Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1 Биологические особенности и хозяйственное использование козлятника восточного
1.2 Проблема биологического азота в современном земледелии 15
1.3 Физиолого-биохимическая роль микроэлементов в жизни бобовых растений 21
1.4 Закономерности распределения валовых и подвижных форм микроэлементов в почвах Европейской части России 39
1.5 Эффективность микроэлементов на бобовых травах 46
2. Объекты, условия и методы проведения исследований 54
2.1 Материалы и методы 54
2.2 Обоснование микроэлементного состава микроудобрения «Аквамикс-т» 62
2.3 Метеорологические условия вегетационных периодов 2005-2007 гг 65
3. Влияние различных видов и доз микроудобрений на посевные качества семян и урожайность зелёной массы козлятника восточного 69
3.1 Влияние различных видов и доз микроудобрений на посевные качества семян козлятника восточного 69
3.2 Влияние различных доз микроудобрения «Аквамикс-т» на урожайность зелёной массы козлятника восточного 72
4. Динамика формирования симбиотического аппарата и фитомассы растений козлятника восточного в год посева 74
5. Влияние макро-микроудобрений и ризоторфина на густоту стеблестоя козлятника восточного 78
6. Влияние макро-микроудобрений и ризоторфина на продуктивность козлятника восточного 80
7. Влияние применения микроудобрения и ризоторфина на симбиотическую азотфиксацию козлятника восточного и обогащение почвы биологическим азотом 86
8. Влияние макро-микроудобрений и ризоторфина на биохимический состав козлятника восточного 95
8.1. Влияние на содержание органических веществ 95
8.2 Влияние на содержание макро- и микроэлементов 96
8.3 Влияние на выход обменной энергии и кормовых единиц 103
9. Влияние применения макро- микроудобрений и ризоторфина на изменение агрохимических свойств почвы опыта 106
10. Экономическая и энергетическая эффективность удобрений 109
Выводы 113
Рекомендации производству 116
Список использованной литературы 119
- Проблема биологического азота в современном земледелии
- Обоснование микроэлементного состава микроудобрения «Аквамикс-т»
- Влияние различных доз микроудобрения «Аквамикс-т» на урожайность зелёной массы козлятника восточного
- Влияние макро-микроудобрений и ризоторфина на продуктивность козлятника восточного
Введение к работе
В настоящее время биологическому азоту в адаптивно-ландшафтных системах земледелия придается особое значение. Его использование в земледелии позволяет экономить материальные ресурсы на приобретение и использование минеральных азотных удобрений, что особенно важно при их ограниченных ресурсах, снизить энергетические затраты на производство продукции растениеводства, предотвратить загрязнение растениеводческой продукции и окружающей среды нитратным азотом (Интегрированное применение удобрений..., 2005).
Размеры симбиотической азотфиксации зернобобовыми культурами в Нечерноземной полосе России составляют в год 40-60 кг/га, клевером и люцерной - 80-180 кг/га, а поступление в почву биологического азота составляет для зернобобовых культур 8-12 кг/га, многолетних бобовых трав (клевер, люцерна) - 40-80 кг/га (Берестецкий и др., 1984).
Для обеспечения продуктивного симбиоза между клубеньковыми бактериями и бобовыми растениями необходимы следующие условия:, оптимальная реакция почвенного раствора, достаточная обеспеченность фосфором, калием, микроэлементами, инокуляция семенного материала соответствующими бактериальными препаратами (Посыпанов, Вавилов 1983).
Особое значение в активизации процесса биологической азотфиксации, а также в повышении урожайности бобовых трав и содержания в нём белка играет обеспеченность бобовых растений микроэлементами. Это связано с их специфической физиологической функцией в фиксации молекулярного азота из атмосферы. Так, например, молибден вместе с железом входит в состав активного центра ферментного комплекса - нитрогеназы в виде Mo-Fe-белка, участвуя в фиксации азота атмосферы (Битюцкий, 2005; Mulder, 1954; Candela, Fischer, Hewitt, 1957; Mortvedt, 1988).
