К. И. Довбан; доктор сельскохозяйственных наук, профессор
| Вид материала | Монография |
- Ветеринария. – 2011. №1(17). – С. 20-21 Нужен ли нам сегодня новый аграрно-технический, 46.59kb.
- Альманах издан при поддержке народного депутата Украины, 3190.69kb.
- Новых пород свиней на полигибридной основе, 812.01kb.
- Секция интенсивных методов обучения, 2428.86kb.
- В. О. Бернацкий доктор философских наук, профессор; > А. А. Головин доктор медицинских, 5903.36kb.
- Концепция устойчивого развития общества О. В. Тарасова, доктор сельскохозяйственных, 159.66kb.
- «Слова о Полку Игореве», 3567.27kb.
- Карамаев Сергей Владимирович. Г. А. Ларионов л 25 учебно-методическое пособие, 1270.9kb.
- Координаторы программы : Торшин Сергей Порфирьевич, доктор биологических наук, профессор,, 173.26kb.
- Д. В. Петров Диапозитивы текста изготовлены в тц сфера, 1451.22kb.
Таблица 6. Показатели фотосинтетической деятельности посевов
люпина узколистного в зависимости от условий питания
| Вариант | Площадь листьев, тыс.м2/га | ФП, млн. м2 в сут. | ЧПФ, г/м2 в сут. | |
| 1999 г. | | |||
| Без удобрений | 24,8 | 1,16 | 1,96 | |
| Р30К60 – вразброс | 29,7 | 1,33 | 2,58 | |
| Р30К60 – лентами | 39,1 | 1,64 | 2,71 | |
| Р60К90 – вразброс | 43,8 | 1,8 | 2,49 | |
| Р60К90 – лентами | 47,1 | 2,1 | 2,41 | |
| НСР05 | 2,9 | | 0,18 | |
| 2000 г. | | |||
| Без удобрений | 22,0 | 1,32 | 3,7 | |
| Р30К60 – вразброс | 31,8 | 1,63 | 3,24 | |
| Р30К60 – лентами | 43,0 | 2,5 | 3,01 | |
| Р60К90 – вразброс | 32,0 | 1,64 | 3,53 | |
| Р60К90 – лентами | 42,2 | 2,43 | 3,0 | |
| НСР05 | 1,6 | | 0,12 | |
Так как площадь листьев перекрывает влияние показателя фотосинтетической продуктивности единицы листовой поверхности, связь урожайности зерна узколистного люпина с величиной чистой продуктивности более сложна. Коэффициент корреляции составлял 0,18 в 1999 г. и 0,38 в 2000г. В 2000 г. инокуляция растений сапронитом увеличила ЧПФ в сравнении с фоном на 0,34 г/м2 сутки и осталась на том же уровне при добавлении к нему ризобактерина, несмотря на дальнейшее увеличение площади листьев. Хорошо развитая листовая поверхность и высокие значения ЧПФ необходимы в этих вариантах для активной жизнедеятельности симбиотических и диазотрофных бактерий.
Снижение показателей фотосинтеза до фоновых значений при использовании смеси с фосфатмобилизующими бактериями объясняется, на наш взгляд, с одной стороны, способностью люпина усваивать труднодоступные соединения фосфора почв, а с другой стороны, конкуренцией за питательные вещества между клубеньковыми и фосфатмобилизующими бактериями. Но в засушливых условиях 1999 г. дополнительное обеспечение доступным фосфором сыграло положительную роль в формировании высокой урожайности зерна узколистного люпина.
При изучении активности фотосинтеза в опыте со способами внесения и дозами фосфорных и калийных удобрений (см. табл.6) установлено, что применение Р30К60 лентами позволяет увеличить листовую поверхность до 39,1–43,0 тыс.м2 на гектаре и сформировать посевы с фотосинтетическим потенциалом в 1,64–2,5 млн. м2 сутки. Дальнейшее увеличение дозы до Р60К90 как вразброс, так и лентами при данном уровне плодородия не приводит к получению дополнительного урожая, а в 2000 г. даже снизило их до контрольных значений при разбросном способе, а при локальном внесении до уровня урожая, полученного в варианте Р30К60 вразброс.
