Влияние препаратов ризосферных бактерий на урожайность ярового рапса в степной зоне Алтайского края

Автор: Курсакова В.С., Афанасьева О.В.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Статья в выпуске: 3, 2016 года.

Бесплатный доступ

В опыте изучали влияние препаратов азотфиксирующих бактерий на урожайность семян ярового рапса сорта АНИИЗиС 2 на раз-ных фонах минеральных удобрений. Использо-вали биопрепараты: Ризоагрин, Мизорин, Био-Вайс. Исследования проводили на черноземе выщелоченном в зоне умереннозасушливой колочной степи Алтайского края. Изучение влияния биопрепаратов на формирование уро-жайности семян ярового рапса на различных фонах минерального питания в условиях уме-реннозасушливой колочной степи Алтайского края показало значительную эффективность их применения. Препараты увеличивали пока-затели элементов структуры урожая, фото-синтетическую деятельность посевов и уро-жайность. Урожайность семян на контроле составила 1,67-1,85 т/га. Применение препа-ратов как в чистом виде, так и на фонах ми-неральных удобрений увеличивало урожай-ность семян на 15-36 % от абсолютного кон-троля. Более высокая урожайность сформи-ровалась при норме высева 2млн шт/га по всем вариантам и фонам. Прибавки от препа- ратов в чистом виде составили 15-24 %, на фонах NPK - 26-36 %. Более существенными они были на фоне N30P60K60. Поэтому увеличе-ние дозы азота до 60 кг/га приводит к увели-чению затрат на производство продукции и является экономически необоснованным. С увеличением нормы высева прибавки урожай-ности семян уменьшаются, что связано с уве-личением густоты стояния растений и уменьшением количества стручков и семян в стручках.

Еще

Ризосферные бактерии, биопрепараты, инокуляция, урожайность, рапс яровой, норма высева, фотосинтетический потенциал, минеральные удобрения

Короткий адрес: https://sciup.org/14084643

IDR: 14084643

Текст научной статьи Влияние препаратов ризосферных бактерий на урожайность ярового рапса в степной зоне Алтайского края

Введение . Рапс яровой – ценная масличная и кормовая культура, которая является важным резервом решения проблем растительного масла и кормового белка. Семена рапса содержат 42–48 % масла, 22–25 % протеина, хорошо сбалансированного по незаменимым аминокислотам. Продукты переработки (жмыхи и шроты) характеризуются высоким содержанием белка (до 40 %). Наряду с этим рапс – ценный источник зеленой массы на корм и сидераты.

Особый интерес в последние годы вызывает использование рапса в качестве источника возобновляемой энергии. На фоне сокращения запасов традиционного топливного сырья – это реальная перспектива превращения возделывания рапса в одну из самых рентабельных отраслей мирового сельскохозяйственного производства [1].

Использование минеральных удобрений для увеличения урожайности ярового рапса не всегда дает положительные результаты в зависимости от условий года. Кроме того, они являются дорогостоящими и могут применяться не во всех хозяйствах. Поэтому современное земледелие требует новых концептуальных подходов к решению проблемы регулирования питания растений. Есть возможность кардинально изменить ситуацию при использовании наукоемких, ресурсосберегающих, экологически чистых технологий, которые соответствуют основным требованиям к построению систем земледелия – высокой экономической эффективности и экологической безопасности.

В связи с этим в настоящее время весьма перспективным является внедрение в практику развития агропроизводства экологически безопасных методов подкормки и питания растений. Одной из таких современных технологий можно считать применение бактериальных удобрений на основе ризосферных бактерий для улучшения микробиоценоза почвы и повышения количества и качества сельхозпродукции. Данная технология является экологически чистой на всех стадиях производства и на стадии готовой продукции, а также имеет высокую рентабельность.

В последние годы довольно активно исследуются стимулирующие рост растений ризобак-терии [2–4]. Современная микробиология на практике доказала, что с помощью новых технологий, в частности эффективных микроорганизмов (ЭМ), можно с успехом управлять почвенным плодородием, продуктивностью и качеством агропродукции. Применение бактериальных удобрений, с одной стороны, дает новые подходы к решению биологических проблем, с другой – приносит ощутимый экономический эффект [5, 6].

Цель исследований : изучение влияния препаратов азотофиксирующих ризосферных бактерий на урожайность семян ярового рапса в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края.

Объекты, условия и методы исследований . Полевой опыт был проведен в 2014 г. на опытном поле учебного хозяйства АГАУ «Пригородное». Климат зоны отличается континентальностью, с резкой изменчивостью погоды как по сезонам, так и по годам. Погодные условия вегетационного периода 2014 г. отличались недостатком тепла и влаги в начале вегетации, ГТК за май – июнь составил 1,34–0,41. Июль и август были достаточно увлажненными на фоне высоких температур, ГТК равнялся 1,78 и 1,52 соответственно.

