Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья



страница1/3
Дата11.10.2014
Размер0.64 Mb.
ТипАвтореферат диссертации
  1   2   3
На правах рукописи
ДЕЛАЕВ УСМАН АМХАТОВИЧ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СОИ РАЗНЫХ ЭКОТИПОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕНСИФИКАЦИИ СИМБИОТИЧЕСКОЙ И ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ АГРОЦЕНОЗОВ

В УСЛОВИЯХ ПРЕДКАВКАЗЬЯ


Специальность 06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук



Махачкала – 2012

Диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Чеченский государственный университет» и ГНУ «Чеченский НИИСХ» РАСХН

Научный консультант – доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Батукаев Абдулмалик Абдулхамидович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой

растениеводства и кормопроизводства ФГБОУ

ВПО «ДГСХА имени М.М. Джамбулатова»

профессор Муслимов Мизенфер Гаджисаидович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кафедры селекции, семеноводства и растениеводства

Белгородской ГСХА Наумкин Виктор Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора

по научной работе, зав. кафедрой агрономии

Калужского филиала ФГБОУ ВПО «РГАУ – МСХА

им. К.А. Тимирязева» профессор

Храмой Виктор Кириллович
Ведущая организация – ГНУ «Всероссийский научно- исследовательский институт сои» РАСХН
Защита диссертации состоится «30» мая 2012 г. в 1300 часов на заседании объединенного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ.220.026.01 в ФГБОУ ВПО «Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия имени М.М. Джамбулатова» (ФГБОУ ВПО ДГСХА) по адресу: 367032, РД, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева,180, зал Ученого совета, тел./факс: (8722) 68-24-19.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО ДГСХА.

Отзывы на авторефераты просьба присылать на бланке организации, заверенные гербовой печатью по адресу 367032, РД, г. Махачкала, ул. М. Гаджиева,180.


Автореферат разослан «____» ________ 2012 г.

Размещен на сайте ВАК Минобрнауки referat_vak@obrnadzor.gov.ru и сайте Даггоссельхозакадемии им. М.М. Джамбулатова www.dgsha.ru


Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор с.-х. наук, доцент Т.А. Исригова

1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Соя является непревзойдённой культурой по качеству и химическому составу семян, биологической ценности, универсальности использования в перерабатывающей, пищевой, фармацевтической промышленности и различных отраслях сельского хозяйства.

Восстановление и развитие животноводства в России требует увеличения производства сои и продуктов её переработки, в том числе шрота, цельносоевой муки и других (Кулинцев, 2011).

Вследствие увеличения численности и плотности населения возрастает потребность в функциональных пищевых соевых продуктах и добавках (Медведев, 2006; Бегеулов, 2010).

Соя относится к азотфиксирующим культурам интенсивного типа, способным внести существенную лепту в решение вопросов стабилизации, биологизации, экологизации растениеводства и энергосбережения в отрасли, которые не возможны без роста наукоемкости технологий, создания и использования новых сортов, оптимизации приемов их возделывания в том числе на основе изучения и усиления биологической азотфиксации (Кобозев, Тюльдюков, Парахин, 1995). В связи с этим Правительство РФ приняло ряд постановлений о развитии соеводства в стране, в том числе и в Предкавказье.



Цель исследований. Научное обоснование целесообразности и эффективности возделывания сортов сои разных экотипов в условиях Предкавказья на основе интенсификации биологической азотфиксации и фотосинтетической деятельности агроценозов, управления их семенной, белковой, масличной продуктивностью и качеством урожая.

Задачи исследований:

- сравнить и усовершенствовать существующие методы изучения биологической азотфиксации в посевах разных культур, в том числе сои;

- определить зональные, погодные, видовые, сортовые, сезонные и суточные закономерности симбиотической азотфиксации, дать им количественную оценку;

- определить влияние экотипа сорта, зональных и погодных условий, орошения, внесения макро- и микроудобрений, повреждений листового аппарата, норм высева, сроков и способов посева на рост, развитие, симбиотическую, фотосинтетическую деятельность, скороспелость, урожайность, белковую и масличную продуктивность сои, качество семян, содержание в них аминокислот, жирных кислот, минеральных веществ, витаминов, ингибиторов трипсина;

- выяснить закономерности формирования элементов продуктивности сортов сои разных экотипов в зависимости от приемов возделывания в условиях Восточного Предкавказья;

- разработать рекомендации по возделыванию и рациональному использованию сортов сои разных экотипов в условиях Предкавказья;

- изучить влияние условий возделывания и сортовых особенностей сои на удельные затраты N, P, K посевами в расчёте на 1т семян и усовершенствовать методику их расчёта;

- испытать «гребневую» технологию возделывания сои на орошаемых землях и разработать оптимальные режимы её орошения;

- дать энергетическую и экономическую оценку возделывания разных сортов сои в условиях Предкавказья.



Научная новизна.

Впервые проведено сравнение методов определения количества биологически фиксированного азота воздуха в посевах разных культур и сои. Доказано преимущество балансового метода по сравнению с другими методами (ацетиленовым, меченых атомов, по удельной активности симбиоза (УАС), методом сравнения бобовой и небобовой культуры, методом инокуляции).

Впервые установлено, что инокуляция и другие приёмы, повышающие уровень азотфиксации в агроценозе, увеличивают потребление азота бобовыми культурами и соей при сохранении уровня содержания этого элемента в почве, при этом симбиотрофный тип питания азотом имеет преимущество перед автотрофным.

