Влияние почвенного гербицида трифлюрекса и ризоторфина на азот-фиксирующую активность и урожай семян сои

Введение. Современная технология возделывания сои включает такие важные элементы, как применение гербицидов и нитрогинезация. Из почвенных гербицидов в посевах сои используются трефлан, нит-ран, дуал, трофи, прометрин, а также по-слевсходовые: пивот, пульсар, фабиан и др. Перспективным почвенным препаратом является трифлюрекс, гербицид на основе того же действующего вещества, что и трефлан.

По данным ВНИИМК, трифлюрекс, применяемый на посевах сои, по биологической эффективности не уступает трефлану. Так, в среднем за 3 года (2001-2003 гг.) снижение засоренности при довсходовом его внесении в дозах 4,0-6,0 л/га составило 82,6-86,6 %, а при внесении трефлана в таких же дозировках, количество однолетних злаковых и двудольных сорняков снижалось на 80,990,6 %. Прибавка урожая при этом была от трифлюрекса 0,45-0,50 т/га, при использовании трефлана соответственно 0,43-0,48 т/га (контроль без гербицидов 1,9 т/га) [1].

Высокое содержание белка в вегетативной массе и в зерне сои определяет большую ее потребность в азоте, которая в большей мере удовлетворяется за счет потребления его из атмосферы посредством симбиотической азотфиксации [2].

Интенсивность азотфиксации в посевах сои зависит от комплекса природных, антропогенных и биологических факторов: почвенно-климатических условий, уровня агротехники, генетических особенностей сорта сои и штамма клубеньковых бактерий, а также их фенотипа. Прежде всего следует отметить влияние влажности почвы.

Инокуляция сои ризоторфином в годы с достаточным количеством осадков в условиях Кубани повышает ее урожай на 0,230,27 т/га, содержание сырого протеина в семенах при этом возрастает на 3,8-4,6 % [3].

Активный симбиоз сои с клубеньковыми бактериями приводит не только к росту урожая, но и позволяет экономить азот минеральных удобрений, снижать загрязнение окружающей среды соединениями азота.

Одним из условий эффективного применения ризоторфина является уничтожение сорняков на посевах сои. Вместе с тем известно, что клубеньковые бактерии могут быть весьма чувствительны к различным пестицидам.

Многие исследователи отмечают, что под влиянием гербицидов происходит изменение количества и размеров клубеньков на корнях растений, уменьшается содержания азота в них, что свидетельствует о нарушении симбиотических взаимоотношений между растениями и клубеньковыми бактериями. Чаще эти изменения носят негативный характер, однако возможен и положительный эффект. Влияние гербицидов на симбиотическую азотфиксацию осуществляется как через растения, так и в результате их прямого действия на нитрогеназный комплекс, изменяя его активность. Было показано, что активность нитрогеназы в клубеньках, отдельных от растений, под влиянием даже небольших концентраций трефлана (1 мг/л), значительно снижается [4].

Степень токсичности гербицидов может определяться возрастом растений, химической природой препарата и его дозировкой.

Трифлюрекс, как уже было сказано выше, является новым препаратом и данных о его влиянии на клубеньковые бактерии сои нет.

Приводим имеющиеся немногочисленные сведения о действии трефлана на жизнедеятельность бактерий рода Rhizobium. Неоднократно сообщалось, что трефлан ухудшает образование клубеньков у сои и снижает их массу и азотфиксирующую способность [5; 6].

Вместе с тем по данным других исследователей, трефлан не угнетает развитие симбиотического аппарата у сои, а напротив, оказывает стимулирующее действие [7]. Более того, зарегистрировано авторское свидетельство, в котором трефлан предлагается в качестве средства для повышения симбиотической азотфиксации у бобовых растений [8]. Противоречивость приведенных данных свидетельствует о недостаточной изученности этого вопроса. В связи с тем, что трифлюрекс является перспективным гербицидом для сои, представляет интерес выяснить его влияние на продуктивность симбиотических взаимоотношений клубеньковых бактерий и сои в условиях черноземов выщелоченных на Кубани.

