Влияние фосфатмобилизующих бактерий на ростовые процессы, урожайность и фитосанитарное состояние посевов зерновых культур на дерново-подзолистых супесчаных почвах
Исследование ростовых процессов, урожайности зерновых культур, фитосанитарного состояния и пораженности посевов корневыми гнилями. Влияние фосфатмобилизующих бактерий на посевы ячменя, яровой пшеницы, тритикале на дерново-подзолистых супесчаных почвах.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.01.2019 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Институт почвоведения и агрохимии
Институт растениеводства
Влияние фосфатмобилизующих бактерий на ростовые процессы, урожайность и фитосанитарное состояние посевов зерновых культур на дерново-подзолистых супесчаных почвах
Н.А. Михайловская, И.М. Богдевич
О. Миканова, Е.Г. Тарасюк
Т.Б. Барашенко, С.В. Дюсова
Т.В. Погирницкая
г. Минск, Беларусь
Summary
Influence of phosphorus-mobilizing bacteria on growth, yield and phytopathology state of cereal crop growings on luvisol loamy sand soils
N.A. Mikhailouskaya, I.M. Bogdevitch, O. Mikanova, E.G. Tarasiuk, T.B. Barashenko, S.V. Duysova, T.V. Pogirnitskaya
Tested P-mobilizing bacteria were found to promote plant development at earlier stages of ontogenesis that provides the increase of plants adaptive potential. As a result of inoculation with P-mobilizing bacteria the root volume of plants was increased by 14-30%, root biomass - by 11-32%, stem biomass - by 6-19% compared control treatments. Inoculation of winter triticale and spring barley sowings with P-mobilizing bacteria resulted to reduction of indices of spread and development of root rot infection by 1,2-1,3 and 1,3-2,3 times respectively. Application of P-mobilizing inoculants resulted in the yield increase of winter triticale and spring barley due to combination such factors as plant growth promotion, fungi static effect and P-mobilization.
Введение
Применение микробных инокулянтов с полезными свойствами оказывает разностороннее положительное влияние на растения. Среди основных факторов, приводящих к повышению урожайности при внесении микробных удобрений, рассматриваются следующие: стимуляция ростовых процессов (гормональный эффект), повышение доступности элементов минерального питания, улучшение водного питания, антистрессовое действие, повышение иммунитета растений, фунгистатическое действие на развитие патогенных грибов.
Многие исследователи считают гормональный эффект доминирующим механизмом действия микробных удобрений на инокулированные растения. Такие эффекты, обычно наблюдающееся при инокуляции, как изменение морфологии корней и корневых волосков [1-4], увеличение массы корней, числа и массы побегов [5, 6], не сопровождающиеся повышением концентрации элементов питания [7, 8], чаще всего объясняются действием ростовых веществ, продуцируемых микроорганизмами. Стимуляция развития корневой системы повышает способность инокулированных растений использовать элементы минерального питания и воду. Улучшение водного питания часто является одним из основных положительных факторов инокуляции [9, 10].
Такие процессы, как азотфиксация, мобилизация труднодоступных форм фосфора или калия активизируются в определенных экологических условиях, как правило, при дефиците этих элементов в почве [5, 6, 11-13] и не всегда являются преобладающим механизмом действия микробных удобрений. Вопрос о доминирующем механизме зависит от генотипа растения, свойств используемого штамма и экологических условий. Высокая потенциальная активность фосфатмобилизации или азотфиксации у интродуцируемого штамма не всегда гарантирует, что именно эти процессы будут преобладающими. несмотря на то, что повышение урожайности является результатом действия комплекса полезных свойств штаммов-инокулянтов, при определенных условии азотфиксация, фосфат- или калиймобилизация могут играть значительную роль.
Антистрессовое действие микробных инокулянтов на растения также считается одним из важных механизмов их взаимодействия. В литературе имеются сообщения, подтверждающие, что в стрессовых условиях инокуляция улучшает развитие растений благодаря продуцированию биологически активных веществ внесенными микроорганизмами [14]. Установлено, что инокуляция ячменя повышает его устойчивость к засухе и экстремальным температурам [15].
Одним из факторов положительного действия микробных инокулянтов, приводящих к повышению урожайности сельскохозяйственных культур, может быть также их фунгистатическое действие на корневые гнили [16, 17,18].
Наиболее вероятно, что повышение урожайности, наблюдаемое при использовании микробных удобрений, обусловлено совместным действием вышеперечисленных факторов.
Цель исследований - установить влияние фосфатмобилизующих бактерий на ростовые процессы, урожайность зерновых культур и пораженность посевов корневыми гнилями на дерново-подзолистых супесчаных почвах.
Объекты и методика исследований
Объектами исследований служили фосфатмобилизующие бактерии, изолированные из ризоплана и ризосферы злаковых культур на дерново-подзолистых почвах разных регионов республики. Для оценки потенциальной способности Р-мобилизующих бактерий стимулировать рост растений проведены лабораторные эксперименты.
Лабораторный эксперимент по изучению влияния Р-мобилизующих бактерий на развитие яровой пшеницы
В лабораторном эксперименте оценивали действие фосфатмобилизующих бактерий на развитие яровой пшеницы. Растения выращивали в водной культуре на модифицированной питательной смеси Кнопа, разведенной водой в соотношении 1:10 [19]. Для эксперимента отбирали неповрежденные и откалиброванные по размеру семена, проводили их поверхностную стерилизацию 10%-перекисью водорода в течение 30 мин, затем парами хлороформа в течение 5 мин. После этого семена тщательно промывали стерильной водой и помещали в чашки Петри для проращивания в термостате при температуре 280С. Через 24 часа проросшие семена пшеницы в стерильных условиях помещали на пластинки из фольги с отверстиями, фольгу располагали на поверхности питательной смеси в стеклянных сосудах. Количество питательной смеси в одном сосуде - 150 мл, количество растений в сосуде - 2. Повторность в опыте шестикратная.
В эксперименте тестировали шесть штаммов (изолятов), которые проявляли наиболее высокую активность в отношении фосфатмобилизации. В сосуды с питательной смесью вносили по 0,5 мл стандартизованной по мутности суспензии соответствующих штаммов бактерий. Контроль - чистая питательная смесь. Длительность эксперимента - 30 суток.
Объем и массу корней, высоту и биомассу надземной части растений определяли в соответствии с общепринятыми методами [19].
Для оценки эффективности фосфатмобилизующих бактерий проведены полевые опыты на дерново-подзолистых рыхло- и связносупесчаной почвах.
Эффективность фосфатмобилизующих бактерий на посевах ячменя на дерново-подзолистой связносупесчаной почве
Исследования проведены на дерново-подзолистой связносупесчаной почве, подстилаемой с глубины 0,5-0,6 м моренным суглинком (КСУП «Стреличево», Хойникский р-н). Агрохимические показатели пахотного слоя почвы до закладки опыта: гумус - 2,2%, Р2О5 - 180 мг/кг, К2О - 200 мг/кг, СаО - 1100, Мg - 350 мг/кг почвы.
В стационарном опыте сформированы три уровня внесения органических удобрений: 0 (без навоза), 8 и 16 т соломистого навоза на 1 га севооборотной площади. Соломистый навоз вносили под кукурузу (0, 40 и 80 т/га) в 2004 и 2009 гг. на каждом уровне органики изучали следующие варианты внесения минеральных удобрений: Контроль (без удобрений), N1PK1, N1PK2, N1PK3, N2PK2. Минеральные удобрения вносили под предпосевную культивацию. Формы удобрений - хлористый калий, аммофос и мочевина. Доза фосфорных удобрений - 60 кг/га (Р2О5). Калийные удобрения вносят в следующих дозах: 60 (К1), 120 (К2) и 180 (К3) кг/га
(К2О). Дозы азотных удобрений - 80(N1) и 60(N2). Общая площадь делянки - 18 м2, учетная - 15 м2. Повторность в опыте - четырехкратная, размещение делянок - рендомизированное. В 2009 г. возделывали озимое тритикале, в 2010 г. - кукурузу на зеленую массу, в 2011 г. опытная культура - ячмень Атаман. Бактериальное удобрение на основе фосфатмобилизующих бактерий (Bacillus sp.) в жидкой препаративной форме вносили путем обработки посевов в фазе всходы - начало кущения. Титр жизнеспособных клеток 1,8х108 КОе/мл.
Эффективность фосфатмобилизующих бактерий на посевах озимого тритикале на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве
Исследования проведены на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве с мощной прослойкой песка (60-80 см) на контакте с размытой мореной (СПК «Хотляны», Узденский р-н). Возделываемая культура - озимое тритикале Вольтарио. В эксперименте созданы четыре уровня обеспеченности почвы подвижными формами фосфора. В 2009 г. содержание подвижного фосфора составило: первый уровень - 207, второй - 244, третий - 286 и четвертый - 394 мг/кг Р2О5. на каждом уровне насыщения фосфором изучали 4 варианта внесения удобрений в четырех повторениях. Схема опыта: 1. NК - Фон; 2. Фон + Р1; 3. Фон + Р2; 4. Фон + Р3.
Агрохимические свойства почвы близки к оптимальным: pH - (KCl) 6,0-6,2, содержание подвижного калия (по Кирсанову) - 300-350 мг/кг, гумус - 2,64-2,71 %, обменный кальций (CaO) - 800-850 г/кг, обменный магний (MgO) - 140-150 мг/кг. Чередование культур в севообороте: кукуруза, яровая пшеница, однолетние травы на зеленую массу, озимая рожь, яровая пшеница, горох, озимое тритикале, горох, озимое тритикале. Под кукурузу внесен навоз - 60 т/га. Дозы NK-удобрений - N120K90, дозы фосфорных удобрений - 10, 30 и 60 кг/га (Р2О5). Общая площадь делянок - 45 м2.
Способ внесения бактериального удобрения на основе фосфатмобилизующих бактерий (Р-16) под озимые культуры - обработка посевов весной в фазе кущения. Для обработки посевов озимого тритикале использована жидкая препаративная форма бактериального удобрения, титр жизнеспособных клеток 2,1х108 КОе/мл.
Учет развития и распространения корневых гнилей проводили в фазу молочновосковой спелости зерновых культур на 100 растениях, отобранных в 5 точках каждого варианта опыта. Выемку вместе с почвой раскладывали на бумаге, растения отряхивали, отмывали от почвы и помещали на 30 минут в воду, подсушивали и затем проводили учет. Интенсивность поражения отобранных растений корневыми гнилями оценивали в баллах по шкале ВИЗР [20].
Для оценки распространения корневых гнилей и степени поражения растений использовали следующие формулы:
Р = (а x 100) /N,
где Р - распространение болезни, %; а - количество больных растений; N - общее число исследуемых растений.
R = [У(ab)x100] / NK,
где R - развитие болезни, %;
а - число пораженных растений; b - балл поражения;
N - общее количество исследованных растений;
К - высший балл шкалы степени развития болезни.
Результаты и их обсуждение
Лабораторный эксперимент по изучению влияния Р-мобилизующих бактерий на развитие яровой пшеницы
Эксперименты по выращиванию растений в водных культурах - удобный инструмент для изучения влияния инокуляции на развитие растений на ранних этапах онтогенеза и установления таких количественных параметров развития инокулированных и неинокулированных растений, как масса и объем корней, масса надземной части, соотношение надземная масса:корни и т.д. Результаты данных исследований можно расценивать как первичный скрининг перспективности ризобактерий в качестве основы бактериальных удобрений.
Известно, что ризобактерии способны к биосинтезу физиологически активных веществ, которые могут как стимулировать, так и ингибировать рост растений [1, 2, 3, 9].
Все протестированные штаммы улучшали развитие растений и оказывали стимулирующее действие на объем и массу корневой системы, а также на высоту и массу надземной части растений яровой пшеницы. За счет инокуляции линейные размеры надземной части растений увеличивались на 5-16% (табл. 1), биомасса надземной части - на 6-19% по сравнению с контролем без инокуляции (табл. 2). наибольшие показатели стимуляции роста надземной части отмечены при бактеризации яровой пшеницы штаммами Р-7, Р-12 и Р-25 (табл. 1, 2).
Установлено, что все протестированные штаммы улучшали развитие корневой системы растений. Под действием инокуляции отмечено усиление ветвления. Биомасса корней инокулированных растений на 11-32% превышала биомассу корней контрольных растений яровой пшеницы (табл. 2). урожайность фитосанитарный зерновой фосфатмобилизующий
Наибольший гормональный эффект в отношении развития корневой системы яровой пшеницы отмечен при инокуляции проростков штаммами Р-7, Р-12, Р-16 и Р-25. Стимулирующее действие перечисленных штаммов выражалось в увеличении биомассы корней на 30-32 % по сравнению с контролем (табл. 2).
Объем корней растений является важным показателем повышения их адаптивных возможностей. По показателям объема корней инокулированные фосфатмобилизующими бактериями растения на 14-30% превосходили контрольные варианты (табл. 1).
Показателем для характеристики развития растения может служить отношение надземной массы к массе корней. наибольшее значение этого показателя отмечено на контроле без инокуляции. на вариантах с внесением фосфатмобилизующих бактерий показатели снижались, указывая на лучшее развитие корневой системы бактеризованных растений яровой пшеницы. наименьший показатель соотношения надземной массы к массе корней получен для штамма Р-7, что свидетельствует о его перспективности в качестве микробного инокулянта (табл. 1).
Эксперимент с водными культурами яровой пшеницы показал преимущества развития корневой системы бактеризованных растений (рис. 1, 2) и их надземной части (табл. 1, 2) по сравнению с контрольными. Применение микробных инокулянтов с высокой стимулирующей активностью повышает адаптивные возможности инокулированных растений и улучшает их минеральное и водное питание. Более интенсивное потребление элементов минерального питания и воды обеспечивается за счет увеличения общей поглощающей поверхности корневой системы.
Анализ литературы показывает, что изменение морфологии корней, увеличение числа латеральных корней и корневых волосков, массы и объема корней, отмечающееся в результате инокуляции, улучшает способность инокулированных растений использовать элементы минерального питания, воду и указывает на продукцию регуляторов роста интродуцированными микроорганизмами [1-6].
Таблица 1
Влияние Р-мобилизующих бактерий на показатели роста яровой пшеницы (абсолютно сухое вещество/растение)
|
Варианты опыта |
Соотношение надземной биомассы и корней |
Высота растения |
Объем корней |
|||
|
см |
% |
см3 |
% |
|||
|
Контроль |
2,9 |
27,03 ± 3,45 |
100 |
0,099 ± 0,005 |
100 |
|
|
штамм Р-28 |
2,7 |
29,72 ± 4,25 |
110 |
0,127 ± 0,018 |
128 |
|
|
штамм Р-7 |
2,5 |
30,52 ± 3,10 |
113 |
0,129 ± 0,015 |
130 |
|
|
штамм Р-25 |
2,6 |
30,98 ± 3,20 |
115 |
0,130 ± 0,011 |
131 |
|
|
штамм Р-12 |
2,8 |
31,22 ± 3,35 |
116 |
0,126 ± 0,011 |
127 |
|
|
штамм Р-2 |
2,8 |
28,26 ± 3,90 |
105 |
0,113 ± 0,012 |
114 |
|
|
штамм Р-16 |
2,6 |
28,94 ± 3,55 |
107 |
0,124 ± 0,013 |
125 |
Таблица 2
Влияние Р-мобилизующих бактерий на биомассу растений яровой пшеницы (абсолютно сухое вещество/растение)
|
Варианты опыта |
Биомасса надземной части |
Биомасса корневой системы |
Биомасса растения |
||||
|
мг |
% |
мг |
% |
мг |
% |
||
|
Контроль |
18,20 ± 3,00 |
100 |
6,30 ± 1,20 |
100 |
24,50 ± 3,00 |
100 |
|
|
штамм Р-28 |
20,20 ± 4,00 |
111 |
7,50 ± 1,20 |
119 |
27,70 ± 4,00 |
113 |
|
|
штамм Р-7 |
20,80 ± 3,00 |
114 |
8,30 ± 1,20 |
132 |
29,10 ± 3,00 |
119 |
|
|
штамм Р-25 |
21,70 ± 2,85 |
119 |
8,20 ± 1,15 |
130 |
29,90 ± 3,85 |
122 |
|
|
штамм Р-12 |
21,50 ± 2,55 |
118 |
7,80 ± 1,00 |
124 |
29,30 ± 2,55 |
120 |
|
|
штамм Р-2 |
19,30 ± 3,05 |
106 |
7,00 ± 1,25 |
111 |
26,30 ± 3,05 |
107 |
|
|
штамм Р-16 |
19,90 ± 2,30 |
109 |
7,78 ± 1,00 |
123 |
27,68 ± 2,30 |
113 |
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Рис. 1. Влияние штамма Р-7 на Рис. 2. Влияние штамма Р-28 на развитие развитие корневой системы яровой корневой системы яровой пшеницы (слева - пшеницы (слева - контроль, справа - контроль, справа - 2 пробирки с инокуляцией) 2 пробирки с инокуляцией)
Высокая активность стимуляции развития корневой системы в сочетании со способностью к фосфатмобилизации определяет перспективность изученных ризобактерий для использования в качестве инокулянтов зерновых культур. Применение таких инокулянтов может существенно повысить адаптивный потенциал зерновых культур на ранних стадиях развития как за счет гормонального эффекта, так и за счет процесса фосфатмобилизации. При дефиците фосфора в начальные фазы вегетации корневая система развивается слабо и не обеспечивает хорошего питания из почвы, а подкормки фосфорными удобрениями в более поздние сроки не эффективны [20].
Для испытаний в полевых опытах были выбраны штаммы ризобактерий, сочетающие высокую активность стимуляции роста с высокой потенциальной способностью растворять труднодоступные фосфаты [13].
Эффективность фосфатмобилизующих бактерий на посевах озимого тритикале на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве
В 2009 г. изучена эффективность фосфатмобилизующих бактерий на посевах озимого тритикале Вольтарио в зависимости от доз фосфорных удобрений и уровня обеспеченности дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почвы фосфором.
На первом уровне обеспеченности почвы Р2О5 (207 мг/кг) достоверные прибавки от применения бактериального удобрения получены на фонах NК, NКР10 (табл. 3). Наиболее высокая прибавка от бактериального препарата, 3,3 ц/га зерна, отмечена на фоне NК при содержании подвижного фосфора в почве - 207 мг/кг. При внесении Р10 на фонах NК прибавка от бактеризации снижалась, и составила 3,0 ц/га зерна. наиболее высокая урожайность озимого тритикале, 52,6 ц/га, получена при внесении NКР60, но в этих условиях применение фосфатмобилизующих бактерий не оказывало влияния на урожайность возделываемой культуры (табл. 3). При содержании в почве 207 мг/кг Р2О5 наиболее обосновано применение Р-мобилизующих бактерий на фонах NK и NKР10, так как это обеспечивает урожайность 46,5-48,0 ц/га зерна озимого тритикале и достоверные прибавки урожайности 3,0-3,3 ц/га.
Таблица 3
Эффективность Р-мобилизующих бактерий на посевах озимого тритикале Вольтарио на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве (СПК «Хотляны», 2009 г.)
|
Вариант |
урожайность, ц/га |
||||
|
NK |
NKP10 |
NKP30 |
NKP60 |
||
|
1-й уровень, 207 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
43,2 |
45,0 |
48,7 |
51,8 |
|
|
Бактеризация |
46,5 |
48,0 |
50,0 |
52,6 |
|
|
Прибавка |
3,3 |
3,0 |
1,3 |
0,8 |
|
|
2-й уровень, 244 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
52,6 |
55,3 |
55,7 |
57,9 |
|
|
Бактеризация |
54,9 |
56,8 |
56,7 |
58,0 |
|
|
Прибавка |
2,3 |
1,5 |
1,0 |
0,1 |
|
|
3-й уровень, 286 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
51,4 |
51,7 |
53,4 |
55,7 |
|
|
Бактеризация |
53,2 |
52,7 |
54,0 |
55,5 |
|
|
Прибавка |
1,8 |
1,0 |
0,6 |
-0,2 |
|
|
4-й уровень, 394 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
51,0 |
50,2 |
53,8 |
53,1 |
|
|
Бактеризация |
51,9 |
50,9 |
53,3 |
51,9 |
|
|
Прибавка |
0,9 |
0,7 |
-0,5 |
-1,2 |
|
|
Фактор А (Р2О5) Фактор В (бакт.) |
2,9; 2,1 |
На втором уровне обеспеченности почвы Р2О5 (244 мг/кг) статистически достоверная прибавка от бактеризации посевов, 2,3 ц/га зерна, получена на фоне NК (табл. 3). При внесении Р10-Р60 прибавки от бактеризации снижались и были не достоверны. на третьем и четвертом уровнях обеспеченности почвы Р2О5 (286-394 мг/кг) прибавки от внесения фосфатмобилизующих бактерий не достоверны (табл. 3).
Эффективность фосфатмобилизующих бактерий на посевах ячменя на дерново-подзолистой связносупесчаной почве
В 2011 г. изучена эффективность некорневого внесения фосфатмобилизующих бактерий на посевах ячменя Атаман в зависимости от системы удобрения.
Внесение фосфатмобилизующих бактерий также приводило к повышению урожайности ячменя Атаман: прибавки составили 2,2-3,9 ц/га в зависимости от системы удобрения. Наиболее высокая урожайность ячменя получена по последействию 16 т/га органических удобрений: на вариантах NPK-удобрений урожайность зерна составила 31,0-39,2 ц/га. По последействию 8 т/га навоза с NPK-удобрениями урожайность была в пределах 28,0-31,9 ц/га, при минеральной системе удобрения - 20,0-28,0 ц/га (табл. 4).
Наиболее существенный эффект от применения фосфатмобилизующих бактерий отмечен при внесении N80P60K60 и N80P60K120 на обоих фонах последействия органических удобрений (8 и 16 т/га навоза), а также на фоне без органических удобрений. Прибавки от бактеризации были статистически достоверны и составили 3,0-3,1 ц/га (при урожайности 23,1-28,0 ц/га) на фоне без навоза, 3,2-3,9 ц/га (при урожайности 30,2-31,9 ц/га) на фоне последействия 8 т/га навоза и 3,2-3,4 ц/га (при урожайности 35,4-38,2 ц/га) на фоне последействия 16 т/га органических удобрений (табл. 4).
Таблица 4
Эффективность фосфатмобилизующих бактерий на посевах ячменя на дерново-подзолистой связносупесчаной почве (КСуП «Стреличево», 2011 г.)
|
Вариант |
урожайность, ц/га |
|||||
|
Без удобрений |
N80P60K60 |
N80P60K120 |
N80P60K180 |
N60P60K120 |
||
|
0 т/га навоза |
||||||
|
Контроль |
18,0 |
20,0 |
25,0 |
24,0 |
24,0 |
|
|
Бактеризация |
20,2 |
23,1 |
28,0 |
26,4 |
26,9 |
|
|
Прибавка |
2,2 |
3,1 |
3,0 |
2,4 |
2,9 |
|
|
8 т/га навоза |
||||||
|
Контроль |
19,0 |
28,0 |
27,0 |
28,0 |
28,0 |
|
|
Бактеризация |
21,8 |
31,9 |
30,2 |
30,9 |
31,1 |
|
|
Прибавка |
2,8 |
3,9 |
3,2 |
2,9 |
3,1 |
|
|
16 т/га навоза |
||||||
|
Контроль |
23,0 |
32,0 |
35,0 |
37,0 |
31,0 |
|
|
Бактеризация |
25,5 |
35,4 |
38,2 |
39,2 |
33,7 |
|
|
Прибавка |
2,5 |
3,4 |
3,2 |
2,2 |
2,7 |
|
Фактор А (ОУ)Фактор В (БУ) |
1,31,5 |
ОУ - органические удобрения
БУ - бактериальные удобрения
Анализ литературы показывает, что одним из факторов положительного действия микробных инокулянтов на урожайность сельскохозяйственных культур может быть их защитное действие на инокулированные растения. Выживание интродуцированных микроорганизмов в конкурентных условиях ризоплана и ризосферы связано с биосинтезом метаболитов антагонистического действия, способных ингибировать или подавлять рост конкурентов, в том числе фитопатогенных грибов. Антагонизм в ризоплане и ризосфере играет очень важную роль. некоторые микробные инокулянты проявляют выраженную фунгистатическую активность. например, при проращивании семян яровой пшеницы, на которых отсутствовали эпифитные азоспириллы, проростки сильно поражались грибами, а при наличии азоспирилл на семенах развитие грибов существенно ингибировалось [22]. При использовании некоторых фосфатмобилизующих инокулянтов установлены аналогичные фунгистатические эффекты [16-18]. Как правило, под действием микробных инокулянтов отмечается не полное уничтожение популяции фитопатогена, а существенное ограничение ее развития и, следовательно, значительное снижение вредоносности. В связи с этим представляло интерес оценить фунгистатическое действие протестированных фосфатмобилизующих бактерий на посевах ячменя и озимого тритикале.
Среди основных болезней зерновых культур корневые гнили занимают особое место, главным образом, из-за широкой распространенности и высокой вредоносности [23]. Возбудители корневых гнилей, сохраняющиеся как на семенах, так и в почве, могут поражать растения в течение всего периода их вегетации. Болезнь вызывает поражение первичных и вторичных корней, подземного междоузлия и основания стебля, гибель растений может отмечаться в период прорастания семян, появления всходов, трубкования и цветения, может отмечаться также отмирание продуктивных стеблей. Поражение прикорневой части стеблей в период формирования семян и молочной спелости приводит к образованию щуплого зерна и нередко является причиной пустоколосости [24].
Анализ экспериментальных данных показал, что применение бактериальных удобрений на основе фосфатмобилизующих бактерий достоверно снижало степень поражения зерновых культур корневыми гнилями.
На посевах озимого тритикале наибольший фунгистатический эффект от применения бактериального удобрения на основе фосфатмобилизующих бактерий отмечен при обеспеченности дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почвы подвижным фосфором в диапазоне 207-244 мг/кг Р2О5 на фоне внесения NKP10. При этом под влиянием весенней инокуляции посевов в фазе кущения распространение корневых гнилей при содержании в почве 207 мг/кг Р2О5 снижалось с 23,2% до 19,8%. При содержании подвижных фосфатов в почве равном 244 мг/кг распространение корневых гнилей снижалось с 26,2 до 23,4% (табл. 5). При высокой обеспеченности почвы фосфором (286 и 394 мг/кг Р2О5) и повышении дозы фосфорных удобрений (NKP30 и NKP60) фунгистатическое действие инокуляции посевов от применения бактерий не превышает 0,2-2,2% (табл. 5).
Обеспеченность почвы подвижным фосфором оказывала существенное влияние не только на распространение, но и на развитие корневых гнилей в посевах озимого тритикале. Бактеризация посевов приводила к снижению распространения корневых гнилей. наибольший положительный эффект от бактеризации также отмечен при содержании в почве 207-244 мг/кг Р2О5 на фонах внесения NKP10 и NKP30. При этом показатель развития корневых гнилей снижался в 1,3 раза по сравнению с контрольным вариантом. При высокой обеспеченности почвы подвижными фосфатами эффективность инокуляции посевов фосфатмобилизующими бактериями ниже (табл. 6).
На посевах ячменя на дерново-подзолистой связносупесчаной почве фунгистатическое действие фосфатмобилизующих бактерий было более выраженным, в особенности при органоминеральной системе удобрения по последействию 8 т/га навоза. Показатели распространения корневых гнилей по площади и их развитие на отдельных растениях ячменя при этом снижались на 10,4-13,2% (табл. 7) и на 3,0-7,4% (табл. 8) соответственно. наибольший положительный эффект от инокуляции посевов на распространение и развитие болезней отмечен на варианте с внесением N80P60K60: распространение корневых гнилей снижалось на 13,2%, а развитие - на 7,4% (табл. 7, 8).
При минеральной системе удобрения показатели распространения и развития корневых гнилей на вариантах с инокуляцией посевов были ниже по сравнению с контролем на 2,7-3,3% и 1,6-3,2% соответственно (табл. 7, 8).
На фоне последействия 16 т/га навоза снижение показателей распространения и развития болезней на вариантах с применением фосфатмобилизующих бактерий и NPK составило 2,9-4,7% и 1,6-3,1% соответственно (табл. 7, 8). Лучшие показатели также были отмечены на варианте N80P60K60.
Таблица 5
Влияние фосфатмобилизующих бактерий на распространение корневых гнилей озимого тритикале на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве, % (СПК «Хотляны», 2009 г.)
|
Вариант |
NK |
NKP10 |
NKP30 |
NKP60 |
|
|
1-й уровень, 207 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
20,4 |
23,2 |
24,5 |
27,5 |
|
|
Бактеризация |
18,2 |
19,8 |
22,3 |
26,2 |
|
|
Снижение |
2,2 |
3,4 |
2,2 |
1,3 |
|
|
2-й уровень, 244 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
25,8 |
26,2 |
28,8 |
29,4 |
|
|
Бактеризация |
24,0 |
23,4 |
26,7 |
28,1 |
|
|
Снижение |
1,8 |
2,8 |
2,1 |
1,3 |
|
|
3-й уровень, 286 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
30,2 |
32,4 |
32,3 |
32,5 |
|
|
Бактеризация |
28,9 |
30,1 |
30,3 |
31,5 |
|
|
Снижение |
1,3 |
2,3 |
2,0 |
1,0 |
|
|
4-й уровень, 394 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
33,3 |
34,2 |
34,4 |
35,2 |
|
|
Бактеризация |
32,4 |
33,2 |
34,0 |
35,0 |
|
|
Снижение |
0,9 |
1,0 |
0,4 |
0,2 |
|
|
нСР05 |
1,4 |
Таблица 6
Влияние фосфатмобилизующих бактерий на развитие корневых гнилей озимого тритикале на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве, % (СПК «Хотляны», 2009 г.)
|
Вариант |
NK |
NKP10 |
NKP30 |
NKP60 |
|
|
1-й уровень, 207 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
10,2 |
10,5 |
11,3 |
14,8 |
|
|
Бактеризация |
8,3 |
8,3 |
8,9 |
13,0 |
|
|
Снижение |
1,9 |
2,2 |
2,4 |
1,8 |
|
|
2-й уровень, 244 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
12,3 |
12,8 |
15,3 |
17,2 |
|
|
Бактеризация |
10,4 |
9,5 |
11,8 |
15,8 |
|
|
Снижение |
1,9 |
3,3 |
3,5 |
1,4 |
|
|
3-й уровень, 286 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
12,5 |
14,2 |
16,4 |
17,9 |
|
|
Бактеризация |
11,0 |
12,5 |
15,3 |
17,2 |
|
|
Снижение |
1,5 |
1,7 |
1,1 |
0,7 |
|
|
4-й уровень, 394 мг/кг Р2О5 |
|||||
|
Контроль |
13,8 |
14,8 |
18,6 |
18,9 |
|
|
Бактеризация |
12,5 |
13,3 |
17,3 |
18,0 |
|
|
Снижение |
1,3 |
1,5 |
1,3 |
0,9 |
|
|
нСР05 |
0,6 |
Таблица 7
Влияние фосфатмобилизующих бактерий на распространение корневых гнилей ячменя на дерново-подзолистой связносупесчаной почве (КСуП «Стреличево», 2011 г.)
|
Вариант |
Контроль |
N80P60K60 |
N80P60K120 |
N80P60K180 |
N60P60K120 |
|
|
0 т/га навоза |
||||||
|
Контроль |
30,0 |
33,3 |
32,2 |
34,1 |
33,6 |
|
|
Бактеризация |
27,2 |
30,0 |
29,2 |
31,4 |
30,5 |
|
|
Снижение |
2,8 |
3,3 |
3,0 |
2,7 |
3,1 |
|
|
8 т/га навоза |
||||||
|
Контроль |
26,0 |
29,1 |
30,0 |
29,4 |
30,2 |
|
|
Бактеризация |
15,5 |
15,9 |
19,2 |
19,0 |
19,2 |
|
|
Снижение |
10,5 |
13,2 |
10,8 |
10,4 |
11,0 |
|
|
16 т/га навоза |
||||||
|
Контроль |
33,5 |
35,2 |
35,0 |
37,4 |
37,5 |
|
|
Бактеризация |
28,9 |
30,5 |
31,0 |
34,5 |
33,4 |
|
|
Снижение |
4,6 |
4,7 |
4,0 |
2,9 |
4,1 |
|
|
нСР05 |
1,5 |
Таблица 8
Влияние фосфатмобилизующих бактерий на развитие корневых гнилей ячменя на дерново-подзолистой связносупесчаной почве (КСуП «Стреличево», 2011 г.)
|
Вариант |
Контроль |
N80P60K60 |
N80P60K120 |
N80P60K180 |
N60P60K120 |
|
|
0 т/га навоза |
||||||
|
Контроль |
8,3 |
9,0 |
9,8 |
12,0 |
11,8 |
|
|
Бактеризация |
6,9 |
6,3 |
8,2 |
10,0 |
8,6 |
|
|
Снижение |
1,4 |
2,7 |
1,6 |
2,0 |
3,2 |
|
|
8 т/га навоза |
||||||
|
Контроль |
5,3 |
12,9 |
7,5 |
12,6 |
8,3 |
|
|
Бактеризация |
3,7 |
5,5 |
4,5 |
7,6 |
4,8 |
|
|
Снижение |
1,6 |
7,4 |
3,0 |
5,0 |
3,5 |
|
|
16 т/га навоза |
||||||
|
Контроль |
6,3 |
7,2 |
8,9 |
13,3 |
9,6 |
|
|
Бактеризация |
5,0 |
5,0 |
7,3 |
10,2 |
7,9 |
|
|
Снижение |
1,3 |
2,2 |
1,6 |
3,1 |
1,7 |
|
|
нСР05 |
0,4 |
Таким образом, изучено влияние фосфатмобилизующих бактерий на рост и развитие растений на начальных стадиях онтогенеза, показано их значительное стимулирующее действие на развитие корневой системы и надземной части растений, установлено влияние на урожайность озимого тритикале и ячменя, развитие и распространение корневых гнилей в посевах на дерново-подзолистой супесчаной и связносупесчаной почвах.
Фосфтмобилизующие бактерии оказывают разностороннее положительное влияние на инокулированные растения. Внесение созданных на их основе бактериальных удобрений стимулирует развитие корневой системы растений и улучшает минеральное питание [4, 6]. Способность штаммов к фосфатмобилизации приводит к лучшей их адаптации и приживаемости в конкурентных условиях ризосферы. Разнообразие приспособительных механизмов является важным преимуществом фосфатмобилизующих бактерий и определяет их способность оказывать комплексное положительное влияние на режим питания инокулированных растений.
Выводы
1. Установлено, что протестированные штаммы фосфатмобилизующих бактерий стимулируют развитие растений на ранних этапах онтогенеза, повышая их адаптивные возможности. За счет инокуляции объем корней увеличивается на 14-30%, биомасса корней - на 11-32%, биомасса надземной части растения - на 6-19% по сравнению с контролем без инокуляции.
2. Инокуляция посевов озимого тритикале Вольтарио и ячменя Атаман фосфатмобилизующими инокулянтами обеспечивала снижение показателей распространения корневых гнилей в 1,2-1,3 раза и развития болезней в 1,3-2,3 раза.
3. Применение фосфатмобилизующих инокулянтов приводило к повышению урожайности озимого тритикале и ячменя, обусловленному сочетанием таких факторов, как стимуляция роста, фунгистатический эффект и фосфатмобилизация. на дерново-подзолистой рыхлосупесчаной почве с разной обеспеченностью подвижными фосфатами наиболее эффективно применение Р-мобилизующих инокулянтов при содержании фосфора в почве равном 207 мг/кг на фоне внесения
N120K90, прибавка зерна озимого тритикале составила 3,3 ц/га при урожайности - 46,5 ц/га. на дерново-подзолистой связносупесчаной почве наиболее эффективно применение фосфатмобилизующих инокулянтов при внесении N80P60K60 и N80P60K120: прибавки зерна ячменя составили 3,0-3,1 ц/га (при урожайности 23,128,0 ц/га) на фоне без навоза, 3,2-3,9 ц/га (при урожайности - 30,2-31,9 ц/га) на фоне последействия 8 т/га навоза и 3,2-3,4 ц/га (при урожайности - 35,4-38,2 ц/га) на фоне последействия 16 т/га органических удобрений.
Литература
1. Okon, Y. Development and function of Azospirillum-inoculated roots / Y. Okon, Y. Kapulnik // Plant Soil. - 1986. - Vol. 90. - P. 3-16.
2. Kapulnik, Y. Changes in root morphology of wheat caused by Azospirillum inoculation / Y. Kapulnik, Y. Okon and Y. Henis // Can. J. Microbiol. - 1985. - Vol. 31. - P. 881-887.
3. Patriquin, D.G. Sites and processes of association between diazotrophs and grasses / D.G. Patriquin, J. Dobereiner and D.K. Jain // Can. J. Microbiol. - 1983. - Vol. 29. - P. 900-915.
4. Активность фосфатмобилизации у ризобактерий / Н.А. Михайловская [и др.]. // Почвоведение и агрохимия. - 2007. - № 1(38). - С. 225-231.
...Подобные документы
Выявление влияния плодородия дерново-подзолистых почв на ее нитрификационную способность. Определение агрохимических свойств дерново-подзолистых почв и расчет индекса окультуренности почв. Анализ влияния плодородия на содержание NPK в зерне и соломе.