Почвы опытного участка представлены черноземом выщелоченным среднегумусным, рН – близкий к нейтральному, достаточно обеспеченным подвижным фосфором и калием и недостаточно азотом, что является типичным для Приобской зоны.

Исследования проводили в мелкоделяноч-ном опыте на площадках 2 м² в трехкратной повторности, расположение делянок – рендомези-рованное. Объектом исследований служил сорт ярового рапса АНИИЗиС 2, рекомендованный для возделывания в Алтайском крае. В опыте применяли биопрепараты: Ризогрин ( Agrobaс-terium radiobacter , штамм 204), Мизорин ( Artro-bacter mysorens , штамм 7), в составе которых содержатся ризосферные азотфиксирующие бактерии, а также БиоВайс ( Azotobacter chroo-coccum , Bacillus megaterium var . phosphaticum , Bacillus mucilaginosus ), содержащий азотфикси-рующие, фосфолитические и силикатные бактерии. Микроорганизмы в составе препаратов обеспечивают растения молекулярным азотом, защищают от различных заболеваний, помогают всасывать воду, поглощать фосфор, кремний и другие питательные вещества из почвы.

Схема опыта включала варианты монопрепаратов на различных фонах минеральных удобрений (фон без удобрений – контроль; фон 1 – N 30 P 60 K 60 и фон 2 – N 60 P 60 K 60 ) при разной норме высева семян (2,0; 2,5 и 3,0 млн шт. всхожих семян на 1 гектар). Семена инокулировали препаратами непосредственно перед посевом. Учет урожая и структурный анализ проводили в период полной зрелости семян в трех повторностях по методике Госсортоиспытания [7]. Показатели фотосинтетической деятельности определяли в период вегетации растений по методике А.А. Ничипорович [8]. Математическая обработка экспериментальных данных проведена с применением дисперсионного анализа [9].

Результаты исследований . На элементы структуры урожая ярового рапса биопрепараты оказали положительное влияние как на контрольных вариантах без удобрений, так и на фонах минеральных удобрений при всех нормах высева (табл. 1). Отмечена четкая тенденция увеличения высоты растений при применении биопрепаратов. Наиболее высокорослые растения сформировались при норме высева 2 млн шт/га на фонах N 30 P 60 K 60 и N 60 P 60 K 60 с применением препаратов БиоВайс – 96,8 см и Ризоагрин - 98,5 см.

Количество стручков на одном растении также было большим при использовании препаратов. На фонах минеральных удобрений по сравнению с неудобренным фоном отмечено увеличение стручков в среднем от 37 до 125 шт/раст. Наибольшее увеличение количества стручков наблюдалось на препаратах БиоВайс и Ризогрин с нормой высева 2,0 млн шт/га – 169 –186 шт. С увеличением нормы высева количество стручков закономерно уменьшалось на всех фонах удобрений. На длину стручков препараты практически не оказывали влияния на всех вариантах опыта. Увеличение длины по сравнению с контролем было незначительным, всего 0,1–0,8 см. Количество семян в одном стручке увеличивалось под действием всех препаратов, на фоне без удобрений – от 4 до 5 шт., более высокое количество семян сформировалось при норме высева 2,0 млн шт/га. На фонах минеральных удобрений количество семян в одном стручке оставалось таким же, как и на контрольном фоне.

Элементы структуры урожая ярового рапса

Таблица 1

Вариант опыта	Норма высева, млн шт/га
	2,0				2,5				3,0
	5 о s Ф 1— о 00 аз i— о о m	8 3 a i co TO ^ 05 X	5 О X о 05	к 3 i о CD	5 О Ф 05 О	8 з a i co TO ^ 05 X	5 о X о 05 X d	8 \| О > i о co	5 Ф 05 О	8 з X s a i co TO О V-^ 05 X	5 о co" X о 05 X d	к 3 8 \| О > i о co
Без минеральных удобрений
Контроль	80,0	98,0	5,3	25,0	79,5	95,0	5,3	23,0	80,2	61,0	4,9	22,0
БиоВайс	95,8	150,0	6,1	30,0	85,2	135,0	6,1	27,0	85,3	123,0	5,9	26,0
Ризогрин	93,8	145,0	5,5	29,0	86,7	139,0	5,4	27,0	83,5	136,0	5,0	26,0
Мизорин	88,8	107,0	5,4	29,0	84,5	101,0	5,4	27,0	76,5	98,0	5,1	26,0
N 30 P 60 K 60 – фон 1
Контроль (фон 1)	87,7	124,0	5,5	28,0	89,0	117,0	5,5	26,0	89,5	118,0	5,4	24,0
БиоВайс	96,8	186,0	6,2	31,0	92,0	181,0	5,9	28,0	87,5	174,0	5,7	27,0
Ризогрин	91,2	169,0	5,9	30,0	91,1	176,0	5,6	28,0	85,9	166,0	5,5	27,0
Мизорин	95,3	143,0	5,9	30,0	92,3	132,0	5,7	28,0	90,7	110,0	5,6	27,0
N 60 P 60 K 60 – фон 2
Контроль (фон 2)	83,2	113,0	5,7	27,0	83,8	107,0	5,4	26,0	95,5	93,0	5,1	24,0
БиоВайс	94,3	185,0	6,0	30,0	92,6	178,0	5,9	28,0	92,5	176,0	5,7	27,0
Ризогрин	98,5	170,0	6,0	30,0	90,5	164,0	5,9	28,0	89,3	164,0	5,7	27,0
Мизорин	93,3	158,0	5,9	30,0	93,1	156,0	5,8	28,0	83,9	155,0	5,6	27,0