Условия и методика проведения опытов. Исследования проводили в 2003-2005 гг. на центральной экспериментальной базе (ЦЭБ) ВНИИМК в полевом опыте. Повторность опыта 4-кратная. Общая площадь делянок 50 м2. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный малогумусный сверхмощный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса 3,5 %, PH водной вытяжки 6,8. Для борьбы с сорня- ками почву обрабатывали гербицидом трифлюрекс при норме расхода 4,0 л/га в довсходовый период. Почвенные образцы отбирали в 2-х слоях почвы: 0-20 и 20-40 см для определения содержания нитратного азота методом Грандваль-Ляжу, амонийно-го - с реактивом Неслера.

Объектами исследований были взяты 2 сорта сои в 2003 и 2005 гг. - Вилана, в 2004 г. сорт - Лань. Непосредственно перед посевом семена сои обрабатывали ри-зоторфином. Азотфиксирующую активность в посевах сои измеряли в фазе цветения-начала образования бобов, когда она достигает своего максимума, всегда в одно и то же время суток - с 9 до 11 ч утра, так как в течение суток азотфиксирующая активность может существенно меняться.

Результаты и обсуждения. В 2003 г. общее количество осадков с мая по август было вдвое ниже нормы, однако засуха наблюдалась только с начала мая до середины июля, а затем, остальные 1,5 месяца, когда формировались семена, осадков было несколько больше нормы, поэтому урожайность сои была получена в пределах 2,26-2,67 т/га.

В 2004 г. был получен высокий урожай сои вследствие достаточного количества осадков (345,7 мм) в период роста не только вегетативных, но и репродуктивных органов растений. В 2005 г. посев сои был обеспечен влагой только в период вегетативного роста растений, а в течение формирования семян наблюдались июльско-августовские засухи, поэтому урожай сои сформировался низкий.

Влияние трифлюрекса и ризоторфина на азотный режим почвы в посевах сои.

Поскольку интенсивность симбиотической азотфиксации в значительной степени зависит от содержания минерального азота в почве, нами было проведено определение количества аммиачного и нитратного азота в двух слоях почвы 0-20 и 20-40 см. Определялась также нитрификационная способность почвы и суммарное содержание свободных аминокислот, как показатели интенсивности процессов, связанных с мобилизацией азота в почве.

Полученные данные показывают, что в среднем за 3 года (2003-2005 гг.), на делянках с применением одного трифлюрек-са и совместно с ризоторфином в пахатном слое почвы содержание аммиачного азота повышалось в сравнении с контролем на 19-55 %, а нитратного азота на 45-50 %. В подпахотном слое почвы трифлюрекс повышал только количество нитратного азота и не влиял на аммиачный. Суммарное содержание минерального азота возрастало в верхнем слое почвы под влиянием три-флюрекса на 34-50 %, а в нижнем слое на 24-25 % (табл.1).

Таблица 1

Влияние трифлюрекса и ризоторфина на содержание минерального азота в почве под соей

ВНИИМК, 2003-2005 гг.

Вариант	0,20 см			20-40 см
	NH 3 мг/кг	NO 3 мг/кг	NH 3 +NO мг/кг	NH 3 мг/кг	NO 3 мг/кг	NH 3 +NO 3 мг/кг
Контроль с прополкой	24,99	23,49	48,48	33,54	15,24	48,78
Трифлю-рекс 48 % к.э. 4,0 л/га	29,72	35,31	65,03	31,77	28,52	60,29
Ризоторфин	32,82	19,1	51,92	34,35	15,92	50,27
Трифлюрекс 4,0 л/га + ризоторфин	38,61	34,09	72,7	33,32	27,49	60,81

Возможно, что наблюдаемое явление объясняется активизирующим действием трифлюрекса на микробиологические процессы, связанные с мобилизацией азота почвы. Такое объяснение позволяет допустить данные об энергии нитрофикации и содержанием свободных аминокислот как в пахотном, так и подпахотном слоях почвы во время цветения сои (табл. 2).