Бор стимулирует образование клубеньков на растениях, улучшает развитие сосудисто-проводящей системы, способствует лучшему оттоку углеводов (в виде комплексных соединений — сахароборатов) из листьев к бактероидам, снабжая их структурным и энергетическим материалом. Кобальт является составной^частью витамина В12, который синтезируется в клубеньках. Работами академика Б.А. Ягодина показано его влияние на изменение ультраструктуры азотфиксирующего аппарата, бактероиды при этом активнее функционируют. Кобальт участвует в синтезе леггемоглобина и тем самым повышает количество фиксированного азота (Пейве, 1980; Ягодин, Жуков, Кобзаренко, 2002; Miller, 1954; Riley, 1981).
Актуальность проблемы
Результаты агрохимического мониторинга почв Нечерноземья свидетельствуют о недостаточном содержании в них подвижных форм микроэлементов. Так, доля пахотных почв с низким и средним содержанием бора составляет 61,8%, молибдена -80,8 %, меди - 50,4%, марганца - 53,7 %, цинка - 84,5 %, кобальта - 85,4 % (Стокозов, Захарова, 1992). Низкая обеспеченность почв микроэлементами является одним из существенных факторов, снижающих азотфиксацию, что в конечном итоге сдерживает рост продуктивности многолетних бобовых трав, являющихся ведущими культурами в полевом кормопроизводстве Нечерноземной зоны (Алтунин, 2003; Соколов, Замана, 2004).
Основным мероприятием на пути решения проблемы обеспечения растений недостающими микроэлементами является использование соответствующих микроудобрений. Из всех способов применения микроудобрений в настоящее время наиболее экономически выгодными являются предпосевная обработка семян и некорневая подкормка растений (Аристархов, 2000; Панасин, Новикова, 2006).
Известно, что ни один микроэлемент нельзя заменить другим. Часто встречаются почвы, которые плохо обеспечены не только цинком, медью; но и бором, и молибденом. На этих почвах при внесении отдельных микроэлементов без учета отсутствия или наличия других невозможно получить устойчивые урожаи. В таких случаях совместное внесение двух или трех микроэлементов значительно больше повышает урожай многих культур, чем раздельное; иногда хорошие результаты получают при распределении микроэлемента под культуру (Анспок, 1990).
В связи с вышеизложенным для оптимизации питания бобовых трав микроэлементами актуальна разработка микроудобрения для предпосевной обработки семян, содержащего в своём наборе комплекс микроэлементов и изучение его эффективности при выращивании козлятника восточного в условиях Северной части Нечерноземной зоны.
Цель и задачи исследований
Цель настоящих исследований заключалась в разработке комплексного микроудобрения, предназначенного для предпосевной обработки семян бобовых трав и изучение его эффективности при раздельном и совместном использовании с ризоторфином.
Объект исследований: козлятник восточный сорта Ялгинский, районированный в Вологодской области.
В связи с поставленной целью выдвинуты следующие задачи:
Разработать микроудобрение и определить оптимальную дозу его внесения при предпосевной обработке семян козлятника восточного.
Изучить влияние микроудобрения и ризоторфина на урожайность зелёной массы козлятника, сбор сухого вещества и сырого протеина.
3. Исследовать влияние раздельного и совместного применения
микроудобрения и ризоторфина на интенсивность процесса биологической
азотфиксации козлятника и обогащение почвы биологическим азотом.
Изучить влияние изучаемых удобрений на химический состав козлятника и определить вынос макро- и микроэлементов единицей урожая.
Определить влияние макро-микроудобрений и ризоторфина на изменение агрохимических свойств почвы.
Рассчитать выход ОЭ и кормовых единиц с 1 га и экономическую эффективность совместного и раздельного применения микроудобрения и ризоторфина.
Изучить эффективность предпосевной обработки семян козлятника восточного микроудобрением и ризоторфином в условиях производственного опыта.
9. Разработать рекомендации по эффективному применению
микроудобрения в сельхозпредприятиях региона.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Закономерности действия микроудобрения и ризоторфина на
урожайность и химический состав козлятника восточного, сбор сырого
протеина, выход кормовых единиц и обменной энергии;
- Накопление биологического азота в надземной и корневой массе
козлятника восточного в зависимости от раздельного и совместного
применения микроудобрения «Аквамикс-т» и ризоторфина.
