Влияние бактериального удобрения азобактерин на урожайность многолетних злаковых трав, качество и аккумуляцию радионуклидов

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

В сельскохозяйственном производстве Беларуси используется 998,7 тыс. га почв, загрязненных 137Cs в пределах 37-1480 кБк/м2. Около 345,4 тыс. га почв республики одновременно загрязнено 90Sr в пределах 5,5-111 кБк/м2. На загрязненных радионуклидами почвах возделываются и многолетние травы, которые отличаются способностью интенсивнее аккумулировать радионуклиды по сравнению с другими сельскохозяйственными культурами. В связи с этим загрязнение кормовой продукции может быть значительным. Загрязнение кормов представляет особую опасность, так как радионуклиды по пищевой цепочке поступают в молоко [1, 2].

В настоящее время благодаря комплексу защитных мероприятий, проведенных на загрязненной территории, решены первоочередные задачи производства нормативно чистых продуктов питания. В результате защитных мер, а также природных процессов распада, сорбции и миграции радионуклидов переход 137Cs по пищевым цепям снизился более чем на порядок, а 90Sr - в 3 раза. Однако последствия Чернобыльской катастрофы носят долговременный характер. Основная доля радионуклидов 137Cs и 90Sr находится в корнеобитаемом слое почв и интенсивно включается в биологический круговорот. Поэтому проблема снижения загрязнения травяных кормов в зоне радиоактивного загрязнения почв по-прежнему остается актуальной [3-5].

Одним из возможных биологических приемов повышения урожайности многолетних трав и снижения перехода радионуклидов в продукцию может быть использование бактериальных удобрений разной специализации. Однако наибольший интерес представляют препараты на основе азотфиксирующих бактерий, так как ведущая роль в формировании урожая многолетних злаковых трав принадлежит азоту. Внесение повышенных доз азотных удобрений усиливает переход радионуклидов в урожай [1, 2], а приемы стимулирования биологической азотфиксации и ограничения доз минерального азота представляют интерес. Следует отметить, что внесение бактериальных удобрений на основе природных штаммов азотфиксирующих бактерий экологически обосновано и не представляет опасности для окружающей среды.

Азоспириллы признаны перспективными инокулянтами для целого ряда злаковых культур, включая разные виды злаковых трав. Агрономическая оценка эффективности 20-летнего применения азоспирилл, проведенная Y. Okon et al. [7], свидетельствует об их способности повышать урожайность и качество злаковых культур на почвах разного генезиса и в разных климатических регионах. К настоящему времени накоплен обширный экспериментальный материал по влиянию азоспирилл на урожайность и качество злаковых культур в зонах умеренного и тропического климата [8-10].

В Институте почвоведения и агрохимии разработано бактериальное удобрение Азобактерин на основе зонального штамма азотфиксирующих бактерий Azospirillum brasilense ВКПМ В4485 [6]. Испытания на посевах многолетних трав показали, что применение Азобактерина стимулирует развитие корневой системы за счет продукции фитогормонов, улучшает минеральное питание и повышает урожайность многолетних злаковых трав [11-15].

Цель настоящей работы - установить влияние бактериального удобрения Азобактерин на урожайность и аккумуляцию 137Cs и 90Sr в многолетних злаковых травах, определить основные факторы его положительного действия на качество трав при возделывании на дерново-подзолистых супесчаных почвах, загрязненных радионуклидами.

Исследования проведены на дерново-подзолистых супесчаных почвах, преобладающих в зоне радиоактивного загрязнения почв.

