Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
Научные основы рационального использования биологических ресурсов льна
Автореферат докторской диссертации по биологии
|
Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА3.1.7. Ферментативная активность почв
Изученные почвы характеризуются сравнительно низкой активностью окислительно-восстановительного фермента каталазы. Его активность изменяется в зависимости от типа почв, периода вегетации растений, года исследований и действия биопрепаратов (табл. 17, 18). Максимальная активность обнаружена в светло-серой лесной почве (11,3 мл О2/1 г почвы за 5 мин). В конце вегетации льна активность каталазы снижается, особенно в серой лесной оподзоленной почве (с 9,7 мл О2 в мае до 0,7 мл О2/1 г почвы в сентябре), что, вероятно, связано с уплотнением почвы.
Бактериальные препараты и стимуляторы роста и развития растений гуминовой природы существенно (в 2,5 - 5 раз) повышают каталазную активность почв. Влияют они и на процессы азотного метаболизма. Активность уреазы, как и активность каталазы, изменялась в разные годы исследований, по типам почв и от действия бактеризации и стимуляторов роста. Наиболее активное разложение мочевины выявлено в темно-серой лесной оподзоленной почве (pH=10 через 50 ч после внесения мочевины в почву). Из препаратов сильно сказалось действие гумата натрия (pH=12 через 70 ч после внесения мочевины в почву).
Амилазная активность почв заметно различалась - в пределах 4,2 - 21,8 мг разложенного крахмала на 1 г почвы за сутки. Высокой активностью фермента характеризовались серая лесная и дерново-глубокоподзолистые почвы.
К заметному повышению амилазной активности (в 4,3 раза) темно-серой лесной почвы привело внесение гумостима (с 5,8 до 21,8 мг разложенного крахмала на 1 г почвы за сутки соответственно).
Фосфатазная активность изученных почв низкая и практически не изменялась при внесении биопрепарата и стимуляторов роста. Это вполне объяснимо, если учесть, что фосфор в рассматриваемых почвах представлен в основном труднодоступными минеральными фосфатами, а фосфатаза минерализует труднодоступные органические соединения фосфора.
Таблица 17 - Ферментативная активность почв
Почва |
Период анализа |
Каталаза, О2 см3/г почвы |
Уреаза, pH/час. |
Амилаза, масса разложившегося крахмала в 1 г почвы, мг |
Фосфатаза, зона разло-жения, в мм |
Темно-серая лесная слабооподзоленная |
Май |
6,2 |
10/50 |
4,7 |
23 |
Сентябрь |
5,8 |
8,5/70 |
4,7 |
- |
|
Серая лесная оподзоленная |
Май |
9,7 |
9/70 |
21,8 |
- |
Сентябрь |
0,7 |
8/70 |
4,2 |
- |
|
Светло-серая лесная |
Сентябрь |
11,3 |
8/50 |
5,0 |
25 |
Дерново-глубокоподзолистая |
Сентябрь |
6,0 |
7/5 |
21,8 |
24 |
Таблица 18 - Влияние бактеризации и стимуляторов роста на ферментативную активность темно-серой лесной почвы
Вариант |
Каталаза, О2 см3/г почвы |
Уреаза, pH/ч |
Амилаза, масса разложившегося крахмала в 1 г почвы, мг |
Фосфатаза зона разложения, в мм |
Контроль |
2,3 |
8/50 |
5,8 |
23 |
Гумат натрия |
10,0 |
12/70 |
5,8 |
22 |
Гумостим |
8,3 |
7/15 |
21,8 |
20 |
БакСиб |
11,6 |
7,5/70 |
5,5 |
25 |
Наиболее активны протеолитические ферменты в серой лесной оподзоленной почве (70%), наименее - в дерново-глубокоподзолистой, т. е. в связи с низкой активностью аммонифицирующих бактерий серая лесная оподзоленная и светло-серая лесная почвы недостаточно обеспечены азотом.