Впервые с привлечением разных методов определения установлено, что внесение минерального азота угнетает симбиоз, при этом выявлены различия по величине коэффициентов использования азота удобрений инокулированными и неинокулированными посевами, доказано, что при отсутствии развитого симбиотического аппарата значения коэффициента потребления азота у бобовых и злаковых близки.

Установлено, что эффективность азотных удобрений кислой формы увеличивается при повышении щёлочности и засолённости почвы, при этом их отрицательное действие на развитие и деятельность симбиотического аппарата люцерны и сои на солонцеватых чернозёмах ослабевает и выражено в меньшей степени, чем на чернозёмах с нейтральной реакцией почвенного раствора при отсутствии засолённости.

На основе усовершенствованного использования ацетиленового метода определен уровень азотфиксации у разных видов бобовых культур, выявлены видовые, сортовые и зональные особенности её суточного хода.

Доказано, что увеличение в световом спектре УФ-лучей, высокая температура и низкая влажность воздуха и почвы приводит к снижению интенсивности азотфиксации, при этом у культур длинного дня по сравнению с короткодневными эта тенденция выражена сильнее.

Установлено, что в условиях засухи применение мелкодисперсного освежительного дождевания на посевах сои в период формирования генеративных органов является эффективным приемом повышения продуктивности посевов.

Впервые показано, что повреждение листового аппарата (искусственное или вследствие поражения болезнями и вредителями) снижает азотфиксирующую и фотосинтезирующую способность посевов, его отрицательное действие усиливается по мере повышения скороспелости и детерминантности сортов, что обуславливает повышенные требования к соблюдению агротехнических требований при их возделывании.

Впервые показано, что инокуляция сои ультраскороспелых сортов северного экотипа должна осуществляться более высокими дозами инокулята, чем южных, менее скороспелых сортов.

Впервые в условиях Предкавказья проведено сравнительное изучение сортов сои северного и южного экотипов по влиянию зональных, погодных условий, инокуляции, орошения, макро и микроудобрений, норм, способов и сроков посева на рост и развитие растений, симбиотическую и фотосинтетическую деятельность посевов, урожайность зелёной массы и семян, белковую и масличную продуктивность, химический состав семян (содержание аминокислот, жирных кислот, витаминов и ингибиторов трипсина).

Впервые выявлено, что при увеличении скороспелости сорта, в том числе из-за погодных условий, в семенах повышается содержание незаменимых аминокислот, особенно метионина, триптофана, гистидина и фенилаланина, а также полиненасыщенных жирных кислот, особенно линоленовой. Показано влияние условий произрастания и генетических особенностей сорта на атрагирующую способность генеративных органов и семян разработана методика её определения, выявлено значение этой способности в формировании продуктивности сои.

Впервые в посевах сои определены удельные затраты азота, фосфора и калия на формирование 1 т семян в зависимости от вышеуказанных факторов. Выявлено, что ухудшение азотфиксации и фотосинтетической активности посева сои снижает уровень потребления элементов питания в агроценозе, уменьшает семенную продуктивность, увеличивая расход элементов питания.

Практическая значимость работы. На основании многолетних исследований, проведенных в лесостепной зоне Чеченской Республики изучены биологические особенности сортов сои разных экотипов и разработаны сортовая агротехника и рекомендации по возделыванию, уборке и рациональному использованию урожая, обеспечивающие без орошения получение до 2,0…2,5 т/га, при орошении до 3,0…3,5 т/га зерна (при содержании в семенах до 40 % белка и до 20 % жира).

Разработана гребневая технология возделывания сои, позволяющая при орошении получать до 4,2…4,5 т/га зерна, при снижении затрат поливной воды.

Доказано, что возделывание сои в условиях лесостепи Предкавказья обеспечивает получение условного чистого дохода 10,0…14,3 тыс. руб./га, при рентабельности производства 71…100 %, при энергетическом коэффициенте возделывания сои 409…453 %, прибавке энергии 50…69 ГДж/га.

Основные положения, выносимые на защиту.


  1. Рост, развитие и скороспелость сои в зависимости от сортовых особенностей, погодно-климатических условий и агротехнических приёмов возделывания.

  2. Сравнительный анализ разных методов определения биологической азотфиксации и зависимость этого процесса от генетических особенностей видов и сортов сельскохозяйственных культур, а также от погодно-климатических условий, агротехники и других факторов.

  3. Динамика формирования семенной, белковой и масличной продуктивности сои при использовании различных приемов агротехники.

  4. Повышение продуктивности и эффективности возделывания сои за счет оптимизации условий бобоворизобиального симбиоза.

  5. Биохимический состав семян сои, в том числе фракционный и аминокислотный состав белка, содержание жирных кислот, а также минеральных элементов, витаминов и ингибиторов трипсина в зависимости от генетических особенностей сорта, погодно-климатических условий и агротехнических приемов.

  6. Энергетическая и экономическая оценка возделывания сои в условиях Предкавказья.