Это не может быть связано с угнетением клубеньковых бактерий, так как почва содержала достаточное количество обменных катионов для нейтрализации физиологической кислотности хлористого калия и простого суперфосфата. Нормальное развитие фотосинтетического аппарата свидетельствует о том, что высокий уровень минерального питания не нарушает условия поступления питательных веществ в растения. В 1999 г. происходит даже дальнейшее увеличение площади листьев и фотосинтетического потенциала. Возможно, что снижение зерновой продуктивности объясняется действием хлора, который оказывает противоположное калию влияние на фотосинтез.
Хлор задерживает отток ассимилятов из листьев. В результате изменяется интенсивность и направленность использования продуктов фотосинтеза. Происходит «перекорм» листа и при сравнительно неплохом биологическом урожае получается невысокий хозяйственный урожай [365]. Увеличение листовой поверхности в условиях летней засухи наблюдал на картофеле М.Н. Гончарик [366]. Он пришел к выводу, что хлор повышает в этих условиях оводненность тканей листьев.
9.4. Азотфиксирующая способность люпина узколистного
при применении бактериальных препаратов
и минеральных удобрений
В литературе отмечается, что люпин имеет одну из самых высоких среди зернобобовых культур азотфиксирующую способность. Однако показано, что она может варьировать в широких пределах от 60–70 [367] до 95% [368]. При этом фиксация азота воздуха может составлять от 140 – 200 до 400 кг/га [29]. Одним из важнейших направлений научных исследований должно быть установление влияния разрабатываемых технологических приемов на уровень симбиотической активности, накопление биологического азота в получаемой продукции и почве.
Для определения количества фиксированного азота воздуха существуют следующие методы: расчет фиксированного азота воздуха по коэффициенту Хопкинса – Питерса; метод баланса; метод меченых атомов; ацетиленовый метод; метод расчета азотфиксации по величине активного симбиотического потенциала и удельной активности симбиоза; метод сравнения с неинокулированной культурой и метод сравнения с небобовой культурой [369]. Основным и самым надежным критерием оценки эффективности симбиоза, на взгляд Е.П. Трепачева [15], является уровень урожайности и накопления азота, а, значит, и белка бобовыми растениями без применения азотных удобрений.
В исследованиях использовался метод сравнения с небобовой культурой (овсом). Он дает достаточно надежные показатели симбиотической азотфиксации за период вегетации. Величина азотфиксации (Nф) определяется по формуле: Nф = (Nб – Nс) – (Nз – Nс), где Nб – общий азот бобового растения; Nз – общий азот овса; Nс – азот семян [20].
Бактериальные препараты. Исследованиями установлено, что азотфиксирующая способность люпина узколистного изменяется в широких пределах и зависит как от сортовых особенностей, так и от применяемых бактериальных препаратов. Так, сорт Гелена в среднем фиксировал 166,1кг/га атмосферного азота, в то время как сорт Першацвет только 47кг/га. Коэффициент азотфиксации у сорта Гелена колебался в зависимости от применяемых бактериальных препаратов от 74,4 до 77,2% при инокуляции семян смесью сапронита с ризобактерином (табл. 7). У сорта Першацвет этот бактериальный препарат повышал коэффициент азотфиксации по сравнению с фоном на 9,1%.
Таблица 7. Азотфиксирующая способность люпина узколистного
при применении бактериальных удобрений (среднее за 1999–2000 гг.)
| Вариант | Содержание азота в урожае, кг/га | Коэффициент азотфиксации, % | |
| общего | биологического | ||
| Гелена | |||
| Без удобрений | 169,1 | 120,7 | 71,4 |
| Фон (Р30К60) | 206,5 | 151,2 | 73,2 |
| Фон + сапронит | 225,9 | 171,2 | 75,8 |
| Фон+сапронит+ризобактерин | 267,4 | 206,5 | 77,2 |
| Фон + сапронит + фитостимофос | 225,3 | 168,9 | 75,0 |
| Фон + сапронит + ризобактерин+ фитостимофос | 239,6 | 178,2 | 74,4 |
| Першацвет | |||
| Без удобрений | 83,2 | 34,8 | 41,8 |
| Фон (Р30К60) | 97,0 | 41,7 | 43,0 |
| Фон + сапронит | 113,0 | 58,3 | 51,6 |
| Фон+сапронит+ризобактерин | 127,2 | 66,3 | 52,1 |
| Фон + сапронит + фитостимофос | 93,7 | 37,3 | 39,8 |
| Фон + сапронит + ризобактерин+ фитостимофос | 104,8 | 43,4 | 41,4 |
Продуктивность азотфиксации возрастала при инокуляции сапронитом с ризобактерином семян сорта Гелена по сравнению с фоном на 55,3кг/га, сорта Першацвет на 24,6 кг/га и составила соответственно 206,5 и 66,3кг/га. Продуктивность ассоциативного азотфиксирующего штамма составила 35,3кг/га у сорта Гелена и 8 кг/га у сорта Першацвет.