3.1.8. Влияние внешних факторов на антагонизм бактерий в ризосфере льна к фитопатогенным грибам
Данные по антагонизму бактерий к фитопатогенным микромицетам в почве подо льном практически отсутствуют. Нами исследовано 64 изолята бактерий и актиномицетов, выделенных из почвы подо льном и выращенных на среде Гиса с добавлением 1% источников углерода или с внесением 0,1% источников азота.
Установлено, что бактерии, выращенные на среде с аммонийным и белковым азотом, обладают более интенсивными антибиотическими свойствами, чем бактерии, выращенные на нитратной и нитритной средах. Наибольшее количество бактерий-антагонистов выявлено к Bipolarissorokiniana и Aspergillusflavus, Stachybotrysatra. Интенсивность антагонизма бактерий к микромицетам зависит от культуры-антагониста, источника азота и углерода в окружающей среде. Наиболее сильно антагонизм проявляется на первых этапах разложения растительных остатков, особенно с высоким содержанием белкового азота, подвергающегося аммонификации.
По мере накопления нитратного или нитритного азота в среде число культур бактерий, обладающих антагонизмом к фитопатогенным грибам, сокращается. Однако культуры, сохранившие эту физиологическую функцию, дают большие зоны угнетения роста грибов.
Выявлено, что в почве подо льном развивается большое число (20 % от выделенных изолятов) бактерий-антагонистов фитопатогенных грибов. Однако заметные зоны угнетения микромицетов дают только 5% от всех изолятов. Антагонизм бактерий к фитопатогенным микромицетам зависит от источника азота и углеродаа в окружающей среде. Антагонистическая активность бактерий усиливается при наличии в среде белкового или аммонийного азота, крахмала, глюкозы и мальтозы.
3.1.9. Влияние микроорганизмов из ризосферы льна на всхожесть семян и рост ростков и корней редиса
Количественный и качественный состав микробов-стимуляторов в ризосфере льна изучен недостаточно. Для обеспечения прикладных и фундаментальных направлений работ чрезвычайно важным является поиск активных микроорганизмов-стимуляторов, пригодных для биотехнологических целей. О наличии биологически активных веществ у испытуемых культур судили по приросту опытных растений по сравнению с контролем или по увеличению всхожести.
Выявлено, что в ризосфере льна развиваются в значительном количестве микроорганизмы - стимуляторы роста растений. Наиболее активными стимуляторами являются Bacillusvirgulus, Bacillusagglomeratus, Pseudomonasrubigenosa, Pseudomonascaudatus. Стимулирующая активность микроорганизмов хорошо проявляется при наличии в среде маннита, крахмала, галактозы, ксилозы, сорбита. Источники углерода сильнее сказываются на синтезе микроорганизмами продуктов метаболизма, стимулирующиха активнее рост ростков, чем корней.
3.1.10. Влияние микромицетов из ризосферы льна
на рост проростков редиса и льна
Многие почвенные микроскопические грибы, прежде всего представители родов Penicillium, Fusarium, Aspergillus и ряда темноокрашенных грибов, являются продуцентами разнообразных фитотоксинов. Отмечено накопление грибов Цпродуцентов фитотоксинов в почвах при бессменном возделывании культур.
Нами изучен состав микромицетов из ризосферы льна и определена их фитотоксичность на проростках редиса и льна. Исследовано 20 видов микромицетов, выделенных из ризосферы льна, культивируемого на серых лесных почвах Новосибирской и Томской областей.
Установлено, что метаболиты семисуточных культур микромицетов оказывают фитотоксическое действие на всхожесть семян редиса и льна. По характеру влияния на растения их можно разделить на группы: микромицеты, ингибирующее действие которых проявляется одинаково негативно только на всхожести испытанных видов растений. Сюда относятся Cladosporiumelegantulum, Aspergillusawamorii; ингибиторы, которые оказывают отрицательное влияние на рост ростков редиса и льна. К этой группе относятся: Penicilliumchrysogenum, Aspergillusfumigatus; ингибиторы роста корневой системы редиса и льна. Это Muсorsp., Stachybotrisalternans; фитотоксичность микромицетов проявляется в изменении всхожести, роста ростков и корней. К этой группе относятся Fusariumlini и Alternariatenuis; микромицеты-стимуляторы роста ростков или корней редиса, такие как Cladosporiumelegantulum, Gymnoascussetosus, Penicilliumbrevi-compactum, Trichodermalignorum, Trichodermaviride, Chaetomiumglobosum. Действие микромицетов на растения многообразно и в значительной мере зависит от видовойа принадлежности как грибов, так и тест-культур растений. Метаболиты некоторых грибов (Cladosporiumelegantulum, Gymnoascussetosus, Penicilliumbrevi-compactum) оказали стимулирующее влияние на рост ростков редиса, но угнетали таковой у льна.