Апробация работы. Результаты работы доложены и одобрены: на Учёном совете агротехнологиченского факультета Чеченского государственного университета (2000…2010), Учёном совете Чеченского НИИСХ (2004…2008), на Научно-практической конференции Чеченского ГУ (2006), Республиканской научно-практической конференции «Роль аграрной науки в развитии агропромышленного комплекса Чеченской Республики», посвящённой 60-летию Чеченского НИИСХ Россельхозакадемии (2006), Научно-практической конференции в Ингушетии (2009), Международной научно-практической конференции «Новые направления в решении проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих инновационных технологий» (Владикавказ, 2011), на Международных научно-практических конференциях в РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева (2009, 2010, 2011.), на Международных научно-практических конференциях МГАУ имени В.П. Горячкина (2005, 2006, 2010, 2011), на Международной научной конференции Уманьского ДАУ (2008, 2011) и др.

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 54 работы, в том числе 20 изданы в рецензируемых научных журналах, включенных в перечень ВАК РФ.

На основании результатов исследований разработаны и изданы (в соавт.) «Методические рекомендации по возделыванию сои северного экотипа в Нечерноземной зоне РФ» (2007), «Рекомендации по возделыванию сои в Чеченской республике» (2010), монография «Возделывание скороспелых сортов сои» (2011).

Материалы исследований используются в учебном процессе агрономического факультета Чеченского государственного университета (ЧГУ), усовершенствованные методы определения азотфиксации в научно-исследовательских работах ЧГУ, ЧНИИСХ, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева и др.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 397 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. В работе содержится 154 таблицы, 5 рисунков,43 приложения. Список литературы включает 273 наименования, в т.ч. 68 на иностранных языках.

Личное участие автора в выполнении диссертационных исследований. Исследования 1987…1990 гг. на орошаемых землях Ставропольского края в зоне Большого Ставропольского канала (БСК) проведены совместно с д.с.-х.н., профессором И.В. Кобозевым (по заданию Севкавгипроводхоза и Минводхоза РСФСР), 1982…1986 гг. совместно с сотрудниками и аспирантами кафедры растениеводства МСХА (под руководством д.с.-х.н., профессора Г.Г. Посыпанова). Опыты 2000…2010 гг. – в Чеченской республике на опытном поле Чеченского НИИСХ.

Личное участие автора в получении, обобщении экспериментального материала и оформлении его в виде данной диссертации составляет 80 %.


2. МЕТОДОЛОГИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ

На основе обзора научной литературы и анализа природно-климатических условий лесостепной зоны Предкавказья были определены цель и задачи исследований (см. введение).

Исследования проведены на основе лабораторных, вегетационных, полевых и производственных опытов (около 60 опытолет) в 1982…2010 гг. в лесостепной зоне Чеченской Республики, в Ставропольском крае и в Московской области.

В качестве объекта исследования были взяты сорта сои разных экотипов.

В условиях Чеченской Республики: ультраскороспелые сорта северного экотипа – Магева, Светлая, Окская, Касатка; скороспелые сорта южного экотипа – Лада и Лира, среднеранние сорта - Рента, Лакта и Вилана, в отдельных опытах – сорт Лучезарная.

В условиях Ставропольского края – сорт сои Кубанская 4958, люцерна изменчивая сорт Славянская.

В условиях Московской области (при отработке методических вопросов) использовался сорт сои Северная 5, сорт люцерны изменчивой Вега, сорт клевера лугового ВИК-7, лядвенеца рогатого – популяция, люпина узколистного сорт Тимир1.

Почвы опытных участков: в лесостепной зоне Чеченской Республики (2000…2010) на опытном поле Чеченского НИИСХ – чернозём выщелоченный, тяжелосуглинистый, на подстилающем галечнике, с рНсол 6,9, с содержанием гумуса 3,9…4,1 % (по Тюрину), среднеобеспеченный подвижным фосфором – 70…80 мг/кг (по Чирикову), с повышенной обеспеченностью обменным калием – 88…91 мг/кг (по Чирикову); в Александровском районе Ставропольского края (1987…1990) на опытном поле колхоза «50 лет Октября» – чернозём обыкновенный, тяжелосуглинистый, с содержанием гумуса в слое 0…30 см 5,4 %, обменного Р2О5 3…4 мг/100 г (по Мачигину), рНвод 7,0; в Московской области (1982…1986) – на опытном поле МСХА – почва дерново-подзолистая, среднесуглинистая, рНсол-6,3…6,4, с содержанием гумуса 2,5…2,6 % (по Тюрину), высокообеспеченная подвижным Р2О5 – 150…160 мг/кг (по Кирсанову), с повышенным содержанием обменного К2О – 170…180 мг/кг (по Масловой).

В каждой зоне наблюдались разные погодные условия, и они охватывали весь их спектр.

В Московской области (1982…1986) среднесуточная температура воздуха в мае-сентябре составила 14…15 оС, сумма осадков 345 мм, сумма активных температур 1800…2200 оС, гидротермический коэффициент (ГТК) – 1,5…1,8.

В Александровском районе Ставропольского края (1987…1190) среднесуточная температура воздуха в мае-сентябре – 18…19 оС, сумма активных температур 3000…3400 оС, сумма осадков – 270 мм, ГТК – 1,0…1,1. В засушливых 1986 и 1989 гг. ГТК опускался до 0,5…0,6.

В лесостепной зоне Чеченской Республики (2000…2010) за этот же период среднесуточная температура воздуха была 17…18 оС, сумма осадков 320 мм, сумма активных температур за вегетационный период 2900 оС, ГТК – 1,2…1,3. Во влажные годы (2002 и 2004) ГТК повышался до 1,4…1,5, в засушливые (2006 и 2009) – до 0,6…0,5. Более подробно метеоусловия в годы проведения исследований описаны в диссертации.

