Влияние диазотрофов на продукционный процесс ярового ячменя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева, Россия, Воронеж

Влияние диазотрофов на продукционный процесс ярового ячменя

научный сотрудник Чевердин А.Ю.

ведущий научный сотрудник, к.б.н. Чевердина Г.В.

Аннотация

Цель исследований - установить влияние диазотрофных ризобактерий на изменение интенсивности продукционных процессов в растениях ярового ячменя. Выявлено, что предпосевная инокуляция семян ассоциативными диазотрофами приводит к увеличению содержания хлорофиллов в листьях ярового ячменя. Совместное применение активных штаммов диазотрофов и азотных минеральных удобрений в условиях юго-востока ЦЧЗ не вызывает увеличения количества зеленых пигментов. Выделены наиболее эффективные штаммы: 7(мизорин) и 30 (флавобактерин) для предпосевной инокуляции семян ячменя. Установлена корреляционная зависимость между содержанием хлорофиллов и биологической активностью почвы. Основное влияние оказывали микроорганизмы ответственные за азотный цикл.

Ключевые слова: диазотрофы, ячмень, хлорофилл, биологическая активность.

Abstract

The aim of the research is to determine the effect of diazotrophic rhizobacteria on the change in the intensity of production processes in plants of spring barley. It was found that presowing inoculation of seeds with associative diazotrophs leads to an increase in the content of chlorophylls in the leaves of spring barley. The combined use of active strains of diazotrophs and nitrogen fertilizers in the South-East of cchz does not cause an increase in the number of green pigments. The most effective strains: 7(miserin) and 30 (Flavobacterium) for pre-inoculated seed barley. The correlation between the content of chlorophylls and the biological activity of the soil is established. The main influence was exerted by microorganisms responsible for the nitrogen cycle.

Keywords: diazotrophs, barley, chlorophyll, biological activity.

Получение здоровой и экологически безопасной с-х продукции относится к одним из основных направлений современного земледелия. Важным элементом в биологизации земледелия является активный поиск источников пополнения почвенных биогенных элементов, необходимых для нормального роста и развития растений. Диазотрофные микроорганизмы за счет своей широкой возможности фиксировать азот атмосферы в ризосфере злаковых культур могут существенным образом расширить спектр приемов направленных на оптимизацию корневого питания. При этом возможно также снижение доз применения минеральных удобрений. Из всех существующих природных источников пополнения азотного фонда почвы важное место занимает биологический азот. Его по праву можно отнести к неиссякаемым источникам и активизация способности культурных растений накапливать азот ризосфере является весьма актуальной задачей.

Инокуляция семян злаковых культур препаратами диазотрофов способствует усилению фотосинтетических, продукционных процессов, протекающих в растениях [1]. Но влияние ассоциативных диазотрофных препаратов на фотосинтетическую активность ячменя ярового в условиях юго-востока ЦЧЗ остается малоизученным.

Продукционный процесс растений является сложной системой, определяемый многими факторами. Природные (свет, влага, температурный режим) в естественных условиях трудно каким-либо образом регулировать или улучшать. Одним из важнейших физиологических процессов является фотосинтетическая активность (ФСА) и донорно-акцепторные взаимоотношения между органами растения. Существует мнение, что от условий развития фотосинтетического аппарата зависит реализация потенциальных возможностей растений формировать высокую продуктивность полевых культур [3].

В то же время показатели фотосинтетической активности (ФСА) не являются лимитирующим фактором для продуктивности растений. Изучение ФСА необходимо проводить во взаимосвязи с функционированием как вегетативных органов растений, так и корневой системой [2].

Методика проведения исследований. Полевые опыты проводились в почвенно-климатических условиях Центрального Черноземья в течение 2015-2018 гг. на полях НИИСХ ЦЧП. Почвенный покров опытного участка представлен черноземом обыкновенным (сегрегационным) среднемощным среднегумусовым тяжелосуглинистым на карбонатных лессовидных глинах.

Исследования проводились на районированном в зоне сорте ячменя Таловский 9. диазотрофный ризобактерия продукционный ячмень

Содержание хлорофиллов определялось в верхних листьях в фазы колошение и молочная спелость методом экстракции 96% этанолом на спектрофотометре ПЭ-5300ВИ (ЭКРОС).

Опыт заложен по двухфакторной схеме. Фактором первого порядка служили уровни удобренности - естественный фон удобренности (без использования минеральных удобрений) и предпосевное внесение аммиачной селитры в дозе N₃₀. Варианты второго порядка - микробиологические штаммы ассоциативных препаратов для предпосевной инокуляции семян. Штаммы ассоциативных микроорганизмов получены непосредственно из ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии.

Результаты и обсуждение. Содержание хлорофилла - важнейший внутренний фактор, определяющий интенсивность фотосинтеза и общую продуктивность растений. Условия минерального питания и водного режима способствуют возрастанию количества хлорофилла, и повышают интенсивность и продуктивность процесса.