Оценка азотфиксирующей способности бобовых по содержанию симбиотического азота только в надземной части растений является существенно заниженной и не может в полной мере отражать потенциальные возможности усвоения азота из воздуха.
Для оценки возможного накопления люпином узколистным в почве биологического азота и влияния изучаемых приемов на этот показатель определено содержание азота в пожнивно-корневых остатках и их масса (У) по уравнению регрессии: У=12,3175+1,6340×Х [20], где Х урожайность зерна люпина узколистного. Полученные данные умножены на коэффициент полноты учета корневых остатков – 1,4 [15].
Согласно расчетам люпин сорта Гелена в варианте с инокуляцией семян сапронитом с ризобактерином оставляет после себя 81,6 ц/га ПКО, содержащих 130,6 кг/га общего и 100,9 кг/га биологического азота. Общая продуктивность азотфиксации в этом варианте, следовательно, составляет 307,4кг/га (206,5+100,9) (табл. 8).
Таблица 8. Накопление биологического азота в почве при применении
бактериальных препаратов (среднее за 1999–2000гг.)
| Вариант | Масса ПКО, ц/га | Содержание N в ПКО, % | Содержание азота в ПКО, кг/га | Общая продуктивность азотфиксации, кг/га | |
| общего | биологического | ||||
| Гелена | |||||
| Без удобрений | 59,1 | 1,74 | 102,8 | 73,4 | 194,1 |
| Фон (Р30К60) | 65,6 | 1,72 | 112,9 | 82,6 | 233,8 |
| Фон + сапронит | 76,7 | 1,88 | 144,2 | 109,3 | 280,5 |
| Фон+сапронит+ризобактерин | 81,6 | 1,60 | 130,6 | 100,9 | 307,4 |
| Фон+сапронит+фитостимофос | 71,0 | 1,74 | 123,5 | 92,6 | 261,5 |
| Фон + сапронит + ризобактерин+ фитостимофос | 67,3 | 1,74 | 117,2 | 87,1 | 265,3 |
| НСР05 | 5,3 | 0,19 | | | |
| Першацвет | |||||
| Без удобрений | 56,1 | 0,85 | 47,8 | 20,0 | 54,8 |
| Фон (Р30К60) | 58,5 | 0,87 | 50,7 | 21,8 | 63,6 |
| Фон + сапронит | 63,8 | 0,87 | 55,3 | 28,5 | 86,8 |
| Фон+сапронит+ризобактерин | 64,9 | 1,03 | 66,8 | 35,0 | 101,3 |
| Фон+сапронит+фитостимофос | 58,8 | 0,82 | 48,2 | 19,2 | 56,5 |
| Фон + сапронит + ризобактерин+ фитостимофос | 60,6 | 0,71 | 43,1 | 17,8 | 61,2 |
| НСР05 | 4,1 | 0,22 | | | |
Сорт Першацвет значительно уступает сорту Гелена по азотфиксирующей способности и накоплению биологического азота в почве. Общая продуктивность азотфиксации, согласно расчетам, у него составляет 101,3кг/га. Данный сорт несколько уступает в продуктивности сорту Гелена, содержит на 1–2% меньше протеина и имеет более узкое отношение зерна к соломе.
Способы применения удобрений. Продуктивность азотфиксации люпина узколистного возрастала в вариантах с внесением удобрений лентами по сравнению с внесением вразброс от 18,1 до 26,3 кг/га у сорта Гелена и от 11,7 до 24,3кг/га у сорта Бисер (табл. 9). Это связано, на наш взгляд, с интенсивным накоплением сухой массы растений и хорошо развитым листовым аппаратом (см. табл.6).