Полевые опыты были заложены по общепринятым методикам и ГОСТам, при рендомизированном размещении делянок и блоков. Площадь делянок от 50 до 200 м2, в производственных опытах – 2…3 га., повторность четырехкратная. Статистическая обработка результатов исследований проведена методом дисперсионного анализа. Биохимический анализ семян сои проведен во ВНИИсои Россельхозакадемии на ИК-анализаторе Nir-42.

Методы проведения исследований и их схемы подробно представлены в диссертации и в опубликованных трудах.


3. СИМБИОТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ СОИ

И МЕТОДЫ ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ

На основании опытов, проведенных в 1982…2010 гг. выявлено, что все методы оценки симбиотической деятельности посевов бобовых культур, в том числе и сои, позволяют выяснить принципиальные закономерности и тенденции влияния тех или иных факторов на этот процесс (табл. 1…4).

Наиболее точные данные, отражающие изменение содержания азота в почве, потребление его растениями из почвы, воздуха и удобрений получаются при балансовом методе.

Ацетиленовый метод позволяет получить более оперативную информацию о ходе азотфиксирующей деятельности растений, однако, на полученные результаты влияют колебания атмосферного давления, температуры почвы, воздуха, освещенность растений и почвы и другие факторы.

Метод меченых атомов (15N) позволяет определить потребление азота из удобрений, однако на однолетних культурах он дает заниженные результаты. На многолетних культурах или при бессменном возделывании однолетних можно получить более точные данные, особенно, если азотные удобрения вносили только в первый год (табл. 4).

Метод инокуляции основан на определении азотфиксации по разнице потребления азота инокулированными и неинокулированными посевами. Он требует полного отсутствия клубеньков на неинокулированных вариантах, так как наличие на корнях даже единичных клубеньков может существенно исказить результаты, поскольку при снижении численности клубеньков может повышаться их удельная активность. Кроме того, используя этот метод, нельзя определить изменения содержания азота почвы, произошедшие под действием бобовой культуры, поэтому конечный результат оказывается заниженным.

Метод сравнения потребления азота бобовыми и небобовыми культурами позволяет только приблизительно оценить величину симбиотической азотфиксации первых и их преимущество перед последними. Однако он не учитывает различия между культурами по ассоциативной азотфиксации, поглотительной корневой активности, адсорбирующей и ассимилирующей способностям.

Кроме того, этот метод не учитывает разное влияние культур на содержание общего азота в почве. Сравниваемые культуры должны быть подобраны по вегетационному периоду, долголетию и т.д., что также затруднительно.

Метод оценки симбиотической деятельности посева по числу и массе активных клубеньков, по активному и общему симбиотическому потенциалу отражает общие закономерности азотфиксации.

Предложенный Г.С. Посыпановым (1983) метод определения количества симбиотически фиксированного азота по произведению удельной активности симбиоза (УАС) и активного симбиотического потенциала (АСП), широко применяемый его учениками, несмотря на свою доступность также имеет ряд недостатков. Он трудоемок, дает заниженные результаты, так УАС рассчитывается по разнице потребления азота растениями между двумя вариантами, при этом допускается, что азотфиксирующая активность единицы массы клубеньков на этих вариантах одинакова, что не всегда так. Кроме того не учитывается изменение содержания общего азота в почве.

В целом каждый из вышеуказанных методов вполне приемлем, и выбор его определяется решаемыми задачами. На основе использования этих методов сделан ряд выводов.

Применение балансового метода в производственных и полевых опытах позволило установить, что на посевах бобовых культур при наличии даже небольшого количества клубеньков не наблюдается снижения содержания общего азота в почве, поэтому вынос его с урожаем и общее максимальное потребление растениями может быть отнесено к биологической азотфиксации. При этом потребление бобовыми растениями азота из почвы с избытком компенсируется биологической азотфиксацией. Установлено, что чем больше была надземная масса бобовых, тем сильнее обогащалась почва азотом, что подтверждается увеличением урожайности и белковости небобовых культур, предшественником которых являлись бобовые.

Азотфиксирующая способность дерново-подзолистой почвы после выращивания зерновых культур, определенная ацетиленовым методом, составила за 41 день 5,3 кг/га, посевов кукурузы за этот же период – 17,6 кг/га, сои без инокуляции – 18,9, при инокуляции 210,3 кг/га.

Впервые установлено, что в солнечную, безоблачную, жаркую погоду суточный ход азотфиксации у сои носит синусоидальный характер, при этом максимум нитрогеназной активности у сортов северного и южного экотипов приходится на разное время суток: у сорта Окская (северный экотип) он приходится на 16…20 часов, у южного сорта Рента на 12…17 часов, то есть у южных сортов короткого дня максимум азотфиксации наблюдается ближе к полудню, у длиннодневных сортов северного экотипа он смещается к вечернему времени.

Более четко суточные изменения интенсивности азотфиксации наблюдались в безоблачную сухую погоду в южных степных предгорных районах Ставропольского края и в Чеченской Республике в опытах с люцерной. При этом максимум азотфиксации отмечен в полуденное время с 13 до 19 часов, а минимум в предутренние часы (до 7 часов утра). При дефиците влаги максимум наблюдался в более позднее время – в 22…23 часа, затем азотфиксация уменьшалась, достигая минимума к 7…8 часам, и снова возрастала к 11…12 часам.