Эффективность Азобактерина на разных видах многолетних злаковых трав при равных условиях минерального питания. Эффективность бактеризации разных видов многолетних злаковых трав Азобактерином изучали в полевом опыте на дерново-подзолистой супесчаной почве, развивающейся на супеси рыхлой, подстилаемой с глубины 1,4 м моренным суглинком (Гомельская обл., Мозырский р-н). Плотность загрязнения почвы опытного участка 137Cs в пределах 180-185 кБк/м2, 90Sr - 12 кБк/м2. Агрохимические свойства пахотного слоя почвы: гумус - 2,2% (по Тюрину); pH (KCl) - 6,0-6,2; P2O5 - 250-280 мг/кг, K2O - 180-200 мг/кг (по Кирсанову). Содержание фосфора и калия в почве доведено до оптимального для минимизации перехода радионуклидов в продукцию. Учетная площадь делянки - 6,4 м2. Повторность в опыте четырехкратная. Расположение делянок рендомизированное. Тимофеевку луговую (Phleum pratense), овсяницу луговую (Festuca pratensis), кострец безостый (Bromus inermis) и ежу сборную (Dactylis glomerata) выращивали в одновидовых посевах при равных условиях минерального питания (N30P60K90). Суперфосфат двойной и хлористый калий вносили перед посевом, аммиачную селитру - весной в начале вегетации. Для предпосевной бактеризации семян трав при закладке полевого эксперимента использован торфяной Азобактерин (титр 3,2х109 КОЕ/г). В последующие 3 года посевы ежегодно обрабатывали водной суспензией торфяного бактериального препарата в начале вегетации трав и после первого укоса (титр 3,0-4,0х109 КОЕ/г). Активность азотфиксации в ризоплане многолетних трав определяли ацетиленовым методом на газовом хроматографе «Хром 4» с пламенноионизационным детектором и выражали в мкг N2/г сырых корней. Содержание элементов питания в урожае трав определяли методом ИК-спектрометрии. Учет урожайности многолетних трав проводили в фазу начала цветения. Измерения удельной активности 137Cs в растительных образцах многолетних трав проводили в соответствии с методами испытаний МИ 214391 [16] на гамма-спектрометре Canberra 2000. Удельную активность 90Sr определяли радиохимическим методом по стандартной методике ЦИНАО [17] с радиометрическим окончанием на гамма-бета-спектрометре.

Исследования проводили в соответствии с методическими указаниями по закладке полевых опытов. Статистическая обработка результатов исследований проведена методом дисперсионного анализа.

Период исследований характеризовался засушливыми условиями и повышенной температурой воздуха, наибольший дефицит осадков отмечен в год закладки опыта (ГТК 0,60), последующие годы были относительно более благоприятными, ГТК составили 0,95, 1,12 и 1,05.

Эффективность Азобактерина на еже сборной при разных уровнях азотного питания. Для изучения эффективности бактериального удобрения Азобактерин в зависимости от уровня азотного питания проведен полевой опыт (Гомельская обл., Мозырский рн) с ежой сборной (Dactylis glomerata L.), сорт Магутная. Почва опытного участка дерново-подзолистая супесчаная, развивающаяся на моренном суглинке. Плотность загрязнения почвы опытного участка 137Cs - 5-7 Ки/км2. Агрохимические показатели пахотного слоя почвы: гумус - 2,0-2,2% (по Тюрину); рНКСl - 6,0-6,1; Р2О5 - 190-200 мг/кг, К2О - 160- 170 мг/кг (по Кирсанову). Содержание калия и фосфора оптимально для минимизации перехода радионуклидов в растения. Схема опыта включала три уровня минерального питания: Р60К90, N30Р60К90, N60Р60К90. Минеральные удобрения вносили весной перед посевом в первый год и перед началом вегетации в последующие годы жизни растений. Двойной суперфосфат и хлористый калий вносили перед посевом. Аммиачную селитру из расчета N30 вносили весной и после первого укоса на варианте N60Р60К90 и однократно в начале вегетации на варианте N30Р60К90. Учетная площадь делянки - 25 м2. Повторность в опыте четырехкратная. Бактериальное удобрение Азобактерин было внесено однократно при проведении предпосевной бактеризации семян в виде торфяного препа- рата (титр 1,5х1010 КОЕ/г). Поддерживающее внесение бактериального удобрения в последующие годы использования травостоя не проводили. Численность A. brasilense определяли при высеве гомогената корней из соответствующих разведений на агаризованную среду DN, содержащую 0,004% индикатора конго красный. Подсчет колоний азоспирилл проводили после инкубации в термостате при 37 єС в течение трех суток [19].

Учет урожайности ежи сборной проводили в фазу начала цветения. Удельную активность растительных образцов по 137Cs определяли на г-спектрометре [16]. Результаты исследований обрабатывали методом дисперсионного анализа. Погодные условия в годы проведения исследований были близки к средним многолетним.

Лабораторный эксперимент. Растения выращивали в водной культуре на модифицированной питательной смеси Кнопа, разведенной водой в соотношении 1:10 [24]. Для посева использовали стерильные семена (10% перекись водорода в течение 30 мин и пары хлороформа - 5 мин). Количество питательной смеси - 150 мл на сосуд, количество растений в сосуде - 2. Для инокуляции в сосуды с питательной смесью вносили по 0,5 мл стандартизованной по мутности бактериальной суспензии. Контроль - чистая питательная смесь. Длительность эксперимента - 30 суток. Повторность в опыте шестикратная. Объем и массу корней, высоту и биомассу надземной части растений определяли в соответствии с общепринятыми методами [24].

Применение минеральных удобрений - калийных, фосфорных, азотных - повышает урожайность сельскохозяйственных культур, приводя к разбавлению концентрации радионуклидов в растениеводческой продукции. Внесение калийных удобрений, наряду с прибавкой урожайности и эффектом разбавления, ограничивает поступление 137Cs в растения за счет антагонизма катионов цезия и калия в почвенном растворе. Внесение фосфорных удобрений также снижает содержание радионуклидов в продукции, так как они способствуют закреплению радионуклидов в почве [1, 2].

В отношении азота, который играет решающую роль в формировании урожая многолетних злаковых трав, складывается особая ситуация. С одной стороны, недостаток азота в почве приводит к снижению урожайности и, соответственно, к увеличению концентрации радионуклидов в кормовой продукции. С другой стороны, повышенные дозы азотных удобрений могут способствовать аккумуляции радионуклидов в урожае [1, 3]. В связи с этим в зоне радиоактивного загрязнения целесообразно использовать экологически безопасные заменители минеральных азотных удобрений - бактериальные удобрения, содержащие ассоциативные азотфиксирующие бактерии Azospirillum brasilense B4485 [6]. Внесение азотфиксаторов обеспечивает улучшение азотного питания, позволяя частично снижать дозы минерального азота, а также повышает продуктивность многолетних злаковых трав, улучшает питательную ценность кормов [6, 12-15].

Эффективность Азобактерина на разных видах многолетних злаковых трав при равных условиях минерального питания. При изучении эффективности Азобактерина в одновидовых посевах тимофеевки луговой, овсяницы луговой, костреца безостого и ежи сборной на дерново-подзолистой супесчаной почве на фоне N30P60K90 установлено, что бактеризация достоверно повышала урожайность четырех изученных видов трав. Наиболее отзывчивыми на инокуляцию в среднем за 4 года исследований оказались кострец безостый и ежа сборная - при средней урожайности 62 и 56 ц/га средний уровень прибавок составил 10 и 9 ц/га сухой массы соответственно. Урожайность тимофеевки луговой и овсяницы луговой составила 48 и 40 ц/га, прибавки от Азобактерина - 7 и 5 ц/га сухой массы соответственно (рис. 1).

Рис. 1. Влияние Азобактерина (A. brasilense В4485) на урожайность многолетних злаковых трав на дерново-подзолистой супесчаной почве (N30P60K90)

злаковый радионуклид удобрение урожайность

Одним из основных факторов повышения урожайности при использовании микробных удобрений считается гормональный эффект [8, 9, 11]. При инокуляции азоспириллами обычно наблюдается изменение морфологии корней и корневых волосков, увеличение массы корней, числа и массы побегов [7-9, 22, 23]. Такие явления обычно связаны с действием ростовых веществ, продуцируемых микроорганизмами. Стимуляция развития корневой системы повышает способность инокулированных растений использовать элементы минерального питания и воду, приводя к повышению урожайности.

Лабораторные эксперименты с водными культурами растений позволили оценить действие азотфиксирующих бактерий A. brasilense В4485 на развитие надземной части и корневой системы. A. brasilense В4485 оказывали существенное стимулирующее действие на объем и сырую массу корней инокулированных растений: объем корней увеличивался на 30%, сырая масса - на 54%, высота растений повышалась в среднем на 8%, сырая масса надземной части - на 25% (табл. 1).