Таблица 9. Влияние на азотфиксирующую способность
люпина узколистного способов внесения удобрений (среднее за 1999–2000 гг.)
| Вариант | Содержание азота в урожае, кг/га | Коэффициент азотфиксации, % | |
| общего | симбиотического | ||
| Гелена | |||
| Без удобрений | 147,1 | 102,0 | 69,3 |
| Р30К60 – вразброс | 172,9 | 120,5 | 69,7 |
| Р30К60 – лентами | 195,4 | 138,6 | 70,9 |
| Р60К90 – вразброс | 162,2 | 105,1 | 64,8 |
| Р60К90 – лентами | 189,4 | 131,4 | 69,4 |
| Бисер | |||
| Без удобрений | 153,7 | 105,3 | 68,5 |
| Р30К60 – вразброс | 190,7 | 135,4 | 71,0 |
| Р30К60 – лентами | 201,8 | 147,1 | 72,9 |
| Р60К90 – вразброс | 193,6 | 132,7 | 68,6 |
| Р60К90 – лентами | 213,4 | 157,0 | 73,6 |
Как видно из данных табл. 9, сорта Гелена и Бисер по азотфиксирующей способности, рассчитанной только по надземной части растений существенно не различаются. Однако при расчете общей продуктивности азотфиксации сорт Гелена на 31,8кг/га превосходит сорт Бисер (табл. 10).
Согласно расчетам, люпин сорта Гелена при внесении Р30К60 лентами оставляет после себя 63,4 ц/га ПКО, содержащих 119,2 кг/га общего и 84,5 кг/га биологического азота. Общая продуктивность азотфиксации люпина узколистного сорта Гелена при ленточном внесении Р30К60 составляет 223,1 кг/га (138,6+84,5). Наиболее высокую общую продуктивность азотфиксации у сорта Бисер обеспечил вариант с внесением Р60К90 лентами. Но по сравнению с ленточным внесением дозы Р30К60 количество биологического азота возрастало всего на 5,7кг/га.
Таблица 10. Накопление биологического азота в почве в зависимости
от способа внесения удобрений (среднее за 1999–2000гг.)
| Вариант | Масса ПКО, ц/га | Содержание N в ПКО, % | Содержание азота в ПКО, кг/га | Общая продуктивность азотфиксации, кг/га | |
| общего | биологического | ||||
| Гелена | |||||
| Без удобрений | 53,1 | 1,74 | 92,4 | 64,1 | 166,1 |
| Р30К60 – вразброс | 58,8 | 1,72 | 101,1 | 70,4 | 190,9 |
| Р30К60 – лентами | 63,4 | 1,88 | 119,2 | 84,5 | 223,1 |
| Р60К90 – вразброс | 55,3 | 1,60 | 88,5 | 57,4 | 162,5 |
| Р60К90 – лентами | 59,8 | 1,74 | 104,1 | 72,2 | 203,6 |
| НСР05 | 4,9 | 0,12 | | | |
| Бисер | |||||
| Без удобрений | 53,4 | 0,95 | 50,8 | 34,8 | 140,1 |
| Р30К60 – вразброс | 58,6 | 1,08 | 63,3 | 44,7 | 180,1 |
| Р30К60 – лентами | 61,7 | 0,99 | 61,1 | 44,3 | 191,4 |
| Р60К90 – вразброс | 58,9 | 1,04 | 61,3 | 41,8 | 174,5 |
| Р60К90 – лентами | 62,7 | 0,87 | 54,5 | 40,1 | 197,1 |
| НСР05 | 4,5 | 0,27 | | | |
Таким образом, инокуляция семян люпина узколистного комплексным бактериальным препаратом сапронит+ризобактерин и внесение Р30К60 лентами позволяет повысить общую продуктивность и коэффициент азотфиксации. Из изучаемых сортов коэффициент азотфиксации и накопление биологического азота ПКО выше у сорта Гелена.