При этом выявлено, что в условиях орошения нитрогеназная активность люцерны в фазе начала цветения составила при орошении 4,2 кг/га азота в сутки, а на богаре – 1,7 кг/га.

Выявлено, что в степной предгорной зоне (Ставропольский край) орошение сдвигало максимум нитрогеназной активности люцерны с 19…21 часа на 12…19 часов, пролонгируя его во времени в 2,3 раза, увеличивая его значение с 25 мг фиксированного азота в час до 80.

В засушливых условиях 1993 года (Московская область) инокулированная соя (сорт Северная 5) имела нитрогеназную активность 307 г/га в час, во влажный 1984 год – 788 г/га в час, (то есть в 2,5 раза больше). Все это свидетельствует об огромном значении влагообеспеченности для симбиотической азотфиксации.

Искусственное повреждение листового аппарата у сои снижало ее азотфиксирующую способность, уменьшало массу активных клубеньков, снижало их нитрогеназную активность, и в конечном счете уменьшало размер азотфиксации (табл. 1). При этом повреждающий эффект наиболее сильно проявлялся в засушливых условиях у ультраскороспелых сортов.

Удаление двух листьев в фазу бутонизации у ультраскороспелого сорта Касатка снизило азотфиксацию в засушливом 2006 году на 53 %, во влажном 2004 году – на 43 %; у сорта Рента, соответственно, на 27 и 21 %.

Таблица 1

Размер азотфиксации (N2, кг/га) в период «бутонизация-налив семян» в посевах сортов сои разных экотипов в зависимости от повреждения листового аппарата (ацетиленовый метод), опытное поле Чеченского НИИСХ



Растения

Ультраскороспелые

северного экотипа



Скороспелые

южные


Среднеранние

южные


Касатка

Светлая

Сред.

Лада

Лира

Сред.

Лакта

Рента

Сред.

В среднем за 2004 и 2006 гг.

Цельное растение

87

92

90

120

108

114

149

153

151

Удалены 2-й и 3-й листья

50

63

56

74

79

76

117

116

116

Числитель – во влажном 2004 г., знаменатель – в засушливом 2006 г.

Цельное растение

11

66


118

69


114

68


139

102


139

80


136

91


209

94


198

109


204

102


Удалены 2-й и 3-й листья

72

31


81

47


76

39


100

50


103

55


102

52


168

70


156

80


162

75


НСР05 – за 2004…2006 гг., кг/га: средних частных – 6,4;

удаления листьев – 2,5;

сортов – 3,8;

Х,% = 5,9.


Вместе с тем отмечено, что ультраскороспелые сорта Касатка и Светлая имея короткий вегетационный период в условиях засушливого года, успевая завершить вегетацию до наступления острого дефицита влаги в почве, уменьшали свою азотфиксирующую способность по сравнению с влажным годом на 46 кг/га (в 1,68 раза), среднеранние же южные сорта Лакта и Рента на 102 кг/га (в 2,0 раза).

Инокуляция во всех зонах усиливает биологическую азотфиксацию сои. Даже на черноземах обыкновенных степной предгорной зоны искусственная инокуляция давно районированного сорта люцерны изменчивой Славянская в среднем за четыре года увеличила среднегодовую биологическую азотфиксацию, рассчитанную балансовым методом на 83 кг/га без орошения и на 171 кг га при орошении.

Внесение азотных удобрений при отсутствии или недостаточном развитии клубеньков на корнях существенно повышает потребление азота бобовыми, при этом коэффициент использования его из удобрений достигает у сои 64…78 %, в среднем 47 %.

Полевые опыты в Московской области с применением балансового метода показали, что при инокуляции коэффициент использования азота удобрений у сои снижался в среднем за четыре года до 12…19 %. При этом среднее количество биологически фиксированного азота (при внесении 104 кг/га минерального) уменьшалось с 61 кг/га до 26 кг/га, при внесении 208 кг/га азота – до 4 кг/га, и соя в последнем случае почти полностью переходила на питание азотом из почвы и удобрений.

На черноземах обыкновенных солонцеватых в инокулированных посевах люцерны изменчивой под действием внесения азотных удобрений без орошения азотфиксирующая способность снижалась на 85 кг/га (в 2,0 раза), при этом до 12 % уменьшался коэффициент использования азота удобрений (без инокуляции он составил 42 %).

При орошении под действием азотного удобрения (N170 на фосфатном фоне) биологическая азотфиксация инокулированной люцерны снижалась на 159 кг/га (в 1,6 раза). При этом под влиянием инокуляции коэффициент потребления азота надземной массой уменьшался до 26,5 % (без инокуляции – до 70,6 %). Так проявляется антагонизм между минеральным азотом и биологической азотфиксацией. Орошение способствовало увеличению биологической азотфиксации на 273 кг/га (на 160 %), инокуляция – на 44 кг/га (на 135 %), орошение и инокуляция – на 317 кг/га (на 260%), (табл. 2).