Научная новизна
Научной новизной работы является то, что на основе поисковых исследований разработан микроэлементный комплекс «Аквамикс-т», предназначенный для предпосевной обработки семян бобовых трав. На основании проведённых лабораторных и полевых опытов изучена его
эффективность для предпосевной обработки семян козлятника восточного при совместном и раздельном его сочетании с ризоторфином. Выявлено влияние микроудобрения «Аквамикс-т» на интенсификацию процесса биологической азотфиксации и обогащение почвы биологическим азотом. Определены содержание и вынос макро- и микроэлементов хозяйственным урожаем козлятника под действием применяемых в опыте удобрений.
Практическая значимость
На основании экспериментальных данных предложено к производству комбинированное водорастворимое микроудобрение «Аквамикс-т», содержащее Мо, В, Со, Си, Zn.
В опытных условиях отработана технология его изготовления на ОАО «Буйский химический завод» Костромской области.
По результатам производственной проверки, проведённой в ЗАО Племзавод «Заря» Грязовецкого района Вологодской области в 2006-2007 гг. на площади 21 га, при совместном использовании ризоторфина и микроудобрения «Аквамикс-т» для предпосевной обработки семян козлятника, урожайность зелёной массы повысилась на 12 % по сравнению с инокуляцией семян ризоторфином, без микроудобрения.
На базе данного хозяйства отработана технология применения микроудобрения «Аквамикс-т» совместно с ризоторфином при обработке семян козлятника восточного.
Проблема биологического азота в современном земледелии
В настоящее время наиболее развитые страны мира большое внимание уделяют биологизации, экологизации и устойчивости земледелия. При этом большое значение отводится научно-обоснованному сочетанию биологического и минерального азота. Баланс азота в почвах России, сделанный Е.Н. Мишустиным (1985), Е.П. Трепачёвым (1999) показывает, что доля биологически фиксированного азота составляет лишь 26 % от общего азота, поступившего в почву .
В глобальном масштабе размеры процесса минерализации-иммобилизации почвенного азота в 30 раз больше, чем размеры симбиотической фиксации N2. При общем содержании азота в почве 105000 млн. т, поступает в растения 1400, минерализуется в почве 3500, фиксируется за счет симбиотической фиксации 120, поступает за счет азотфиксации ассоциативной и свободноживущими микроорганизмами 50, вносится с удобрениями 65 (из которых усваивается растениями только 26), поступает за счет сгорания органических материалов 22, потери за счет денитрификации достигают 135, и теряется в результате вымывания с горизонтальным и вертикальным стоками 85 млн. т азота (Paul, 1998).
Пополнить азотный фонд почвы возможно за счет расширения посевов бобовых культур, грамотного их размещения в севооборотах, инокуляции препаратами клубеньковых бактерий (ризоторфин), оптимизации реакции почвенного раствора и питания растений макро- и микроэлементами. По мнению академика РАСХН И.А. Тихоновича (2006), указанные мероприятия позволят в значительной мере снять остроту азотного дефицита, более рационально применять азотные минеральные удобрения, обеспечить воспроизводство почвенного плодородия и повысить устойчивость земледелия.
Разумеется, с помощью биологической азотфиксации нельзя полностью восполнить вынос азота из почвы с урожаями сельскохозяйственных культур и его потери от вымывания и денитрификации. В то же время, при отрицательном балансе азота в последние годы (-21,8 кг/га) дополнительное вовлечение в земледелие страны биологического азота после распашки бобовых культур может в ряде регионов в определенной степени решить эту проблему. Определение поступления в почву биологического азота и органического вещества за счет культуры бобовых необходимо обязательно учитывать при планировании системы удобрений, которая позволит эффективнее использовать биоклиматический потенциал территории (Завалин, 2005; Гамзиков, Завалин, 2006; Sauerbeck, Johnem, 1977; Pate, 1978; Ladd J. et al., 1983).
Из 18000 видов семейства бобовых (Fabaceae или Leguminosae), имеется большое число многолетних и однолетних кормовых растений. Самыми ценными из них являются виды клевера и люцерны, а также новых кормовых культур - козлятника восточного, лядвенца рогатого и донника, которые благодаря интенсивной азотфиксации имеют высокую урожайность и белковую продуктивность (Производство грубых кормов.., 2002). Установление факта фиксации азота воздуха принадлежит Ж.Б. Буссенго. Он выявил, что люцерна и клевер являются растениями, улучшающими почву. Они повышают урожайность следующих за ними культур (без удобрения навозом). В результате опытов он пришёл к выводу, что бобовые растения фиксируют азот из воздуха. В 1888 году Г. Гельригель и Г. Вильфорт открыли роль клубеньковых бактерий в связывании атмосферного азота. Процесс азотфиксации изучали также М. Бейерник, М.С. Воронин, С.Н. Виноградский, В. Л. Омелян ский, Д.Н. Прянишников и многие другие (Мишустин, Шильникова, 1968; Ягодин, 1970; Пейве, 1980).
Бобовые растения представляют одну из групп высших растений, способных усваивать атмосферный азот в симбиозе с клубеньковыми бактериями рода Rhizobium. По классификации Л.М. Доросинского, этот род делится на 11 видов, способных инфицировать одну или несколько культур. Инфицирование растения-хозяина начинается с проникновения бактерий в клетки коры, интенсивное деление которых приводит к образованию клубеньков на корнях. При этом сами бактерии превращаются в окружённые мембраной бактероиды, обладающие нитрогеназной активностью (Шильникова, 1985; Яковлева, 1975; Bohlool, Schmidt, 1974).
Нитрогеназа - это основной фермент, осуществляющий азотфиксацию. Он локализован в бактероидах и состоит из двух компонентов: более высокомолекулярного Мо-, Fe-белка и низкомолекулярного Fe-, S-белка. Азот связывается и восстанавливается до NH3 первым олигомером, a Fe-, S-белок поставляет для этого процесса электроны, получаемые через ферредоксин от цикла Кребса. Цикл Кребса обеспечивает также синтез АТФ, необходимый для поддержания структуры нитрогеназного комплекса, и поставляет кетокислоты, которые связывают аммиак с образованием аминокислот. Синтезируемый растением-хозяином гемсодержащий белок леггемоглобин встраивается в мембрану бактероида и осуществляет транспорт кислорода, создавая защиту нитрогеназы от его разрушающего действия (Пейве, Ливанова, 1977; Hallswonh, 1958, Schubert, Evans, 1976).
К настоящему времени многочисленными работами установлено, что симбиотическая азотфиксация в клубеньках осуществляется клубеньковыми бактериями, а роль высшего растения состоит в снабжении необходимыми субстратами и кофакторами, главными из которых являются источники водорода и энергетических ресурсов (Якушкина, Бахтенко, 2005; Arnon, 1961; Lie et al., 1976; Pate, 1978; Wallace et al., 1984).
Продуктивность симбиотической азотфиксации у бобовых определяется комплексом факторов и условий. При этом наибольшее значение из них имеют: биологические особенности культур, генотипы растений и азотфиксирующих микроорганизмов, соответствие экологических условий потребностям конкретных азотфиксирующих систем (Кретович, Романов, 1985; Чекалин, 1989; Аронштам, Симаров, 1989; Hallswonh, 1958; Hewitt, 1959; Bohlool, Schmidt, 1974; Dazzo, Brill, 1978).
По способности формировать урожай преимущественно за счет определенных источников азота все бобовые можно разделить на три группы: 1.) Преобладание автотрофного типа питания азотом (горох, вика посевная, кормовые бобы и др.) эти растения формируют урожай в основном за счет минерального азота и вклад биологически фиксированного азота в общем балансе не превышает 30%. 2.) Без заметного преобладания одного типа питания над другим (фасоль, соя); доля биологического азота в растениях составляет 30-60%. 3.) С преобладанием симбиотрофного типа питания (клевер, вика мохнатая козлятник восточный, люцерна посевная); доля биологического азота превышает 50% (Проворов, 1996). В значительной мере такое положение объясняется давностью вовлечения определенного вида растений в культуру. Оценка большого числа сортов, например, гороха, достоверно показала, что по мере селекции способность использовать симбиотически связанный азот значительно снижалась. При этом следует учитывать, что различия между сортами, видами бобовых (и даже внутри них) могут быть очень велики. В последнее время проводится интенсивное исследование молекулярно-генетических основ контроля азотфиксации у растений и разработаны специальные селекционные программы для повышения симбиотического потенциала у различных видов бобовых (Сичкарь, Князев, Патыка, 1987; Генетика симбиотической фиксации..., 1998; Жученко, 2004; Paul, 1998).
Обоснование микроэлементного состава микроудобрения «Аквамикс-т»
В вышеприведённом обзоре литературы было показано, что комбинированное внесение микроудобрений значительнее повышает урожай с-х. культур, чем их раздельное использование. Это послужило поводом к созданию микроэлементного комплекса, в котором микроэлементы находились бы в соотношениях, соответствующих физиологическим потребностям бобовых растений с учётом содержания подвижных микроэлементов в почвах Нечерноземной зоны.
Как видно из приведённых данных, разброс доз солей микроэлементов для предпосевной обработки семян многолетних бобовых трав довольно большой, и среди указанных авторов нет единого мнения на этот счёт. Если учитывать разнообразие почв по содержанию подвижных форм микроэлементов, то разброс доз будет ещё выше. Кроме того, как правило, авторы рекомендуют проводить предпосевную обработку семян не более чем 2-3 солями микроэлементов. Естественно, что при использовании 5-6 солей микроэлементов-совместно, их дозы должны быть гораздо ниже (вследствие синергизма и/или антагонизма между ионами, а также из - за большой концентрации раствора, отрицательно влияющей на прорастание семян).
Поэтому, на наш взгляд, более приемлемы рекомендации А.Н Аристархова и др. (1990), где общая доза солей микроэлементов в перерасчёте на 1т семян составляет 1401,6т или 1,4г/кг семян. В то же время, в состав микроэлементного комплекса целесообразно включить кобальт, который, как показано многими учёными (акад. Б.А.Ягодин, В.И. Панасин, П.И. Анспок), положительно влияет на формирование клубеньков, синтез леггемоглобина, что ведёт к интенсификации азотфиксации, и как следствие, повышению урожайности и доли биологического азота в единице продукции.
Если использовать медь в виде неорганической соли CuS04, то при добавлении к раствору прилипателя NaKMU,, возможно образование осадка, поэтому мы предлагаем вместо C11SO4 вводить комлексонат меди (хелат) Си (ЭДТА). Пятый микроэлемент, введённый в состав комбинированного микроудобрения «Аквамикс» - цинк в виде хелата Zn (ЭДТА). Использование цинка для предпосевной обработки семян крайне необходимо, т. к. по результатам агрохимического мониторинга 80% пахотных почв Вологодской области бедны данным микроэлементом. Применение цинка в виде хелата увеличивает его биологическую активность, снижает необменную сорбцию почвой, что позволяет значительно снизить применяемую дозу.
С учётом физиологической потребности многолетних бобовых трав в микроэлементах и степени обеспеченности ими почв Нечерноземной зоны в состав «Аквамикса» включены молибден, бор, кобальт, медь, цинк.
Кроме того, состав микроэлементного комплекса должен различаться в зависимости от цели использования. Как показали результаты исследований многих учёных (Ягодин, 2002; Панасин, 2003,2006; Анспок, 1990; Аристархов и др., 1987) для предпосевной обработки семян бобовых трав целесообразно увеличить долю молибдена в 4-5 раз по сравнению с бором, а для внекорневых подкормок их соотношение должно быть равным. Это связано с тем, что молибден играет важную роль в процессе формирования клубеньков, увеличения их азотфиксирующей способности, что особенно важно на ранних этапах развития растений. Бор улучшает углеводный обмен, благоприятствует процессам опыления и оплодотворения, тем самым повышая урожай зелёной массы и семенную продуктивность многолетних бобовых трав.
Общее содержание действующего вещества в Аквамиксе-т-28% С целью изучения эффективности совместного применения микроэлементов в сравнении с их раздельным использованием были заложены лабораторные опыты, по результатам которых был уточнен состав микроудобрения «Аквамикс-т». В дальнейшем была изучена его эффективность в полевом опыте при раздельном и совместном применении с ризоторфином для предпосевной обработки семян козлятника восточного.
Вологодская область входит в состав Северного экономического района Европейской части России. Климат области умеренно континентальный с продолжительной зимой, короткой весной, относительно коротким умеренно тёплым летом, продолжительной, и сырой осенью. Он отличается сравнительно большим количеством осадков (около 529 мм) в год, что намного больше испаряемости. Среднегодовая температура невелика и по данным Вологодской областной метеостанции «Вологда-Семёнково» (ГМС «Вологда») Вологодского района составляет 2,4 С. Сумма активных температур выше 10 С по среднемноголетним данным составляет 1611 С, а продолжительность безморозного периода 116 дней.
По среднемноголетним данным ГУ «Вологодский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (FMC «Вологда») за май-сентябрь выпадает 307 мм осадков при среднесуточной температуре воздуха+12,9 С.
В 2005 году, когда был заложен полевой опыт, за период активной, вегетации с мая по сентябрь выпало 314 мм осадков, что близко к среднемноголетним значениям, а среднесуточная температура воздуха была на 1,4 С выше нормы. Сумма эффективных температур (выше 5С) составила 1430 С. Величина ГТК (Лосев, Журина, 2001), равнялась 1,43, т.е. 2005 год был умеренно влажным и тёплым.
Тёплая и влажная погода способствовали появлению дружных всходов козлятника восточного и наращиванию им вегетативной массы в год посева.
В 2006 году переход среднесуточной температуры воздуха через 5 С наблюдался в конце 3-й декады апреля. Устойчивый переход через 5 С - в первой декаде мая. Именно в начале мая началось интенсивное отрастание бобовых трав, включая козлятник восточный. Накопление эффективного тепла шло ускоренными темпами, что в сочетание с достаточным увлажнением способствовало интенсивному росту козлятника и формированию хорошего травостоя в 1-м укосе. Сочетание высоких среднесуточных температур с недостатком осадков создали неблагоприятные условия для последующего отрастания козлятника восточного и формирования 2-го укоса. Причём дефицит осадков отмечался со 2-й декады июня по 3-ю декаду августа, в результате чего урожайность козлятника во 2-м укосе была в 3-3,5 раза меньше, чем в первом. К концу вегетационного периода (с начала сентября) прошли интенсивные осадки, что позволило компенсировать недостаток влаги с начала вегетационного периода. Как следствие в зиму 2006-2007 гг. козлятник ушёл в нормальном состоянии.
Влияние различных доз микроудобрения «Аквамикс-т» на урожайность зелёной массы козлятника восточного
Результаты исследований, проведённых в микрополевом опыте на дерново - подзолистой среднесуглинистой: почве показывают, что, возрастающие дозы микроудобрения «Аквамикс-т» способствовали повышению урожайности зелёной массы козлятника восточного (табл. 5.2).. Доза «Аквамикса-т» в 20 г/га н.в. семян на фоне P60Ki00 увеличила урожай зелёной массы на 8 %, а 40 г/га н. в. привела к удвоению прибавки (+16% к 1 варианту с инокуляцией ризоторфином). Дальнейшее увеличение дозы микроудобрения не приводит к существенному повышению урожайности.
Следует отметить, что предпосевная обработка семян молибдатом аммония (40 г/га н.в. семян совместно с инокуляцией) дала эквивалентную прибавку урожайности с дозой «Аквамикса-т» в 20 г. д. в. на гектарную норму. В то же время, на 3-й год жизни козлятника действие различных доз, видов удобрений и их взаимодействие «сглаживается», что приводит к нивелированию урожайности между вариантами в 2006 году. В результате, при статистической обработке данных методом дисперсионного анализа, различия между вариантами в 2007 году статистически недостоверны.
Таким образом, из вышеприведённых данных можно сделать следующие выводы: 1. Оптимальная доза микроудобрения «Аквамикс-т» для предпосевной обработки семян козлятника восточного составляет 40 г на гектарную норму высева семян. В среднем за три года прибавка урожайности зелёной массы от данной дозы составляет 16 % по отношению к контролю. 2. Применение микроудобрения «Аквамикс - т» в дозе 40 г/га способствует достоверному повышению урожайности на 6 % к варианту № 2 - с обработкой семян молибдатом аммония в эквивалентной дозе. Как показали исследования, при использовании ризоторфина (препарата, содержащего активные, специфичные, вирулентные штаммы клубеньковых бактерий) и микроэлементного комплекса «Аквамикс-т» (содержащего Мо, В, Со, Си, Zn) в 1-й год жизни козлятника восточного (2005), значительно ускоряется формирование симбиотического аппарата (табл. 6). Число клубеньков, на 1 растение в данном варианте через месяц после всходов,(28.06), было в 4 раза больше, чем в варианте с инокуляцией семян ризоторфином без микроэлементов (вар. 3). К концу вегетации (на 15.09) различия были также существенные: 103,6 шт/1 растение в вар. №5 и 80,6 шт/растение в вар. №3.
Анализ представленных в таблице 6 экспериментальных данных показывает, что в контрольных вариантах № 1 (без удобрений) и №2 (фоновый контроль) в первые три месяца после появления всходов развитие симбиотического аппарата шло крайне медленно и к середине августа на корнях одного растения козлятника в этих вариантах насчитывалось всего по 12-15 клубеньков. На корнях растений в опытных вариантах к этому сроку уже было от 39 до 51 клубенька.
Следует отметить, что в варианте 3, где семена были обработаны ризоторфином и в варианте 4 с обработкой семян «Аквамиксом» количество клубеньков на корнях было практически одинаковым. По — видимому, это связано с тем, что микроэлементный комплекс обеспечил благоприятные условия для симбиоза с находящимися в почве неспецифичными для козлятника штаммами микроорганизмов.
Количество клубеньков во всех вариантах опыта постепенно увеличивалось по мере роста и развития растений и к концу вегетации достигало максимальных значений. Сравнивая динамику формирования клубеньков в различных вариантах можно отметить, что если в 3 - 5 вариантах к 1 августа формируется примерно 50% клубеньков от максимального их количества к концу вегетации, то во 2 вар. только 25 %, а на контроле — лишь 14%. Основное количество клубеньков в последних двух вариантах формируется лишь в самый последний период вегетации, и не оказывает значительного влияния на обеспеченность растений симбиотически фиксированным азотом.
Таким образом, при совместном применении ризоторфина и «Аквамикса» в начальный период роста растений формируется мощный симбиотический аппарат, который в последующем начинает активно функционировать и снабжать растения козлятника восточного в достаточном количестве биологическим азотом. Всё это благоприятно сказывается на росте и развитии растений, обеспечивает их конкурентноспособность по отношению к сорной растительности (Посыпанов, Вавилов, 1983).
Взаимоотношения между макро- и микросимбионтом (клубеньковыми бактериями) в течение вегетации постепенно изменяются. На первых этапах инфицирования, когда клубеньковые бактерии проникают в клетки растения-хозяина, бактерии питаются за счёт высшего растения, что ведёт к торможению первоначального роста инокулированных растений. Так, например, масса 1 растения в 5 варианте (через месяц после всходов), где сформировалось наибольшее количество клубеньков на 1 растение, была на 20-30% ниже, чем в вариантах с меньшим количеством клубеньков. В последующие периоды вегетации сформированный мощный симбиотический аппарат (в варианте с совместным применением микроэлементов и ризоторфина) начинает интенсивно снабжать растения фиксированным азотом. В результате, в последующие периоды вегетации наблюдается интенсивный прирост зелёной массы в данном варианте (табл. 7).
Уже на 14.07 сырая масса 1 растения в 5 варианте практически не отличалась от других вариантов, а к 16 августа она была на 28% выше, чем при использовании одного ризоторфина. К концу вегетации урожайность сухой массы козлятника восточного в варианте ризоторфин + «Аквамикс-т» была в 1,5 раза больше, чем в варианте с ризоторфином и в 1,4 раза больше по сравнению с обработкой семян одними микроэлементами.
Влияние макро-микроудобрений и ризоторфина на продуктивность козлятника восточного
Как видно из таблицы 9 и 10 козлятник восточный формирует невысокую урожайность зелёной и сухой массы в год посева (2005 г). Тем не менее, сравнивая опытные варианты с контролем, прослеживается устойчивая тенденция к увеличению урожайности зелёной массы и накоплению сухого вещества.
При внесении фосфорно-калийных удобрений урожайность зелёной массы увеличивается на 84,4 %, а сухого вещества на 90,3%. Особенно эффективной оказалась совместная обработка семян ризоторфином и микроудобрением «Аквамикс-т» (на фоне Р100К140), где урожайность сухого вещества была в 3,1 раза выше контроля (без удобрений) и в 1,7 -фона. Следует отметить, что раздельное внесение данных препаратов обеспечило значительно меньшую (хотя и существенную) прибавку - 10,1 и, 22,0 % к фону.
Наивысшая урожайность зелёной и сухой массы (за 2 укоса) во 2-й год также получена в варианте с совместной обработкой семян козлятника ризоторфином и микроудобрением «Аквамикс-т» - 124,8% и 127,1 % к фону, 110,4 % и 111,1 % к варианту с инокуляцией одним ризоторфином соответственно. В связи с засушливой погодой отрастание козлятника после проведения 1-го укоса шло медленно, в-результате чего урожайность зелёной массы и сбор сухого вещества во 2-м укосе были примерно в 3,5 раза ниже. Хотя погодные условия для получения 2-го укоса были неблагоприятными, во всех вариантах получена достоверная прибавка в урожайности (см. табл. 10). Как следствие, в данном варианте за два года получена наивысшая прибавка урожайности зелёной массы: 16,8 т/га к контролю и 13,8 т/га к фону. Применение для предпосевной обработки семян козлятника ризоторфина и микроэлементного комплекса в отдельности было менее эффективным, чем их совместное использование. Тем не менее, в данных вариантах получена достоверная прибавка в урожайности как по сравнению с контролем (вар. 1), так и с фоновым внесением фосфорно-калийных удобрений (вар. 2).
В 2007 году, на 3-й год жизни козлятника восточного, наблюдается уменьшение прибавки урожайности от изучаемых факторов. Достоверная прибавка урожайности зелёной по отношению к контролю отмечается только в вариантах с предпосевной обработкой семян микроудобрением «Аквамикс-т» и при его совместном использовании с ризоторфином (+115 и 123 % соответственно). На фоне фосфорно-калийных удобрений увеличение урожайности зелёной массы (+ 15 %) отмечено только в вар. № 5. Аналогичные закономерности прослеживаются и в изменении сбора сухого вещества. Прибавка отмечается в вар. № 3, 4 и 5. Наибольший сбор сухого вещества (+127 % к контролю и 116 % к фону) отмечен в варианте с применением микроудобрения и ризоторфина. При этом дополнительный сбор сухого вещества за счёт совместного использования «Аквамикса-т» и ризоторфина составил 1,17 т/га по сравнению с обработкой семян одним ризоторфином.
При проведении 2-го укоса разницы в урожайности зелёной массы и сборе сухого вещества между вариантами была несущественной (Рф Ртеор). По всей вероятности, это связано с «затуханием» эффекта изучаемых факторов к концу третьего года жизни. Как уже было показано (табл. 8), за счёт корневых отпрысков козлятник на третий год жизни формирует плотный травостой, по густоте стеблестоя практически одинаковый во всех вариантах. К тому же, в период формирования 2-го укоса сложились благоприятные погодные условия. Так, за июль выпала 2-х месячная норма осадков при температуре воздуха несколько выше среднемноголетней.
В сумме за три года получена существенная прибавка урожайности зелёной и сухой массы козлятника восточного во всех опытных вариантах (табл. 9, 10). При этом следует отметить, что при предпосевной обработке семян микроудобрением «Аквамикс-т» (вар. № 4) и ризоторфином (вар. № 3) получена примерно одинаковая прибавка урожайности зелёной массы (105,9 и 106,4 % к фону) и сухого вещества (106,7 и 107,6 % к фону) соответственно. Наибольший сбор сухого вещества - 35,58 т/га получен в варианте с совместным применением микроудобрения и ризоторфина, что в 1,18 раза выше варианта с фоновым удобрением. Дополнительный сбор сухого вещества от совместного применения данных препаратов составил 10% в сравнении с их раздельным использованием.