Основой формирования урожая любой сельскохозяйственной культуры является фотосинтетическая деятельность в посевах. По данным А.А. Ничипорович (1968), в продуктивных посевах фотосинтетический потенциал (ФСП) за 100 дней должен составлять не менее 2 млн м2 дней на гектар. В наших исследованиях инокуляция семян биопрепаратами значительно увеличивала фотосинтетический потенциал посевов ярового рапса (табл. 2). Если на контроле величина ФСП составила 1,76–2,24 млн м2 дней/га, то при использовании препаратов ФСП увеличивается до 2,32–4,19 млн м2 дней/га. Максимальный ФСП сформировался по препаратам ризоагрин и мизорин при норме высева 3,0 млн шт/га, так как на этой норме высева количество растений ярового рапса на 1 м2 было наибольшим.

На фонах минеральных удобрений ФСП был еще более высоким и составил 2,80–5,25 млн м²дней/га на всех фонах удобрений. Причем при норме высева 2,5 и 3,0 млн шт/га более высокие величины ФСП сформировались на обоих фонах минеральных удобрений, а при норме высева 2,0 млн шт/га – лучшим был фон N 30 P 60 K 60 .

Основным показателем, характеризующим хозяйственную ценность сортов в конкретных условиях, является урожайность. Увеличение фотосинтетической деятельности листового аппарата способствовало формированию более высокой урожайности семян ярового рапса (табл. 3).

Таблица 2

Вариант опыта	Норма высева, млн шт/га
Вариант опыта	2,0	2,5	3,0
Без минеральных удобрений
Контроль	1,76	1,92	2,24
БиоВайс	2,32	2,63	3,96
Ризогрин	2,79	3,35	4,07
Мизорин	2,82	2,93	4,19
N 30 P 60 K 60 – фон 1
Контроль	2,27	3,21	4,29
БиоВайс	2,80	4,35	5,23
Ризогрин	3,39	4,53	5,08
Мизорин	3,72	4,96	5,25
N 60 P 60 K 60 - фон 2
Контроль	2,23	2,48	4,36
БиоВайс	4,01	4,19	5,21
Ризогрин	4,44	4,92	5,09
Мизорин	3,49	4,77	4,14

Таблица 3

Вариант опыта	Норма высева, млн шт/га
	2,0		2,5		3,0
	1— о о I аз о	со 2 а о	1— О I аз о	со 2 а о	1— О О I аз о	со 2' а о
Без минеральных удобрений
Контроль (абсолютный)	1,85	–	1,77	–	1,67	–
БиоВайс	2,39	23,0	2,30	23,0	2,17	23,0
Ризогрин	2,42	24,0	2,35	25,0	2,24	25,0
Мизорин	2,17	15,0	2,11	16,0	2,07	19,0
N 30 P 60 K 60 – фон 1
Контроль	2,54	27,0	2,38	26,0	2,08	27,0
БиоВайс	2,89	36,0	2,81	37,0	2,60	36,0
Ризогрин	2,85	34,0	2,59	32,0	2,38	30,0
Мизорин	2,87	35,0	2,54	30,0	2,35	29,0
N 60 P 60 K 60 – фон 2
Контроль	2,48	25,0	2,32	24,0	2,27		26,0
БиоВайс	2,76	33,0	2,63	33,0	2,36		29,0
Ризогрин	2,63	30,0	2,48	29,0	2,31		28,0
Мизорин	2,80	34,0	2,68	34,0	2,35		29,0

Примечание: НСР 05 – 0,20.