Нами проводились исследования содержания хлорофиллов в фазу колошения. Результаты исследований свидетельствуют о положительном влияния как штаммов микроорганизмов, так уровня минерального питания на накопление зеленых пигментов. При этом следует отметить, что во многих случаях роль диазотрофов в этом отношении была выше, чем предпосевного внесения минерального азота. Совместное использование диазотрофов и удобрений не оказало положительного влияния на увеличение концентрации зеленных пигментов.

В фазу колошения в среднем за годы исследований (2015-2018 гг/) на вариантах без удобрения содержание суммы хлорофиллов (а+b) варьировало от 7,80 до 8,46 мг/г (см. табл.) Минимальное количество пигментов отмечено на варианте без использования микробных штаммов. Оно равнялось 7,80 мг/г. Предпосевная инокуляция штаммами диазотрофов способствовала активизации процессов накопления зеленых пигментов: содержание хлорофилла а возрастало на 0,10 - 0,31 мг/г, хлорофилла в на 0,01-0,30 мг/г и сумма хлорофилла а+b на 0,17-0,56 мг/г.

Таблица 1. Содержание хлорофилла в листьях растений ярового ячменя в фазу колошение, 2015-2018 гг.

Применение минерального азота в чистом виде увеличивало количество зеленых пигментов. В среднем за года проведение исследований эти различия составили 0,20 мг/г а.с.в. Причем под влиянием азотного удобрения в большей мере увеличивалось количество хлорофилла а - на 0,14 мг/г. Хлорофилла b в несколько меньшей степени - на 0,05 мг/г.

Сочетание применения минеральных удобрений и штаммов микробных препаратов не способствовало, в большинстве случаев, повышению концентрации зеленных пигментов в листьях ярового ячменя. В вариантах с инокуляций количество хлорофиллов снижается относительно неудобренного варианта. Исключением является предпосевная обработка семян штаммом 30 (флавобактерин). Превышение значения контрольного варианта составило 0,73 мг/г. По остальным штаммам микробных препаратов концентрация хлорофиллов была несколько ниже и варьировала в интервале от 7,95 до 8,10, мг/г. Это может указывать на то, что минеральные удобрения сглаживают эффект положительного влияния диазотрофов на фотосинтез растений ярового ячменя. Ассоциативные микробные препараты проявляют его только на естественном фоне удобренности.

Активность фотосинтеза во многом определяется состоянием почвенной среды и микробиологическими процессами, обуславливающих почвенное плодородие. В этой связи нами сделан анализ взаимосвязи содержания хлорофилла с активностью основных групп микроорганизмов.

Проведенный нами анализ установил среднюю корреляционную зависимость между содержанием хлорофилла а и количеством микроорганизмов аммонификаторов (на среде МПА). Аммонификаторы осуществляют минерализацию белков, разлагая их в конечном итоге до СО₂, NH₃ и H₂S. Коэффициент парной корреляции равнялся в данном случае r=0,42.

Кроме того, в процессе аммонификации, помимо бактерий, заметное участие принимают актиномицеты и грибы. При этом более тесная корреляционная зависимость установлена между количеством хлорофилла а и микромицетами. Коэффициент корреляции равнялся r =0,43. С численностью актиномицетов зависимость была существенно ниже r = 0,12.

Важной группой структуры микробного ценоза являются микроорганизмы, использующие минеральный азот (произрастающие на крахмало-аммиачном агаре КАА). По нашим данным корреляционная зависимость при этом была ниже и составила r = 0,31.

Важной составной часть микробного ценоза черноземов являются микроорганизмы минерализаторы гумуса. Почвенная микрофлора принимает непосредственное участие в процессах синтеза и разложения органического вещества в почве. По мнению Виноградского гумус является продуктом жизнедеятельности специфической микробной массы поучившей название автохтонной. Микроорганизмы участвующие в процессе гумусообразования имеют существенное значения для оптимизации плодородия почв и физиологических процессов растений. В подтверждение этого служит довольно высокий коэффициент парной корреляции между количеством хлорофилла а и содержанием микроорганизмов - минерализаторов гумуса - r = 0,49.

Выводы

Использование диазтрофных ризобактерий способствует предпосевная увеличению концентрации зеленых пигментов в листьях ярового ячменя. Наиболее заметно это закономерность прослеживается на естественном фоне удобренности. Комплексное использование штаммов диазотрофов на фоне предпосевного внесения азотных удобрений не оказывает положительного влияния на величину накопления хлорофиллов.

Список литературы

1. Стародубцев В.Н. Влияние биопрепаратов и микроудобрения на продукционный процесс озимой пшеницы/ В.Н. Стародубцев, Л.П. Степанова, Е.И. Степанова//Земледелие. - 2012. - №1. - С.33-35.

2. Чиков В.И. Эволюция представлений о связи фотосинтеза с продуктивностью растений //Физиология растений. - 2008. - том 55. - №1. - C. 140-154.

3. Шимко В.Е., Кульминская И.В., Калитухо Л.Н., Гордей И.А. Сравнительный анализ показателей фотосинтеза и продуктивности у гибридов F2 озимой ржи/ В.Е. Шимко, И.В. Кульминская, Л.Н. Калитухо, И.А. Гордей/ Физиология растений. - 2009. - том 56. - №1. - C.139-146.

Размещено на Allbest.ru