10. урожайность люпина узколистного
и ее структура при применении регуляторов роста, бактериальных препаратов
и способов внесения удобрений
10.1. Влияние регуляторов роста, бактериальных препаратов
и способов внесения минеральных удобрений на структуру
урожайности люпина узколистного
Многие исследователи отмечают, что генетические возможности люпина в формировании высоких урожаев зерна очень велики [4,5,23,29]. Однако, как установил А.И. Жуков [66], реальная продуктивность по плодам у узколистного люпина составляет от 35 до 40%. Он отмечает также, что 32–36% завязавшихся бобиков не развиваются до нормальных.
К объективным причинам высокой абортивности плодоэлементов относят конкуренцию за ассимиляты между вегетативными и генеративными органами, а также симбионтами; склонность к полеганию; неравномерность созревания бобов в пределах одного растения; неустойчивость районированных сортов к комплексу болезней и вредителей.
Нередко наиболее важное значение в этом вопросе придается условиям развития растений в раннюю фазу – до и при формировании репродуктивных органов. Например, указывается, что отправным моментом в онтогенезе правильнее признать начало закладывания зачаточных бугорков репродуктивных органов. Так, В.А. Ахундова [370] считает, что решающими или критическими для плодообразования являются 3–4 и 5–й этапы органогенеза, гарантирующие образование плодов даже при неблагоприятных условиях произрастания.
Наибольшее число завязей гибнет уже после оплодотворения, в период формирования зародыша и эндосперма; при этом могут быть случаи неодновременного развития зародыша и эндосперма или гибели зародыша и эндосперма [371].
К субъективным причинам относят несовершенство применяемой технологии возделывания, невыполнение ряда технологических приемов по обеспечению сбалансированного питания, качественного посева, защите растений от сорняков, вредителей и болезней, уборке и послеуборочной обработке семян [26]. В.Е. Ермакова [372], изучая абортивность семян люпина, отмечает, что при внесении минеральных удобрений число полноценных семян увеличивается за счет большего числа их на боковых побегах, но число абортивных семян, как правило, не снижается.
Среди факторов внешней среды, влияющих на редукцию потенциальной урожайности зерновых бобовых культур, следует назвать недостаток или избыток влаги в период цветения и закладки бобов, неоптимальные температуры в отдельные фазы развития. По мнению многих авторов, неполноценность семян обуславливается неодинаковым обеспечением репродуктивных органов жизненно необходимыми веществами (элементами питания, витаминами, гормонами) и водой в связи с неодновременным формированием их на растении. Так, Г.И. Таранухо [373] установил резкое ухудшение снабжения фосфором верхних мутовок главного соцветия и всех боковых кистей с момента завязывания нижних 3–4 мутовок центральной кисти. В.И. Шелестова и др. [103] отметили обеднение азотом верхней части цветочной кисти люпина в период цветения – созревания. А.П. Волынец с сотрудниками [374] определили, что первопричиной абортивности цветков и завязей на люцерне является недостаток ауксинов в пыльце, пыльцевой трубке и растущих завязях.
Отдельные элементы структуры урожайности, такие как количество бобов на одном растении, семян в одном бобе, густота продуктивного стеблестоя во время уборки, масса 1000 зерен, имеют огромное значение в реализации генетического потенциала сорта и по-разному реагируют на условия выращивания и агротехнические приемы. По изменению тех или иных элементов можно судить, в какую фазу развития и на какие физиологические процессы растений оказывают влияние применяемые приемы.
10.2. Влияние регуляторов роста на структуру урожайности
люпина узколистного
В условиях Беларуси, где гидротермические условия в период вегетации растений очень сильно колеблются, оптимальное для продукционного процесса сочетание факторов внешней среды – явление достаточно редкое. Поэтому проверка эффективности влияния регуляторов роста на рост, развитие и формирование элементов структуры урожайности культур представляет особый интерес.
При обработке цветочных кистей аминоизомасляной кислотой и составами на ее основе наблюдалось не только торможение опадения цветков, но и зародыши развивались дольше, имели больший размер и повышенную жизнеспособность [9]. Обработка ССС дозой 0,25 кг/га в опытах Р.И. Маркеловой и др. [375] повышала урожайность за счет увеличения количества бобов, зерен и массы 1000 семян. Применение квартазина на люпине желтом сорта Нарочанский на 9-м этапе органогенеза (фаза полного цветения главного соцветия) почти не оказывала влияния на образование цветков и завязей, но положительно влияла на количество бобов [312].
