₀ формируется на 15-19 % больше бобов, чем при Р₀. В фазах бутонизации и цветения число бутонов и цветков на растение было почти одинаковое, но при внесении в почву фосфора 60-90 кг д.в. лучше сохранились цветки, процент «сброса» цветков был значительно меньше.

Расчет биологического урожая показывает, что при оптимальном уровне подвижного фосфора в почве формируется на 28-30 % больше урожая семян. У сои урожайность составляет 2,56 т/га, гороха - 2,79 и вики - 2,34 т/га. Что касается посевов с недостаточным содержанием фосфора в почве, то урожайность составила, соответственно, 2,14 - 2,48 - 2,17 т/га. Эти показатели на посевах сои, гороха и вики, где не была проведена инокуляция семян, еще ниже на 10-15 %, т.е. инокуляция семян перед посевом и достаточная обеспеченность почвы фосфором способствует значительному повышению урожайности.

Определенный интерес представляет выявление источников азота и поступление его в семена зерновых бобовых культур (рис.2). Результаты показывают, что у гороха (сорт Топаз) большая часть азота поступает из почвы (63 %), затем следует отметить листья, из которых 21 % азота поступает в семена. Из стеблей поступление азота составляет 13 %, а из корней и клубеньков-1 и 2 %. Аналогичное явление наблюдается по сое и вике. Основная часть азота поступает также из почвы - 68 % (соя) и 65 % (вика). Из листьев поступает 18-19 % азота от общего потребления и меньше всего - из корней и клубеньков - 1-2 %. В меньшей степени, но такое же соотношение азота из органов растений, наблюдаем в степной зоне.



Горох - сорт Топаз

Соя - сорт Ходсон

Вика - сорт Льговская 22

Рис. 2. Иссточники поступления азота в семена зерновых бобовых культур. Предгорная зона (1996- 2005 гг)



Глава 7. 1 «Симбиотическая активность и фотосинтетическая деятельность зерновых бобовых культур в зависимости от применения микроэлементов».

Растениям необходим молибден, он локализуется в молодых растущих органах. Листья содержат его больше, чем стебли и корни. Результаты исследований показали, что обработка семян перед посевом молибденовокислым аммонием обеспечила формирование большего количества клубеньков с наибольшей массой, чем естественное содержание их в почве.

Одним из необходимых микроэлементов зерновых бобовых культур является также бор. Он необходим растениям в течение всей жизни. Бор не может реутилизироваться в растениях, поэтому при его недостатке особенно страдают молодые растущие органы. Как и молибден, бор положительно влияет на величину симбиотического аппарата. Внесение его в почву обеспечило повышение массы клубеньков в 1,3 раза (табл.12).

Совместное же применение В и Мо на посевах гороха, сои и вики обеспечивает формирование большого симбиотического аппарата. Молибден можно назвать микроэлементом азотного обмена растений, так как он входит в состав нитрогеназы - фермента, осуществляющего в процессе биологической фиксации азота, связывание азота атмосферы. Участие молибдена в фиксации молекулярного азота атмосферы объясняет его особое назначение для роста и развития бобовых культур.

В начальных фазах роста и развития растений, где применялись микроэлементы, разница в количестве фиксированного азота воздуха в различных вариантах составила 5-8 %, а в последующие фазы - 10-20 %, причем при совместном применении Мо и В этот показатель увеличивается до 20-25 % относительно контроля. Соответственно увеличивается и доля фиксированного азота воздуха от общего потребления растениями.

Формирование ассимиляционной поверхности растений и ее величина также зависело от применения микроэлементов. В фазах образования бобов и налива семян существенно увеличивается разница показателей площади листьев между контролем и с вариантами Мо и В. У всех сортов исследуемых культур площадь листовой поверхности на 8-10 % больше при использовании микроэлементов.