В целом микромицеты из ризосферы льна оказывают преимущественно негативное влияние на всхожесть и рост редиса и льна. Стимуляторы роста проростков редиса среди микромицетов встречаются крайне редко, а для льна не обнаружены.
3.2. ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ
НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА НА РАЗНЫХ ТИПАХ ПОЧВ
Изучение эффективности биологических препаратов на продуктивность сортов льна-долгунца Томский-16 (9) и ТОСТ 3 (10) проводили в пяти вариантах опыта, где использовали гумат натрия (Г), гумостим (О), БакСиб (БС), вермикомпост (ВК). Для контроля использовали вариант, не обработанный препаратами (К).
Установлено, что наибольшее положительное влияние на продуктивность волокна на темно-серых оподзоленных почвах оказал вермикомпост.
На продуктивность семян, на длину и ширину семени, число семян в коробочке, массу 1000 семян наибольшее положительное влияние оказал гумат натрия. Хотя число коробочек на одном растении максимально в контрольном варианте, но в среднем количество семян на одном растении наибольшее у сорта Томский-16, обработанного гуматом натрия.
При выполнении канонического анализа по признакам высоты, технической длины, диаметра стебля, числа семян в коробочке, числа коробочек и массы 1000 семян выявлено, что преобладающее влияние на распределение групп растений оказывает процентное содержание волокна (коэффициент для канонической переменной -1,073) (рис. 1). По процентному содержанию волокна сорт Томский-16, обработанный гумостимом, БакСибом, гуматом натрия, и контрольный вариант, отличаются незначительно, максимум отмечен у растений, выращенных с применением вермикомпоста.
Рисунок 1 - Канонический анализ сорта Томский-16: 9 - сорт Томский-16; Г - гумат натрия; О - гумостим; БС - БакСиб; ВК - вермикомпост; К - контрольный вариант опыта
Следовательно, на темно-серой лесной оподзоленной почве для сорта льна Томский-16 целесообразно применение вермикомпоста (для увеличения продуктивности волокна) и гумата натрия (для увеличения продуктивности семян).
Установлено, что у сорта ТОСТ 3 высота, техническая длина, процентное содержание волокна, масса волокна в варианте с применением вермикомпоста имеют максимальное значение.
Хотя число коробочек на одном растении максимально у сорта ТОСТ 3, обработанного гуматом натрия, а число семян в коробочке у обработанного вермикомпостом и в контрольном варианте, но в среднема количество семян на одном растении наибольшее при обработке БакСибом.
Масса 1000 семян, длина и ширина семени также выше у сорта ТОСТ 3, обработанного БакСибом.
Наибольшая масса 10 стеблей наблюдается у сорта ТОСТ 3, обработанного гуматом натрия, что положительно сказывается на урожае льносоломы.
Диаметр стебля в контрольном варианте выше, чем у других групп.
По комплексу признаков (высота, техническая длина, диаметр стебля, число семян в коробочке, число коробочек и масса 1000 семян) растения льна, обработанного гуматом натрия и БакСибом, различаются незначительно (рис. 2). По процентному содержанию волокна, у которого максимальныйа по модулю коэффициент для канонических переменных (-1,05), наблюдается небольшие различия у растений льна, обработанного гуматом натрия и БакСибом, гумостимом и контрольного варианта. Максимальное процентное содержание волокна у растений, выращенных с применением вермикомпоста, а минимальное - с применением БакСиба.