Регуляторы роста в наших опытах незначительно влияли на количество зерен в бобе (табл. 11). Применение эпина (50 мл/га) повышало сохранность бобов на одном растении у сорта Гелена на 1,7; у Першацвета на 0,2 и у Бисера на 1,0 шт., эмистима (5мл/га) – соответственно на 0,4, 0,1 и 1,1 шт. по сравнению с фоновым вариантом. Масса 1000 зерен сорта Гелена возрастала при применении эпина на 9,6; эмистима на 9,8 г; сорта Першацвет – 1,0 и 5,5 г и сорта Бисер – на 1,4 и 4,2 г соответственно.
Таблица 11. Структура урожая узколистного люпина при применении
регуляторов роста (среднее за 1999–2000гг.)
| Вариант (фактор А) | Высота прикрепления 1-го боба, см | Количество бобов на 1-ом растении, шт. | Количество зерен в 1-ом бобе, шт. | Масса 1000 зерен, г | Кхоз |
Гелена (фактор Б) | |||||
| Без удобрений | 35,9 | 4,7 | 3,0 | 165,7 | 0,29 |
| Фон – Р30К60 | 35,9 | 4,7 | 3,1 | 170,1 | 0,29 |
| Эпин 25 мл/га | 33,8 | 5,2 | 3,1 | 174,,4 | 0,29 |
| Эпин 50 мл/га | 37,6 | 6,4 | 3,3 | 179,7 | 0,30 |
| Эмистим 5 мл/га | 34,6 | 5,1 | 3,4 | 172,6 | 0,29 |
| Эмистим 10 мл/га | 34,0 | 6,8 | 2,9 | 179,9 | 0,28 |
| Квартазин 0,5кг/га | 37,5 | 5,0 | 3,8 | 171,5 | 0,30 |
Першацвет | |||||
| Без удобрений | 34,3 | 4,2 | 3,0 | 115,8 | 0,45 |
| Фон – Р30К60 | 29,8 | 4,5 | 3,1 | 121,2 | 0,40 |
| Эпин 25 мл/га | 26,8 | 4,7 | 2,9 | 122,0 | 0,37 |
| Эпин 50 мл/га | 30,0 | 4,7 | 3,0 | 122,2 | 0,39 |
| Эмистим 5 мл/га | 29,3 | 4,6 | 3,1 | 126,7 | 0,38 |
| Эмистим 10 мл/га | 33,3 | 4,4 | 2,9 | 122,5 | 0,37 |
| Квартазин 0,5кг/га | 32,0 | 4,1 | 3,0 | 127,9 | 0,40 |
Бисер | |||||
| Без удобрений | 39,3 | 5,6 | 2,9 | 178,5 | 0,30 |
| Фон – Р30К60 | 36 | 5,9 | 2,9 | 183,1 | 0,26 |
| Эпин 25 мл/га | 37,7 | 6,7 | 3,2 | 184,6 | 0,28 |
| Эпин 50 мл/га | 40,7 | 6,9 | 3,1 | 184,5 | 0,26 |
| Эмистим 5 мл/га | 40,7 | 7,0 | 3,3 | 185,7 | 0,27 |
| Эмистим 10 мл/га | 35,9 | 7,8 | 3,0 | 187,3 | 0,28 |
| Квартазин 0,5кг/га | 39,3 | 6,0 | 3,0 | 184,4 | 0,26 |
| НСР05 фактора А | 5,5 | 0,2 | 0,3 | 4,5 | |
| фактора Б | 4,6 | 0,1 | 0,1 | 8,2 | |
| факторов АБ | 8,9 | 0,3 | 0,3 | 13,1 | |
Квартазин повышал у сорта Гелена количество зерен в бобах на 0,7шт., у сорта Першацвет – массу 1000 зерен на 6,7г.
Таким образом, регуляторы роста вызывают направленную регуляцию морфоструктуры растений и повышают функциональную активность их органов, что проявляется в улучшении развития генеративной сферы и повышении массы 1000 зерен.