Таблица 2

Размер (N2 кг/га) биологической азотфиксации люцерны изменчивой

сорта Славянская, определённый разными методами (в среднем за 1987…1990 гг.), Ставропольский край, БСК (и – инокуляция; б/и – без инокуляции)




Вариант

Балансовый

метод


Метод сравнения инокулированной и неинокулированной культур (метод инокуляции)

Метод сравнения с небобовой культурой (кукуруза без удобрений)

и

б/и

и

б/и

и – б/и

и

б/и

Без орошения

Без азота

171

127

235

161

74

-


-

-

N (68+34)

86

74

230

229

1

-

-

При орошении (75…100 % НВ в слое 0…50 см)

Без азота

444

304

562

420

142

251

127

N (68+34 +34+34)=170

285

262

612

376

36

-

-

Такая же закономерность наблюдалась и на посевах сои. Инокуляция увеличивала биологическую азотфиксацию на 137 кг/га (без орошения), которая под действием N68 уменьшалась до 59 кг/га. При этом коэффициент использования азотных удобрений на богаре составил без инокуляции 26,5 %, а при инокуляции 8,8 %.

Инокуляция на фоне орошения увеличивала фиксацию азота воздуха на 189 кг/га, а суммарный эффект от орошения и инокуляция составил 392 кг/га. За счет положительного взаимодействия этих приемов азотфиксация увеличилась на 52 кг/га.

При орошении без инокуляции коэффициент использования азотных удобрений составил 55,9 %, инокуляция снизила этот показатель до 20,6 %. При орошении инокулированных посевов он возрастал с 8,8 до 20,6 %, на неинокулированных с 26,5 до 55,9 % (табл. 3).


Таблица 3

Влияние инокуляции, азотных удобрений и орошения на величину биологической азотфиксации (кг/га), определённой разными методами, бессменные посевы, чернозём обыкновенный, слабосолонцеватый, Ставропольский край, БСК, 1987…1990 гг.



Вариант,

удобрения



Величина биологической азотфиксации, определенная балансовым методом,

Nбиол.=

(N11почвы– N1почвы)*

+ Nрастений – Nудобрений



Величина биологической азотфиксации, определенная методом сравнения инокулированных и неинокулированных посевов (метод инокуляции) по выносу азота растениями, без учета изменения азота в почве (N11почвы– N1почвы)*

Коэффициент использования азотных удобрений, %

Nбиол.

Nбиол.

Nрастений

Nрастений

Nбиол.




и

б/и

и

б/и

и–б/и

и

б/и

Без орошения

P60N0

221

84

172

142

30

-

-

P60N68

149

90

178

160

18

8,8

26,5

Орошение (75…100 % НВ)

P60N0

476

287

404

356

48

-

-

P60N68

392

282

418

394

24

20,6

55,9

НРС05, кг/га:

ср. частн.



16,4


-


-


-


8,8


-


-


инокуляции

4,0

-

-

-

-

-

-

удобрения

5,9

-

-

-

4,4

-

-

орошения

4,4

-

-

-

4,0

-

-

* N11почвы– N1почвы – изменение общего количества азота в почве (кг/га), N11почвы– до проведения опыта; N11почвы – после проведения опыта.
Использование метода меченого азота (15N), дополненного методом инокуляции, позволило еще раз подтвердить вышеуказанные закономерности. Коэффициент использования азотных удобрений неинокулированными посевами находится на уровне 67 %, а инокулированными – 42 %. Орошение увеличило эти показатели, но различия между вариантами сохранялись по существу.

При бессменном четырехлетнем возделывании сои сорта Кубанская 4968 на черноземах обыкновенных получены такие же закономерности (табл. 4).

Таблица 4

Коэффициент использования (%) азотных удобрений посевами сои (см., табл. 3, числитель – без орошения; знаменатель – при орошении), 1987…1990 гг.




Внесение азотных

удобрений на ежегодном фоне P60



Разностный метод

Метод меченого азота (15N)

в 1-й год

в среднем

за 4 года



в 1-й год

в среднем

за 4 года



б/и

и

б/и

и

б/и

и

б/и

и

Ежегодно по 68 кг/га, всего 272 кг/га

20,3

40,1


12,6

52,3


26,5

55,9


8,8

20,6


40,4

50,6


37,6

41,4


48,4

60,4


40,7

56,7


Только в 1-й год,

всего 68 кг/га



20,3

40,1


12,6

52,3


40,3

49,5


39,7

60,2


40,4

50,6


37,6

41,4


66,8

72,3


64,4

71,4

Разностный метод, по сравнению с методом меченого азота дает наиболее искаженные, заниженные результаты при инокуляции в первый год. В варианте с внесением N68 только в первую весну без применения его в последующие годы, среднегодовой коэффициент использования азота, определенный методом меченых атомов, без орошения составил 64…67 %, при орошении 71…72 %. Следовательно, можно утверждать, что без орошения 33…36 % азота, внесенного с аммиачной селитрой, теряется, а при орошении эти потери снижаются до 28…29 %.

Сравнивая данные, полученные разными методами, необходимо отметить, что в южных регионах, особенно при орошении, люцерна является непревзойденной культурой по азотфиксирующей способности. При этом даже на полях, где люцерна является традиционной культурой, она прекрасно отзывается на искусственную инокуляцию семян.

Исследованиями, проведенными в Московской области, Ставропольском крае, в Чеченской Республике выявлено, что под действием внесенных азотных удобрений, ухудшения влагообеспеченности и других неблагоприятных факторов резко снижается масса активных клубеньков и легоглобина в них, но при этом увеличивается нитрогеназная активность, в целом же из-за недостатка поступления в бактероиды ассимилятов, количество фиксированного азота снижалось в несколько раз.