Фотосинтетический потенциал ярового рапса, млнм2дней/га

Урожайность семян ярового рапса, т/га

Урожайность семян на контроле составила 1,67–1,85 т/га и уменьшалась с увеличением нормы высева. Применение препаратов как в чистом виде, так и на фонах минеральных удобрений, увеличивало урожайность семян на 15–36 % от абсолютного контроля. Более высокая урожайность сформировалась при норме высева 2,0 млн шт/га по всем вариантам и фонам. Прибавки от препаратов без применения удобрений составили 15–24 %. БиоВайс и ризо-агрин обеспечили одинаковый эффект, несколько меньшим он был на мизорине. На фонах минеральных удобрений эффективность препаратов повышается (и более существенно) на фоне N 30 P 60 K 60 , где прибавки составили 30– 36 % к контролю. На фоне N 60 P 60 K 60 прирост урожайности был меньшим по сравнению с фоном N 30 P 60 K 60. При норме высева 2,0 млн шт/га прирост составил 30–33 %. С увеличением нормы высева прибавки урожайности семян уменьшаются до 26–29 %, что связано с увеличением густоты стояния растений, затемнением их в посевах и снижением эффективности фотосинтеза.

Выводы . Изучение влияния биопрепаратов на формирование урожайности семян ярового рапса на различных фонах минерального питания в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края показало значительную эффективность их применения:

1. Препараты азотфиксирующих бактерий увеличивали показатели элементов структуры урожая, фотосинтетическую деятельность посевов и урожайность.
2. Применение препаратов, как в чистом виде, так и на фонах минеральных удобрений, увеличивало урожайность семян на 15–36 % от абсолютного контроля. Более высокая урожайность сформировалась при норме высева 2,0 млн шт/га по всем вариантам и фонам. Прибавки от препаратов в чистом виде составили 15–24%, на фонах NPK – 26–36 %. Более существенными они были на фоне N 30 P 60 K 60 .

Список литературы Влияние препаратов ризосферных бактерий на урожайность ярового рапса в степной зоне Алтайского края

Кузнецова Р.Я. Рапс. -Л.: Колос, 1975. -235 с.
Кацы Е.И. Молекулярная генетика ассоциа-тивного взаимодействия бактерий и расте-ний. -М.: Наука. -2007. -86 с.
Наплекова Н.Н., Нерсесян М.С. Бак-Сиб -микробиологические препараты нового поколения, ЭМ-Биотехнология природного зем-леделия. -Новосибирск, 2005. -32 с.
Vissey J.K. Plant growth promoting rhizobacte-ria as biofertilizerch//Plant and Soil. 2003. -V. 225. -P. 571-586.
Вайшля О.Б., Ведерникова А.А., Бондарен-ко А.П. Микробиологические аспекты гиперге-неза. -Томск, 2007. -255 с.
Биологические активаторы плодородия почв/О.Б. Вайшля, А.А. Ведерникова, А.И. Кин //Наука и инновации XXI века: мат-лы VI науч. конф. -Сургут: Изд-во СурГУ, 2006. -С. 175-176.
Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. -М., 1989. -Вып. 2. -194 с.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. -М.: Агропромиздат, 1985. -351 с.
Ничипорович А.А. Методика определения фо-тосинтетической деятельности растений. -М.: Агропромиздат, 1968. -350 с.
Kuznecova R.Ja. Raps. -L.: Kolos, 1975. -235 s.
Kacy E.I. Molekuljarnaja genetika associa-tivnogo vzaimodejstvija bakterij i rastenij. -М.: Nauka, 2007. -86 s.
Naplekova N.N., Nersesjan M.S. Bak-Sib -mikrobiologicheskie preparaty novogo pokolen-ija, JeM-Biotehnologija prirodnogo zemledelija. -Novosibirsk, 2005. -32 s.
Vissey J.K. Plant growth promoting rhizobacte-ria as biofertilizerch//Plant and Soil. 2003. -V. 225. -P. 571-586.
Vajshlja O.B., Vedernikova A.A., Bondarenko A.P. Mikrobiologicheskie aspekty gipergeneza. -Tomsk, 2007. -255 s.
Biologicheskie aktivatory plodorodija pochv/O.B. Vajshlja, A.A. Vedernikova, A.I. Kin //Nauka i innovacii XXI veka: mat-ly VI nauch. konf. -Surgut: Izd-vo SurGU, 2006. -S. 175-176.
Metodika gosudarstvennogo sortoispytanija sel'skohozjajstvennyh kul'tur. -M., 1989. -Vyp. 2. -194 s.
Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta. -M.: Agropromizdat, 1985. -351 s.
Nichiporovich A.A. Metodika opredelenija fotosinteticheskoj dejatel'nosti rastenij. -M.: Ag-ropromizdat, 1968. -350 s.

Еще

Статья научная