Таблица 1. Влияние A. brasilense В4485 на развитие корневой системы и надземной части инокулированных растений

Одним из факторов положительного действия Азобактерина на урожайность и снижение аккумуляции радионуклидов в продукции является способность A. brasilense В4485 фиксировать атмосферный азот в ассоциации с растениями многолетних трав. По литературным данным, эффективность азотфиксирующей ассоциации определяется генотипическими особенностями растений и свойствами штамма-азотфиксатора [7, 9, 10, 12, 14]. Это связано со спецификой корневых выделений растений, являющихся питательным субстратом для развития азотфиксаторов на корнях. Химический состав, количество и скорость выделения корневых метаболитов в ризосферу регулируют активность и длительность функционирования ассоциативной системы. Генотипические различия в корневой экссудации определяют вариабельность ассоциативной азотфиксации у различных видов и сортов растений.

Определение активности азотфиксации в ризоплане изученных многолетних злаковых трав показало, что применение Азобактерина сопровождалось значительным повышением нитрогеназной активности, уровень которой зависел от вида трав. В ризоплане костреца безостого и ежи сборной отмечена более высокая спонтанная нитрогеназная активность. При внесении Азобактерина азотфиксация в ризоплане костреца повышалась в 3,5 раза, ежи - в 3 раза. В ризоплане тимофеевки и овсяницы уровень как спонтанной, так и индуцированной азотфиксации был ниже (рис. 2). За счет Азобактерина азотфиксация в ризоплане тимофеевки возрастала в 2,6 раза, овсяницы - в 2,4 раза. Экспериментальные данные подтверждают существенную роль генотипа растений в формировании ассоциаций и их активности. Азотфиксирующая (нитрогеназная) активность также находится в прямой зависимости от фотосинтетической деятельности макробионта и коррелирует с урожайностью.

Рис. 2. Активность азотфиксации в ризоплане многолетних злаковых трав (N30P60K90)

В микробной клетке процесс азотфиксации катализируется ферментным комплексом нитрогеназой и протекает по восстановительному типу, обеспечивая наличие восстановленных форм азота, среди которых преобладает аммонийная форма. Связывание аммония с кетоксикислотами приводит к образованию аминокислот, которые поступают в корни и надземную часть растений и расходуются на синтез белка и других органических соединений.

В полевом эксперименте с четырьмя видами трав изучена способность A. brasilense В4485 оказывать влияние на синтез белка в растениях. Установлено, что применение Азобактерина приводило к достоверному повышению содержания сырого протеина в урожае многолетних трав. Наиболее значимое повышение содержания белка отмечено в урожае костреца безостого - с 10,2 до 13,6% и ежи сборной - с 10,7 до 12,9% (табл. 2). Эти данные согласуются с тем, что в ризоплане костреца и ежи отмечен более высокий уровень азотфиксации, как спонтанной, так и за счет бактеризации, что указывает на взаимосвязь азотфиксирующего потенциала с процессами синтеза белка у разных представителей многолетних злаковых трав.

Таким образом, достоверное повышение содержания сырого протеина в урожае свидетельствует о реальном улучшении азотного питания многолетних трав при использовании Азобактерина.

Положительное действие целого ряда ассоциативных диазотрофов на качество урожая многолетних трав отмечается в исследованиях Российского НИИ сельскохозяйственной микробиологии. Установлено повышение содержания протеина в тимофеевке луговой, овсянице тростниковой, лисохвосте луговом, еже сборной, овсянице луговой и овсянице красной под действием Arthrobacter, Aquaspirillum, Erwinia и Flavobacterium [20, 21].

Таблица 2. Влияние A. brasilense на показатели качества многолетних злаковых трав (в среднем за 3 года)

При использовании Азобактерина отмечена тенденция повышения содержания фосфора в сухом веществе многолетних трав (табл. 2), что может быть связано со способностью штамма азотфиксирующих бактерий A. brasilense В4485 к активному растворению ортофосфатов кальция. [12]. Более существенное влияние ассоциативные бактерии Azospirillum brasilense В4485 оказывали на содержание калия в растениях. Увеличение поступления калия в растения трав было сопряжено с улучшением азотного питания и повышением содержания азота и белка в результате внесения азотфиксирующих бактерий. При этом концентрация калия в урожае не превышала допустимых нормативов. Содержание кальция и магния в урожае многолетних трав практически не зависело от бактеризации (табл. 1).

При использовании Азобактерина отмечено снижение удельной активности всех испытуемых видов злаковых трав как по 137Cs, так и по 90Sr. Проявились также различия по способности к аккумуляции 137Cs и 90Sr разными видами злаковых трав.

Наиболее высокой удельной активностью по 137Cs отличалась фитомасса костреца безостого (60 Бк/кг), далее в убывающем порядке - тимофеевки луговой (50 Бк/кг), ежи сборной (43,3 Бк/кг) и овсяницы луговой (36,7 Бк/кг) (табл. 3). Бактеризация A. brasilense В4485 обеспечивала снижение удельной активности всех видов испытуемых злаковых трав в 1,2-1,6 раза. Степень снижения перехода радионуклида 137Cs из почвы в фитомассу коррелировала с величиной прибавки урожайности от инокуляции (рис. 1). Наибольший положительный эффект отмечен для костреца безостого, тимофеевки луговой и ежи сборной, меньший - для овсяницы луговой.

Полевой эксперимент по бактеризации четырех видов трав показал, что применение ассоциативных азотфиксирующих бактерий A. brasilense В4485 в сочетании с невысокой дозой азота (N30) улучшает азотное питание, стимулирует рост и снижает аккумуляцию 137Cs в растениях многолетних злаковых трав. Учитывая зависимость степени снижения перехода 137Cs из почвы в фитомассу от величины урожайности и прибавки от бактеризации, наиболее вероятным механизмом действия A. brasilense В4485 является повышение продуктивности, обусловленное стимуляцией роста и улучшением азотного питания, и соответствующее разбавление радионуклида.

Многолетние злаковые травы различались также по способности к аккумуляции радионуклида 90Sr. Наиболее высокой удельной активностью по 90Sr отличалась сухая масса ежи сборной (37 Бк/кг), далее в убывающем порядке - костреца безостого (28 Бк/кг), тимофеевки луговой (20 Бк/кг) и овсяницы луго- вой (16 Бк/кг) (табл. 3). Бактеризация A. brasilense В4485 также обеспечивала снижение удельной активности четырех испытуемых видов злаковых трав. Однако было отмечено, что в среднем за счет бактеризации удельная активность всех видов трав снижалась примерно в 2 раза. Так как степень снижения перехода радионуклида 90Sr из почвы в фитомассу практически не зависела от величины прибавки урожайности, эффект разбавления радионуклида в данном случае нельзя считать единственным действующим фактором, связанным с применением Азобактерина. Следует принять во внимание и другие возможные факторы влияния несимбиотических диазотрофов. Тесно ассоциированные с корнями многолетних трав азотфиксирующие бактерии A. brasilense В4485, очевидно, способны оказывать непосредственное влияние на переход 90Sr из почвы в растения. Анализ литературных данных показывает, что наиболее вероятно сочетание эффекта разбавления с биосорбцией радионуклида. По результатам исследований российских ученых, оценивавших способность ряда симбиотических и несимбиотических диазотрофов к иммобилизации радионуклидов и тяжелых металлов, наиболее активными в отношении иммобилизации радионуклидов 137Cs и 90Sr оказались ассоциативные азотфиксирующие бактерии рода Azospirillum [18, 19].

Таблица 3. Удельная активность сухой массы многолетних злаковых трав по 137Cs и 90Sr (в среднем за 4 года)

Таким образом, при равных условиях минерального питания величина эффекта от Азобактерина и уровень аккумуляции радионуклидов в кормах зависит от генотипических особенностей трав, определяющих функционирование и активность азотфиксирующей ассоциации и соответствующее влияние на урожайность.

Эффективность Азобактерина на еже сборной при разных уровнях азотного питания. Многолетние исследования с азоспириллами, проведенные в разных климатических зонах, показали, что наибольшая эффективность бактеризации отмечается при умеренных уровнях минерального азотного питания, от 30 до 60 кг/га в зависимости от возделываемой злаковой культуры и экологических условий [7-10].

В полевом опыте на дерново-подзолистой супесчаной почве изучена эффективность применения Азобактерина в зависимости от уровня минерального азотного питания. За счет предпосевной бактеризации семян урожайность сухой массы ежи на фоне РК-удобрений увеличивалась в среднем на 6,5 ц/га (17%), на фоне N30PK - на 13,4 ц/га (16%), на фоне N60PK - на 14 ц/га (19%) при урожайности без бактеризации 36,4, 72,0 и 91,2 ц/га соответственно (рис. 3).

Рис. 3. Эффективность бактеризации семян ежи сборной Азобактерином в зависимости от уровня минерального азотного питания

Активность азотфиксации в ризоплане ежи сборной также существенно зависела от дозы азотного удобрения. При внесении Азобактерина нитрогеназная активность в ризоплане ежи на фоне РК-удобрений повышалась в 1,7 раза, на фоне N30РК - в 3,4 раза, на фоне N60РК - в 3,8 раза (табл. 4). По величине урожайности и активности азотфиксации в ризоплане можно считать, что на дерново-подзолистой супесчаной почве на моренном суглинке оптимальная доза минерального азота для ежи сборной - на уровне N60. Это подтверждают и результаты определения содержания протеина в сухой массе ежи сборной.

В среднем за три года лучшие показатели по содержанию протеина в сухом веществе ежи сборной получены на варианте N60РК + Азобактерин (14,6%), на варианте РК + Азобактерин содержание протеина в урожае составило 13%, на варианте N30РК + Азобактерин - 13,4% (табл. 4).

Таблица 4. Влияние Азобактерина на азотфиксацию в ризоплане и содержание протеина в еже сборной при разных уровнях азотного питания

Применение бактериального удобрения, содержащего азотфиксирующие бактерии A. brasilense В4485, обеспечивало снижение удельной активности сухой массы ежи сборной при разных уровнях азотного питания (рис. 4).

Рис. 4. Влияние возраста ежи сборной на уровень снижения содержания 137Cs в сухой массе при использовании Азобактерина

Степень снижения концентрации 137Cs в сухой массе коррелировала с величиной урожайности и прибавкой от бактеризации, указывая на эффект разбавления радионуклида. Наибольший уровень снижения аккумуляции 137Cs под действием предпосевной инокуляции семян Азобактерином отмечали, как правило, в первый год жизни травостоя. С увеличением возраста травостоя эффективность бактеризации снижалась. В первый год жизни травостоя снижение удельной активности 137Cs в сухой массе составляло на фонах РК, N30PK и N60PK - 19, 28 и 26%, во второй год - 12, 25 и 25%, в третий год - 4, 21 и 13% соответственно. В течение трех лет жизни травостоя лучшие показатели снижения удельной активности ежи сборной отмечены на варианте N30PK + Азобактерин.

Одной из причин снижения эффективности бактериального удобрения по мере увеличения возраста травостоя, очевидно, является естественное уменьшение численности ассоциативных бактерий в корневой зоне. В течение четырех лет жизни ежи сборной изучали популяционную динамику интродуцированных бактерий в условиях конкуренции с резидентными микроорганизмами. Наиболее высокая численность бактерий в ризоплане ежи сборной отмечена в первый и второй годы жизни - 9200 и 830 тыс. КОЕ/г корней, на третий и четвертый годы жизни травостоя плотность популяции постепенно снижалась до 25 и 4,2 тыс. КОЕ/г корней.

Применение Азобактерина в одновидовых посевах многолетних злаковых трав на загрязненной радионуклидами дерново-подзолистой супесчаной почве при равных условиях минерального питания повышало урожайность и снижало содержание 137Cs и 90Sr в сухой массе трав за счет эффекта разбавления. Наибольший эффект от инокуляции получен на костреце безостом и еже сборной - при средней урожайности 62 и 56 ц/га прибавки от Азобактерина составили 10 и 9 ц/га сухой массы; урожайность и прибавки от бактеризации тимофеевки луговой и овсяницы луговой были ниже и составили 48 и 40 ц/га, 7 и 5 ц/га сухой массы соответственно.

Основные факторы повышения урожайности трав и снижения содержания радионуклидов в кормах при использовании Азобактерина - улучшение минерального питания, обусловленное гормональным действием A. brasilense В4485, которое выражалось в увеличении объема корней на 30%, их сырой массы - на 54% и массы надземной части растений - на 25%, а также повышение эффективности ассоциативной азотфиксации (в ризоплане костреца - в 3,5 раза, ежи - в 3 раза, тимофеевки - в 2,6 раза, овсяницы - в 2,4 раза). Реальный вклад азотфиксации в азотное питание подтверждается соответствующим повышением содержания белка в урожае трав: костреца - с 10,2 до 13,6%, ежи - с 10,7 до 12,9%, тимофеевки - с 9,5 до 11,1%, овсяницы - с 9,3 до 11%.

Генотипические особенности трав обусловили различия по реакции на инокуляцию Азобактерином - по активности азотфитксации в ризоплане, по величине урожайности, а также различия по аккумуляции радионуклидов в урожае. Наиболее высокая удельная активность 137Cs отмечена в фитомассе костреца безостого (60 Бк/кг), далее в убывающем порядке - тимофеевки луго- вой (50 Бк/кг), ежи сборной (43,3 Бк/кг) и овсяницы луговой (36,7 Бк/кг). Применение Азобактерина обеспечивало снижение удельной активности 137Cs в 1,2-1,6 раза, степень снижения коррелировала с величиной прибавки урожайности от инокуляции, наибольший положительный эффект отмечен для костреца безостого, тимофеевки луговой и ежи сборной.

Установлены различия по аккумуляции радионуклида 90Sr в урожае трав, наиболее высокой удельной активностью 90Sr отличалась сухая масса ежи сборной (37 Бк/кг), далее в убывающем порядке - костреца безостого (28 Бк/кг), тимофеевки луговой (20 Бк/кг) и овсяницы луговой (16 Бк/кг). Внесение Азобактерина обеспечивало двукратное снижение аккумуляции 90Sr в урожае трав независимо от прибавки от инокуляции, указывая, что в отношении 90Sr эффект разбавления не является единственным действующим фактором, связанным с применением A. brasilense В4485.

В полевом опыте с ежой сборной на дерново-подзолистой супесчаной почве установлена эффективность Азобактерина при разных уровнях минерального азотного питания (0, 30, 60 кг/га). По показателям урожайности сухой массы (105,6 ц/га), прибавки от бактеризации (14,4 ц/га), повышению активности азотфиксации в ризоплане (в 3,8 раза) и содержания протеина в продукции (14,6%) оптимальная доза минерального азота - N60.

Список литературы

1. Богдевич, И.М. Итоги и перспективы агрохимических защитных мер на загрязненных радионуклидами землях Беларуси / И.М. Богдевич // Весцi ААН РБ. - 2011. ? № 4. - С. 27-39.

2. Рекомендации по ведению агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь / под ред. И.М. Богдевича. - Минск, 2003. - 71 с.

3. Алексахин, Р.М. Поведение цезия137 в системе почва-растение и влияние внесения удобрений на накопление радионуклида в урожае / Р.М. Алексахин, М.Т. Моисеев, Ф.А. Тихомиров // Агрохимия. - 1992. - № 8. - С. 127-128.

4. Богдевич, И.М. Эффективность и перспективы защитных мер на загрязненных радионуклидами землях Беларуси // Плодородие почв - основа устойчивого развития сельского хозяйства: материалы Междунар. науч.-практ. конф. и IV съезда почвоведов, Минск, 26-30 июля 2010 г.: в 2 ч. / редкол.: В.В. Лапа [и др.]. - Ин-т почвоведения и агрохимии. - Минск, 2010. - Ч. 1. - С. 26-28.

5. Размеры накопления цезия137 и стронция90 видами и сортами сельскохозяйственных культур / И.М. Богдевич [и др.] // Весцi ААН РБ. - 2001. - № 2. - С. 40-45.

6. Штамм ассоциативных азотфиксирующих бактерий Azospirillum brasilense B4485 для обработки семян зерновых культур и многолетних злаковых трав: пат. 4632 Респ. Беларусь / В.Н. Нестеренко, Л.А. Карягина, Т.Б. Барашенко, Н.А. Михайловская, Н.А. Курилович, Г.В. Мороз; заявитель Ин-т почвоведения и агрохимии. - № 970432; заявл. 05.08.97 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. - 2002. - № 3. - С. 90.

7. Okon, Y. Agronomic application of Azospirillum: an evaluation of 20 years worldwide field inoculation / Y. Okon, C.A. Labandera-Gonzalez // Soil Biol. Biochem. - 1994. - Vol. 26. - P. 1591-1601.

8. Recent advances in BNF with nonlegume plants / J.I Baldani [et al.] // Soil. Biol. Biochem. - 1997. - Vol. 29. - P. 911-922.

9. Kennedy, I.R. Biological nitrogen fixation in nonleguminous field crops: recent advances / I.R. Kennedy, Y. Tchan // Plant Soil. - 1992. - Vol. 141. - P. 93-118.

10. Responses of agronomically important crops to inoculation with Azospirillum / S. Dobbelaere [et al.] // Australian J. of Plant Physiology. - 2001. - Vol. 28. - Р. 871-879.

11. Михайловская, Н.А. Активность фосфатмобилизации у ризобактерий / Н.А. Михайловская, О. Миканова, Т.Б. Барашенко, Т.В. Барашенко // Почвоведение и агрохимия. - 2007. - № 1(38). - С. 225-231.

12. Способ повышения продуктивности многолетних трав: пат. 8239 Респ. Беларусь / Н.А. Михайловская, Н.Н. Курилович, Л.Н. Лученок, Л.А. Юрко, С.В. Дюсова; заявитель Ин-т почвоведения и агрохимии. - № а 20010740; заявл. 28.08.01; 20.04.06 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. - 2006. - № 3(50). - С. 82.

13. Михайловская, Н.А. Влияние способа применения Азобактерина на продуктивность многолетних злаковых трав на дерново-подзолистой супесчаной почве / Н.А. Михайловская // Почвоведение и агрохимия. - 2006. - № 2(37). - С. 136-143.

14. Эффективность бактеризации разных видов многолетних злаковых трав Azospirillum brasilense / Н.А. Михайловская [и др.] // Почвоведение и агрохимия. - 2006. - № 1(36). - С. 202-207.

15. Эффективность бактеризации ежи сборной Azospirillum brasilense B4485 на дерново-подзолистой супесчаной почве / Н.А. Михайловская [и др.] // Почвенные исследования и применение удобрений: сб. науч. тр. - Минск, 2004. - Вып. 28. - С. 217-222.

16. МИ 214391 «Государственная система обеспечения единства измерений. Активность радионуклидов в объемных образцах. Методика выполнения измерений на гамма-спектрометре». - 28.12.1990 г. - Минск, 1990.

17. Методические указания по определению содержания 90Sr в почвах и растениях / В.А. Кузнецов [и др.]. - М.: ЦИНАО. - 64 с.

18. Belimov, A.A. Tolerance to and immobilization of heavy metals and radionuclides by nitrogen fixing bacteria / A.A. Belimov, A.M. Kunakova, V.F. Dritchko // Nitrogen Fixation: Fundamentals and application Proceedings of the 10th International Congress on Nitrogen Fixation, St. Petersburg, Russia, May, 28 - June, 3, 1995. - Р. 163.

19. Effect of inoculation with nitrogen fixing bacteria on heavy metals and radionuclides uptake by the plants grown in contaminated soils / A.P. Kozhemyakov [et al.] // Nitrogen Fixation: Fundamentals and application Proceedings of the Nitrogen Fixation, St. Petersburg, Russia, May, 28 - June, 3, 1995. - Р. 765.

20. Влияние минерального питания на эффективность бактеризации овсяницы луговой Azospirillum brasilense В4485 / Н.А. Михайловская [и др.] // Земляробства i ахова раслiн. - 2005. - № 6. - С. 15-17.

21. Способ снижения аккумуляции радионуклидов в многолетних злаковых травах: пат. 11943 Респ. Беларусь / Н.А. Михайловская, И.М. Богдевич, П.И. Шкуринов; заявитель Ин-т почвоведения и агрохимии. - № а 20080035; заявл. 10.01.08; опубл. 24.02.09 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. - 2009. - № 3(68). - С. 169.

22. Kapulnik, Y. Changes in root morphology of wheat caused by Azospirillum inoculation / Y. Kapulnik, Y. Okon, Y. Henis // Can. J. Microbiol. - 1985. - Vol. 31. - P. 881-887.

23. Нестеренко, В.Н. Использование ассоциативных микроорга низмов для повышения урожая ячменя и многолетних злаковых трав: автореф. дис. …канд. с.-х. наук: 06.01.04 / В.Н. Нестеренко; БелНИИПА. - Минск, 1994. - 16 с.

24. Алешин, Е.П. Физиология растений / Е.П. Алешин, А.А. Пономарев. - М., 1985. - С. 153.

Размещено на Allbest.ru