Можно полагать, что трифлюрекс улучшает азотное питание сои не только за счет уничтожения сорняков, но и в результате более интенсивной мобилизации азота почвы. Ранее нами отмечалось по-вышеное содержание нитратного азота в верхнем слое почвы под соей в результате применения трефлана в дозе 4,0 л/га [4]. Вместе с тем, анализируя данные табли- цы 2, нельзя объяснить почему нитрифи-кационная способность почвы усиливалась только на делянке, где вносили один трифлюрекс и не изменялась в варианте, где его применяли совместно с ризотор-фином. Этот вопрос требует дополнительного изучения.

Таблица 2

Влияние трифлюрекса и ризоторфина на нитрификационную способность и содержание свободных аминокислот в почве под соей

ВНИИМК 2003-2005 гг.

Показатель	Слой почвы, см	Контроль с прополкой	Трифлю-рекс 4,0 л/га	Ризо-торфин	Трифлю-рекс + ризо-торфин
Нитрифи-кационная способность почвы NO 3 мг/кг	0-20	54,7	79,2	50,9	58,8
	20-40	60	62	55,2	55,8
Сумма свободных аминокислот, ед. оптич. плотн.	0-20	710	890	760	940
	20-40	770	930	820	960

Влияние трифлюрекса и ризоторфина на формирование симбиотического аппарата и азотфиксирующую способность сои.

О вирулентности клубеньковых бактерий, применяемых для инокуляции, прежде всего судят по количеству и сухой массе образующихся клубеньков.

Наши наблюдения показали, что почва опытных участков, во все годы проведения опытов, содержала значительное количество спонтанных форм клубеньковых бактерий. Об этом свидетельствует большое количество клубеньковых бактерий на корнях сои в контрольных вариантах без инокуляции как с прополкой, так и без нее (табл. 3).

Применение инокуляции заметно увеличило количество клубеньков только в 2003 г., однако они были мелкие и по сухой массе мало превышали контрольные варианты. В среднем за 3 года этот прием несколько повышал количество клубеньков, но не влиял на их массу. Трифлюрекс существенного влияния на образование клубеньков не оказывал. При совместном использовании трифлюрекса и ризоторфи-на наблюдалась некоторая тенденция к росту количества и массы клубеньков в сравнении с контрольными делянками.

Таблица 3

Количество и сухая масса клубеньков на корнях сои при внесении трифлюрекса и ризоторфина

ВНИИМК 2003-2005 гг.

Вариант	Количество клубеньков, шт./раст.				Сухая масса клубеньков, мг/раст.
	2003	2004	2005	среднее	2003	2004	2005	среднее
Контроль без прополки	21	36	33	30	200	270	175	215
Контроль с прополкой	24	46	28	33	200	360	110	223
Трифлюрекс 4,0 л/га	22	47	42	37	170	370	180	240
Ризоторфин	58	41	31	43	200	270	168	213
Трифлюрекс 4,0 л/га + ризоторфин	45	46	35	42	220	350	179	249

Определение азотфиксирующей способности клубеньков в 2003 и 2004 гг. было проведено в июле, во время цветения сои, а в 2005 г. – в сентябре, в период созревания бобов, когда азотфиксирующая активность уже угасала. Такой разрыв в сроках наблюдений обусловил резкие различия в уровне азотфиксации (табл. 4).

Таблица 4

Влияние трифлюрекса и ризоторфина на удельную азотфиксирующую активность клубеньков сои

Варианты	N 2 мкг/г/ч
	2003 г.	2004 г.	в среднем за 20032004 гг.	Отклонение от контроля	2005 г.	Отклонение от контроля
Контроль с прополкой	41,88	42,51	42,20	-	0,89	-
Трифлюрекс, 4,0 л/га	55,72	67,95	61,83	19,63	2,24	1,36
Ризоторфин	45,55	55,88	50,72	85,2	2,27	1,38
Трифлюрекс, 2,0 л/га + ризоторфин	48,84	64,3	56,57	14,37	3,05	2,16

Из данных таблицы 4 видим, что хотя интенсивность азотфиксации по годам была очень различной, во все годы наблюдений четко проявилось стимулирующее влияние трифлюрекса на азот-фиксирующую активность клубеньков сои на делянках, где клубеньки образовались за счет спонтанных форм Rh. japoni-cum . Вместе с тем при сочетании ризоторфина и трифлюрекса азотфикси-рующая способность не возрастала, что говорит о неодинаковом влиянии три-флюрекса на различные штаммы Rh. ja-ponicum.

Таким образом, данные, характеризующие размеры симбиотического аппарата сои и его активность (табл. 3 и 4), свидетельствуют о том, что трифлюрекс не угнетал образование клубеньков и заметно повышал азотфиксируюрущую активность спонтанных форм клубеньковых бактерий.

Величина и качество урожая сои при применении трифлюрекса и ризотор-фина.

Применение трифлюрекса приводило к резкому снижению засоренности опытных участков сорняками. Общая гибель сорняков в 2003 г. составляла – 97,0 %, 2004 г. – 84,4, и в 2005 г. – 87,1 %. В результате массового уничтожения сорняков, на делянках, обработанных трифлюрексом, урожай сои повысился на 0,46 т/га по сравнению с контролем без прополки (табл. 5).

Из таблицы 5 видно, что по отношению к прополотому контролю, от применения трифлюрекса, прибавки урожая получено не было. Более того, в 2005 году трифлюрекс вызывал достоверное снижение урожая на 0,07 т/га, а в среднем за три года на 0,13 т/га. По видимому, это говорит о наличии у трефлюрекса фито-токсических свойств по отношению к сое, которые проявляются в отдельные годы в разной степени. Этим, вероятно, объясняется и то, что несмотря на способность трифлюрекса улучшать азотное питание сои, повышение урожая при этом не происходит. Применение ризоторфина не да- ло прибавки урожая, так как почва опытных участков содержала большое количество спонтанных форм клубеньковых бактерий, обладающих достаточно высокой азотфиксирующей активностью. Сочетание ризоторфина с трифлюрексом было несколько эффективнее, чем их раздельное применение. Прибавки урожая при этом составляли по отношению к контролю без прополки 0,65 т/га, а с прополкой -0,06 т/га (но по годам она не доказывалась).

Таблица 5

Урожай сои и его качество при внесении трифлюрекса и ризоторфина

ВНИИМК 2003-2005 гг.

Вариант	Урожай семян, т/га						Содержание «сырого» протеина, %	Мас-личность семян, %
	2003 г.	2004 г.	2005 г.	среднее	Прибавка к контролю
					без прополки	с прополкой
Контроль без прополки	1,82	2,68	1,28	1,93	-	0,59	40	20,7
Контроль с прополкой	2,52	3,21	1,83	2,52	+0,59	-	39,3	21
Трифлюрекс, 4,0 л/га	2,26	3,16	1,76	2,39	0,46	-0,13	38,6	21
Ризоторфин	2,59	3,11	1,67	2,46	0,53	-0,06	40,9	21,2
Трифлю-рекс 4,0 л/га + ризоторфин	2,67	3,27	1,79	2,58	0,65	0,06	39,9	20,7
НСР 05 т/га	0,21	0,23	0,19

Определение «сырого» протеина и масличности семян сои показало, что изучаемые препараты практически не влияли на качество семян сои.

Выводы. 1. Применение трифлюрекса в дозе 4,0 л/га в посевах сои приводило к массовой гибели сорняков и повышало ее урожай на 0,46 т/га по сравнению с контролем без прополки.

• 2.    В почве, обработанной трифлюрек-сом, увеличилось содержание минерального азота на 16,5-11,5 мг/кг почвы по сравнению с прополотым контролем. В фазе цветения сои повышалась азотфик-сирующая активность клубеньков на 19,6 мкг N 2 /г/час.

• 3.    Инокуляция семян ризоторфином не повышала урожай сои, в связи с большим содержанием активных спонтанных форм клубеньковых бактерий в почве опытного участка.

• 4.    Наилучший результат был получен при совместном применении трифлюрек-са и ризоторфина. Средний урожай при этом составил 2,58 т/га, что на 0,06 т/га выше контроля с прополкой и на 0,65 т/га выше контроля без прополки.