В условиях лесостепной зоны Чеченской республики у всех сортов сои максимальное количество и масса активных клубеньков отмечены в фазу образования бобов – полного налива семян, в более поздние фазы развития сои усиливается лизис клубеньков, в них снижается концентрация леггемоглобина (в 3…17 раз).

Активный симбиотический потенциал (АСП) зависит и от продолжительности вегетационного периода. Вегетационный период Окской в среднем за четыре года составил 90 суток, а у Ренты – 106 суток, при этом АСП у первого сорта был в 1,8 раза меньше, чем у второго, у Окской этот показатель был более стабильным и меньше подвергался действию дефицита влаги во время вегетации.

Количество фиксированного азота, определенного как произведение удельной активности симбиоза (УАС) и АСП, изменялось по вышеуказанной закономерности (табл. 5). В среднем за четыре года азотфиксирующая способность сои сорта Рента была в 1,42 раза больше, чем у ультраскороспелого сорта Окская, однако у последней коэффициент варьирования азотфиксации по годам был в 1,93 раза меньше, чем у первой. При этом под действием дефицита дождей у Окской азотфиксация уменьшилась на 25 кг/га (с 73 до 48 кг/га или в 1,52 раза), а у Ренты со 119 до 45 кг/га – на 74 кг/га или в 2,64 раза.

Выявлено, что сорта по азотфиксирующей способности и накоплению азота посевами можно расположить в порядке увеличения этих показателей следующим образом: Касатка, Светлая, Окская, Магева, Лада, Лира, Рента, Лакта, Вилана. Однако, по мере увеличения вегетационного периода и ветвистости сортов усиливается снижение азотфиксации, вызываемое засухой или запаздыванием с посевом. При этом установлено, что в этом случае в азотном питании сои уменьшается доля фиксированного азота воздуха, а доля азота почвы увеличивается, однако размер азотфиксации и коэффициент использования азота почвы снижаются (табл. 5).

Таблица 5

Симбиотическая азотфиксация посевов разных сортов сои

(широкорядный посев – 45 см), норма высев 400 тыс. всхожих семян/га,

опытное поле Чеченского НИИСХ

Год

УАС,

г х кг/сут.



АСП,

кг х·сут./га



Фиксировано азота,

кг/га (УАС х АСП)



Окская

Рента

Окская

Рента

Окская

Рента

2004 (влажный)

5,7

4,5

12807

26464

73

119

2005 (умеренный)

6,2

5,1

11129

18823

69

96

2006 (сухой)

7,5

6,4

6400

7031

48

45

2007 (средневлаж.)

5,5

4,7

13018

24099

72

113

Среднее

6,0

4,9

10838

19099

65,5

93,2

Кв, % по годам

-

-

10,2

16,2

8,9

17,2

Наибольшая азотфиксация у ультраскороспелых сортов сои северного экотипа отмечена при раннем сроке сева (7…8 апреля), а у южных сортов Лада и Вилана, этот максимум отмечен при среднем (30 апреля…1 мая) сроке посева (табл. 6).

Таблица 6

Зависимость азотфиксирующей способности (кг/га) посевов разных сортов сои от сроков посева, опытное поле Чеченского НИИСХ, 2004…2006 гг.



Год


Магева

Лада

Вилана

7-8/04


30/04-

1/05


20-

21/05



7-8/04


30/04-

1/05


20-

21/05



7-8/04


30/04-

1/05


20-21/05


2004 (влаж)

67

83

68

84

101

87

94

121

105

2005 (сред)

75

72

68

75

72

68

85

47

70

2006 (сух)

43

38

30

43

38

30

51

44

35

Средн.

61,7

64,3

59,3

67,3

70,3

61,7

73,3

80,7

68,3


Разница 2004-2006

24

45

38

41

63

57

48

77

65


Выявлено, что азотфиксирующая способность у разных сортов неодинаково зависит от способа посева и нормы высева семян. У Окской и Магевы, маловетвящихся сортов северного экотипа, в среднем за 2004…2006 гг. максимум потребления азота и азотфиксации отмечен при рядовом посеве (20 см) и норме высева семян 500…600 тыс. шт./га, азотфиксация составила 86…87 кг/га.

Было проведено сравнение разных методов определения азотфиксации. По методу Г.С. Посыпанов (УАС х АСП) азотфиксация составила в среднем 82 кг/га (43 % от общего потребления азота), при этом 110 кг/га азота (57 %) потреблено из почвы. По ацетиленовому методу азотфиксация составила 154 кг/га (80 %) и 39 кг/га азота (20 %) потреблено из почвы (табл. 7).

В среднем за 2004…2006 гг. наибольшее потребление азота отмечено у сортов Светлая и Окская при ширине междурядий 20 см и норме высева 500 тыс. шт. всхожих семян /га – 112…108 кг/га. У скороспелых южных сортов Лада и Лира при М45Н500 общее потребление азота составило 112 кг/га и 114 кг/га.

Таблица 7

Сравнение методов определения азотфиксации посевами сои сорта Рента по потреблению азота (в числителе – кг/га; знаменателе – %),

опытное поле Чеченского НИИСХ




Показатели

Метод: N=УАС·АСП

(по Посыпанову, 1983)



Ацетиленовый метод

2004

влаж.