курсовая работа [51,8 K], добавлен 09.12.2013Влияние биологических особенностей зерновых культур, кислотности почвы и других ее агрохимических показателей на поступление 90Sr в растения. Анализ накопления стронция-90 в зерне и соломе зерновых культур, выращенных на почвах дерново-подзолистой зоны.
курсовая работа [428,8 K], добавлен 30.08.2015Общая характеристика и причины возникновения корневой гнили. Фитопатологическая обстановка в основных зерносеющих районах Челябинской области, возможности снижения проявления болезни на примере яровой пшеницы и ячменя, ржи и других зерновых культур.
дипломная работа [103,2 K], добавлен 28.06.2010Значение зерновых в обеспечении продовольственной безопасности. Участие зерновых в формировании структуры посевных площадей. Влияние уровней почвенного плодородия на продуктивную кустистость. Структура урожайности ячменя, озимой ржи, пшеницы, тритикале.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.02.2016Главные мероприятия по повышению плодородия дерново-подзолистых почв. Народнохозяйственное и агротехническое значение зерновых и бобовых культур. Кормовая свекла: значение, районы распространения, биология и агротехника. Подготовка семян к хранению.
контрольная работа [24,2 K], добавлен 10.10.2011Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений яровой пшеницы. Изучение густоты стояния растений. Видовой состав сорных растений. Фитосанитарное состояние посевов. Анализ биологической и экономической эффективности применения гербицидов.
презентация [551,9 K], добавлен 12.01.2014Особенности ресурсосберегающей технологии возделывания зерновых культур. Описание новых сортов яровой мягкой пшеницы. Районирование некоторых сортов. Функциональная геномика зерновых культур. Деятельность ведущих ученых в области зерновых культур.
реферат [226,5 K], добавлен 30.10.2014Роль высококачественного семенного материала в росте урожайности сельскохозяйственных культур. Хозяйственная и биологическая характеристика интенсивных сортов озимой пшеницы. Фазы роста и развития зерновых культур, вегетативный период в жизни растения.
контрольная работа [25,3 K], добавлен 20.05.2011Народнохозяйственное значение производства зерна, особенности его производства в Амурской области. Современное состояние развития зернового хозяйства. Динамика урожайности и валовых сборов зерновых культур. Эффективность новых сортов зерновых культур.
курсовая работа [86,1 K], добавлен 11.12.2012Агрохимическая характеристика почв Забайкалья. Динамика содержания азота в почвах, его роль в питании растений. Влияние азотных удобрений на урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Экологические аспекты применения различных удобрений.
курсовая работа [127,4 K], добавлен 21.12.2014Анализ и оценка современного состояния производства в растениеводстве. Структура посевов сельскохозяйственных культур и организация севооборотов. Урожайность культур, определение производительности труда, себестоимости и рентабельности производства.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.12.2014Биологические особенности, требования к теплу, почве и увлажнению яровой пшеницы. Методы обработки почвы под яровую пшеницу. Методы выбора мест посева ценных культур по их предшественникам. Расчет программируемой урожайности возделываемой культуры.
курсовая работа [54,3 K], добавлен 27.08.2009Биологические и морфологические особенности культуры. Применение элементов программирования урожайности сельскохозяйственных культур. Расчет действительно возможной урожайности по влагообеспеченности посевов. Расчет фотосинтетического потенциала.
курсовая работа [135,9 K], добавлен 31.08.2008История культуры. Районы возделывания и урожайность. Биологические особенности культуры. Требования культуры к элементам питания. Влияние удобрений на урожай и его качество. Дозы, сроки и способы внесения удобрений под культуру.
курсовая работа [64,4 K], добавлен 23.12.2006Выбор оптимального срока посева. Определение уровня урожайности в зависимости от влагообеспеченности. Культуры раннего и позднего срока посева. Преимущества и недостатки поздних сроков посева. Влияние сроков сева на развитие листостеблевых инфекций.
реферат [23,6 K], добавлен 12.07.2010Влияние различных форм азотных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур. Выявление лучших форм удобрений, способствующих повышению урожайности культуры и качества продукции. Зависимость урожайности ярового ячменя от доз вносимых удобрений.
реферат [37,5 K], добавлен 20.07.2010Динамика урожайности зерновых культур. Индексный анализ валового сбора и средней урожайности зерновых ТОО "Вязовское" по усреднённым данным за два периода. Корреляционный анализ урожайности зерновых культур. Расчёт урожайности на перспективу.
курсовая работа [55,2 K], добавлен 24.10.2004Оценка скоростей протекания почвообразовательных процессов в дерново-подзолистых почвах и черноземах в условиях влияния сельскохозяйственного производства и горнодобывающей промышленности на примере процессов гумусообразования, лессиважа, оглеения.
курсовая работа [81,6 K], добавлен 22.11.2013Влияние разных по интенсивности систем обработки на агрофизические свойства почвы и урожайность полевых культур. Ресурсосберегающие системы удобрений и защиты растений в регулировании показателей дерново-подзолистой супесчаной почвы и урожайности рапса.
дипломная работа [129,5 K], добавлен 27.07.2015Ботаническая характеристика и биологические особенности яровой пшеницы. Оценка сельскохозяйственных культур как предшественников и их влияние на засоренность и урожайность. Экспериментальное исследование по данной теме на поле института агроэкологии.
дипломная работа [253,1 K], добавлен 18.07.2010