На темно-серой лесной оподзоленной почве для сорта ТОСТ 3 выбор препарата зависит от предназначения льна: если он выращивается на семена, то целесообразно применение БакСиба, на волокно - вермикомпоста, на льносолому - гумата натрия.
Рисунок 2 - Канонический анализ сорта ТОСТ 3: 10 - сорт ТОСТ 3; Г - гумат натрия; О - гумостим; БС - БакСиб; ВК - вермикомпост; К - контрольный вариант опыта
Для оценки эффективности биологических препаратов Байкал и Эпин проведен кластерный анализ с целью определения степени влияния исследуемых биопрепаратов на показатели продуктивности сортов.
Кластерным анализом сорта ТОСТ 3 установлено, что в опытах с внесением в почву биопрепаратов Байкал и Эпин имеются общие кластеры: техническая длина ? высота растений, процентное содержание волокна в стебле ? число семян в коробочке ? число коробочек на растении, масса волокна ? ширина семян ? диаметр стебля (рис. 3). В целом же оба препарата отличаются от контроля, что свидетельствует о том, что они влияют на показатели продуктивности сорта ТОСТ 3.
У сорта Томский-16 контрольный вариант и вариант, в почву которого был внесен биопрепарат Эпин, имеют общие кластеры: процентное содержание волокна в стебле ? техническая длина ? высота растений, масса волокна ? диаметр стебля ? порядок ветвления соцветия. Действие этого биопрепарата на сорт Томский-16 не проявляется в высоких показателях. Но в варианте с использованием биопрепарата Байкал установлено его положительное влияние на повышение значений морфометрических показателей.
С помощью корреляционного анализа определена зависимость показателей продуктивности исследуемых сортов. У сорта Томский-16 при внесении препарата Байкал число семян в коробочке зависит от числа порядков ветвления соцветия, а при использовании препарата Эпин техническая длина и диаметр стебля зависят от высоты растения, а число коробочек на растении - от числа порядков ветвления соцветия.
Корреляционный анализ сорта ТОСТ 3 с учетом внесения препарата Эпин показал, что техническая длина зависит от высоты растения, число коробочек на растении - от числа порядков ветвления соцветия, ширина семян - от диаметра стебля и длина семян - от их ширины.
В результате исследований установлено, что биологические препараты Байкал и Эпин оказывают положительное влияние на показатели продуктивности льна-долгунца: высоту, техническую длину, диаметр стебля, массу стеблей, линейные размеры семян, число семян в коробочке. Особое влияние они оказывают на массу 1000 семян иа процентное содержание волокна в стебле.
Для повышения волокнистой и семенной продуктивности сорта Томский-16 целесообразно применять биопрепарат Байкал. Для повышения волокнистой продуктивности сорта ТОСТ 3 рекомендуется применять биопрепарат Байкал, семенной продуктивности ? Эпин. В целом наиболее эффективным в технологии возделывания льна является биопрепарат Байкал.
Использование препаратов в технологии возделывания льна-долгунца оказало положительное действие на продуктивность семян и волокна на всех типах почв. Для повышения семенной продуктивности рекомендуется применять препараты Турмакс + Биовайс при обработке семенного материала и вегетирующих растений, продуктивности волокна - Турмакс + Биовайс при обработке посевного материала. Применение биопрепаратов оказало благоприятное влияние на всхожесть, мыклость, сбежистость. В результате расчета основных экономических показателей выявлено, что наиболее рентабельным является применение биопрепаратов Турмакс и Биовайс при обработке семенного материала и вегетирующих растений (244 %).
Рисунок 3 - Кластерный анализ сортов Томский-16, ТОСТ 3: % - процентное содержание волокна в стебле; ч.к. - число коробочек на растении; дл.сем. - длина семени, мм; ш.сем. - ширина семени, мм; диам. - диаметр стебля, мм; т.д. - техническая длина, см; ч.сем. - число семян в коробочке; м.сем. - масса 1000 семян, г; м.ст. - масса стебля, г; м.вол. - масса волокна стебля, г; ч.п.в. - число порядков ветвления соцветия; выс. - высота растения, см
|
Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии