Введение к работе
Актуальность темы исследований! Уровень урожая всех полевых культур ограничивается, в первую очередь, недостаточным содержанием доступного растениям азота в почве. Энергозатраты на техническую фиксацию азота воздуха составляют в среднем около 80 ГДж на 1т. С удорожанием энергоносителей цены на азотные удобрения постоянно растут и экономическая эффективность применения их снижается.
Систематическое применение азотных удобрений в высоких нормах
активизирует деятельность микофлоры, минерализацию органического
вещества почвы, снижает её потенциальное плодородие.-Кроме того> при
обильном азотном удобрении в растительной продукции накапливаются
нитраты, вызывающие болезни организма человекк и животного. Часть
окислов азота попадает в открытые водоёмы и грунтовые воды, делая их
непригодными для питья. '..--.-'
Единственной альтернативой минеральному азоту является азот биологический, лишённый отмеченных, недостатков. Однако, для активной симбиотической фиксации азота воздуха необходимы определённые параметры основных факторов среды, в частности, оптимальная обеспеченность макро- и микроэлементами, специфичный вирулентный активный штамм ризобий, оптимальная влагообеспеченность. Параметры этих факторов изменяются в зависимости от экологических условий зоны. '
В связи с этим целью наших исследований было определить параметры основных факторов среды, при которых реализуется наибольшая симбио-тическая активность и урожайность сои и гороха; фактические и возможные объёмы биологической фиксации азота воздуха и долю его в азотном балансе региона; провести энергетическую оценку биологического азота.
В задачи исследований входило: '
1. Уточнить Диапазон оптимальной влажности почвы для максимальной симбиотической азотфиксации и продуктивности сои и гороха .
- 2. Определить наиболее активный и вирулентный штамм ризобий для районированного, высокоурожайного сорта сои Пламя и определить эффективность предпосевной инокуляции семян.
-
Определить нижний предел оптимальной обеспеченности подвижным фосфором при оптимизации прочих факторов.
-
Выявить эффективность применения молибденовых удобрений при среднем содержании молибдена в чернозёмной почве.
-
Изучить симбиотическую и фотосинтетическую деятельность посевов сои и гороха при оптимизации борного питания.
6. Изучить влияние метеорологических условий года на симбиоти
ческую и фотосинтетическую деятельность посевов сои и гороха.
-
Определить фактический и возможный объём симбиотической азот фиксации бобовыми культурами в КБР.
-
Определить количество биологически фиксированного азота возду ха на пашне и в естественных фитоценозах, долю участия его в азотно» балансе Кабардино-Балкарской республики.
-
Провести энергетическую оценку создания благоприятных условиі для бобоворизобиального симбиоза.
Научные положения, представленные к защите:
1. Диапазон оптимальной влажности почвы для наибольшей азотфик
сирующей активности, урожайности и белковой продуктивности сои і
гороха.
-
Обоснование необходимости инокуляции семян сои активныи штаммом ризобий в районах ее ингродуцирования.
-
Эффективность' применения бора на выщелоченных карбонатны> черноземах при низком содержании его в почве.
-
Обоснование диапазона оптимальной обеспеченности выщелочен ных карбонатных черноземов подвижным фосфором для наибольшей симбиотической активности и урожайности сои и гороха.
-
Целесообразность и возможность увеличения доли биологического азота в азотном балансе КБР
-
Высокую окупаемость энергозатрат на орошение энергосодержанием прибавки урожая.
Научная новизна. Впервые для выщелоченных чернозёмов Предкавказья определены: нижний порог оптимальной обеспеченности подвижным фосфором, эффективность применения борных и молибденовых удобрений при низком и среднем содержании их в почве, диапазон оптимальной вла-гообеспеченности для максимальной симбиотической азотфиксации, урожайности и белковой продуктивности сои и гороха. Выявлена степень комплиментарное заводских штаммов ризобий сои и эффективность предпосевной инокуляции семян. Определены фактические и возможные объёмы биологической фиксации азота воздуха и доля участия биологического азота в азотном балансе полевых культур КБР.
Практическая значимость. Создание благоприятных условий для бобоворизобиального симбиоза в условиях выщелоченных чернозёмов Предкавказья позволяет увеличить биологическую азотфиксацию посевами сои на 120... і80 кг и гороха на 60...90 кг/га, повысить урожай семян сои с 1 до 2,7 т/'га и гороха с 2,1 до 3,7 т/га. При регулировании водного режима почвы количество фиксированного азота воздуха симбиотической системой
сои возрастает до 270 кг/га урожай семян до 3,22 т/га и белковая продуктивность до 1450 кг/га.
Расширение площади посева бобовых культур с 33 до 45 тыс.га, создание благоприятных условий для бобоворизобиального симбиоза позволит увеличить количество снмбиотичсски фиксированного азота бобовыми культурами с 2,2 до 7,4 тыс.т и долю его в азотном балансе пашни КБР с' 12 до 27%, что эквивалентно применению 45 тыс. т аммиачной селитры.
В настоящее время в азотном балансе сельскохозяйственных угодий Кабардино-Балкарской республики биологически фиксированный азот, сямбиотический и ассоциативный, составляет 33% (8,4 тыс.т), при увеличении симбиотически фиксированного азота на пашне доля биологического азота в азотном балансе КБР возрастёт до 42% и более и составит 13...14 тыс.т, в том числе на пашне 8,8 тыс. т. Это сэкономит 520 тыс. ГДж ископаемой энергии.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на первой и второй всесоюзных и третьей международной конференциях СО-ИСАФ (Калуга, 1989, 1991 и 1993 ); на республиканских научно-практических конференциях (1988...1994), на всесоюзном координационном совещании по генетике, селекции, семеноводству и технологии возделывания сои (Благовещенск, 1989), на межвузовских и внутривузовских научных конференциях (1986...1994).
Публикация результатов исследований. Автором опубликовано 35 научных работ, в том числе 25 - по теме диссертации во всесоюзных, республиканских и ведомственных изданиях.
Объём н структура работы. Диссертация изложена на 280 страницах машинописного текста, состоит из введения, 8 глав, заключения по экспериментальной работе, выводов и рекомендаций производству; содержит 76 таблиц и 11 рисунков, 25 приложений. Список цитируемой литературы включает 253 наименования, в том числе 24 иностранных автора.
В решении отдельных вопросов в разные годы принимали участие аспиранты Кашукоев М.В., Ахубеков А.А., студенты дипломники - Тапов В.А., Пшибиев В.У., Мизов А.Н., Кудаев А.Х. и другие, за что выражаю им искреннюю благодарность.
Я особенно благодарю моего научного консультанта Заслуженного деятеля науки Российской Федерации, академика Академии Аграрного Образования, члена-корреспондента Международной Славянской Академии, доктора сельскохозяйственных наук профессора Георгия Сергеевича Посыпанова за помощь в разработке программы исследований, методические консультации в процессе её выполнения и при завершении диссертационной работы.