2006 сухой

сред.

2004

влаж


2006

сухой


сред.

Максимально потреблено азота (в фазу налива семян)

239

1000


146

100


192

100


239

100


146

100


192

100


Азот воздуха

119

50


45

31


82

43


198

83


109

74


154

80


Азот почвы

120

50


101

69


110

57


41

17


37

26


39

20


У южных сортов Лакты, Ренты и Виланы этот максимум отмечен в вариантах М45Н300-400. При этом инокуляция по-разному повлияла на общее потребление азота и на азотфиксирующую способность сортов и ее зависимость от способа посева и нормы высева семян. У раннеспелого сорта Касатка максимальное увеличение этих показателей (на 87 кг/га) обеспечено в варианте М20Н600 при применении двойной дозы инокулята. То же самое отмечено у Светлой. У Окской при двойной дозе инокулята максимум азотфиксации (85 кг/га), был отмечен в варианте М20Н500 и М20Н600, то есть при этой ширине междурядий этот максимум не зависел от нормы высева и был всего на 1…6 кг/га больше, чем у Касатки и Светлой. Следует отметить, что при применении 1,5 дозы инокулята количество фиксированного азота воздуха у сорта Окская было в среднем на 7…11 кг/га больше, чем у сортов Касатка и Светлая, а при применении рекомендуемой (1,0) дозы, соответственно, на 20 и 13 кг/га. Таким образом, на инокуляцию однократной нормой инокулята лучше реагируют более позднеспелые сорта. По этой причине наибольшая величина азотфиксации и максимального потребления азота посевами отмечено у среднераннего южного сорта Рента в варианте М45Н300 – 92 кг/га при однократной норме инокулята, что на 41 кг/га азота (в 2,3 раза) больше, чем у ультраскороспелого сорта Касатка.

Таблица 8

Влияние разных приёмов на максимальное потребление азота (кг/га) посевами сои в среднем за 2006…2008 г.г., опытное поле Чеченского НИИСХ

Вариант

Окская

Рента

Прибавка

при возделывании Ренты



Без орош.

С орош.

Без орош.

С орош.

Всего

От

сорта


От

орош.


От удобр

Контроль

117

239

127

266

149

18

131

-

Р80+микроэл.

136

266

149

301

184

23

136

25

Инокуляция

143

265

167

285

168

13

126

19

Инокуляция +

Р80+микроэл.



139

266

159

297

226

27

140

59

НСР05, кг/га: средних частных – 11,2; сортов – 2,.9; удобрений – 4,5;

орошения – 3,0; Х, % = 4,2


В 2006…2008 гг. проведены опыты, результаты которых показали, что только комплексность, четкость исполнения всех агроприемов обеспечивает максимальную азотфиксирующую способность сои. При сравнении сортов Окская и Рента было выявлено (табл. 8), что использование более продуктивного сорта Рента в совокупности со всеми приемами (орошение, внесение фосфорных удобрений, микроэлементов, инокуляция) максимально увеличило потребление азота (в том числе азотфиксацию).


  1   2   3

Похожие:

Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья icon«АгроСояКомплект» у нас есть всё для переработки сои и рапса
Компания «АгроСояКомплект» на базе Всероссийского научно-исследовательского института сои проводит 31 июля однодневную научно-практическую...
Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья iconРешение важнейшей проблемы науки и техники обеспечение эффективности эксплуатации летательных аппаратов (ЛА) на основе интенсификации их использования при опережающем
Ла на основе интенсификации их использования при опережающем росте конечных результатов по сравнению с ростом затрат требует постоянных...
Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья iconРеализация потенциала урожайности и качества зерна пивоваренных сортов ярового ячменя при разных технологиях возделывания в условиях центрального нечерноземья
Московская область, Одинцовский район, пос. Немчиновка-1, ул. Калинина, дом 1, Московский ниисх «Немчиновка»
Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья iconСписок используемых современных образовательных технологий на уроках химии
Педагогические технологии на основе активизации и интенсификации деятельности учащихся (активные методы обучения)
Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья iconДревнейшая культура растений – фасоль
Более 7000 лет насчитывает история возделывания одного из древнейших культурных растений планеты фасоли. В настоящее время эта овощная...
Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья iconГеография отраслей мирового хозяйства
Технологии: изучение нового материала с использованием информационных технологий, технологии дифференцированного обучения, технологии...
Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья iconКак "устроена" сои? Кто сказал сои? (Или неслучайная речь президента)
Охватывает создание противоракет наземного базирования. Суть его подробно рассмотрена во второй главе книги, и нового здесь почти...
Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья iconСоевый белок и здоровье
В китае, Японии, Корее и Манчжурии тысячи лет назад люди знали сотни рецептов различных лекарств, основанных на использовании сои....
Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья iconДеятельность образовательного учреждения
В условиях модернизации образования эффективность работы образовательного учреждения в значительной степени зависит от организации...
Эффективность возделывания сои разных экотипов на основе интенсификации симбиотической и фотосинтетической деятельности агроценозов в условиях предкавказья iconМетодические рекомендации по спецкурсу "методы и средства интенсификации обучения биологии" г. Горно-алтайск 2005 г. Введение Спецкурс «Методы и средства интенсификации обучения биологии»
Спецкурс «Методы и средства интенсификации обучения биологии» является продолжением методической подготовки студентов-биологов. Он...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org