Введение к работе
Актуальность темы. Развитие соеводства, в соответствии с целевой программой Министерства сельского хозяйства РФ «Развитие производства и переработки сои в Российской Федерации на период 2011-2015 гг.», является приоритетным направлением по преодолению дефицита кормового и пищевого белка в стране, который по данным ВНИИ питания РАМН составляет 1 млн. т/год (40% от рекомендуемой нормы). Тем не менее, объемы производства сои в России остаются в 5-7 раз меньше потребности народного хозяйства страны в высокобелковом сырье (Скрынник, 2010; Онищенко, 2010).
Главной причиной такой диспропорции является несоответствие условий окружающей среды требованиям биологии растений, что неблагоприятно сказывается на их семенной продуктивности (Романов, 1983; Баранов, 2005; Кочегура, 2008; Тильба, 2011). По состоянию на 2010 год, урожайность сои остается довольно низкой, как в среднем по России -11,8 ц/га, так и по Орловской области - 9,4 ц/га. С этих позиций необходимо внедрение перспективных сортов и адаптивных технологий сои, с тем чтобы нивелировать природные риски при минимальных экономических затратах.
В решении данной задачи особое значение имеют мутуалистические взаимодействия растений сои с полезной почвенной микрофлорой, которая является важнейшим фактором адаптации культуры к неблагоприятным условиям среды, получения экологически безопасной высокобелковой и рентабельной продукции растениеводства (Проворов, 2003; Тихонович, 2009; Парахин, 2009; Кожемяков, 2011).
В этой связи особую актуальность приобретает разработка элементов сортовой агротехники сои, предусматривающих использование в сельскохозяйственной практике растительно-микробных симбиозов (азотфиксирующего, ростстимулирующего и арбускулярной микоризы), способствующих сокращению применения минеральных удобрений.
Цель исследований - разработать элементы ресурсосберегающих сортовых агротехнологий для сои на основе формирования эффективных растительно-микробных симбиозов (РМС).
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
- провести сравнительную оценку современных сортов сои по
способности вступать в мутуалистические взаимодействия с различными
группами полезных ризосферных микроорганизмов;
изучить влияние факторов биологического и химического происхождения на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность растений, величину и качество урожая современных сортов сои;
- определить долю симбиотически фиксированного азота в урожае зерна
современных сортов сои и выявить влияние на нее приемов экзогенной
регуляции растительно-микробных взаимодействий (РМВ);
- выявить наиболее эффективные способы реализации потенциала
продуктивности сортов сои;
- дать экономическую и энергетическую оценку производства высокобелкового зерна сои при взаимодействии растений с полезной ризосферной микрофлорой.
Научная новизна. Проведена комплексная оценка эффективности взаимодействия современных сортов сои с тремя группами полезных ризосферных микроорганизмов.
Выявлены агротехнологические приемы, повышающие реализацию потенциала продуктивности сортов сои при максимальном вовлечении биологического азота в продукционный процесс и эффективном использовании фотосинтетически активной радиации агроценозами.
Методом импульсно-амплитудной модуляции на интактных растениях сои проведен анализ функционального состояния их фотосинтетического аппарата во взаимосвязи с симбиотической деятельностью.
Практическая значимость работы. Исследования автора направлены на реализацию государственной целевой программы по развитию соеводства в России и позволяют преодолевать проблему дефицита кормового и пищевого белка.
Разработаны элементы агротехники для сои с учетом сортовых особенностей растений и генотипа полезных ризосферных микроорганизмов, способствующие повышению белковой продуктивности агроценозов на 16-26%.
Разработка может быть внедрена в хозяйствах Центрально-Черноземного региона России на площадях, предназначенных для возделывания сои. Внедрение агротехнических приемов возделывания сои на основе растительно-микробных взаимодействий позволит не только реализовать биологический потенциал сорта и снизить экономические затраты на возделывание, но и производить конкурентоспособную экологически безопасную высокобелковую продукцию, тем самым обеспечивая качественным отечественным сырьем соеперерабатывающее производство нашей страны.
Основные положения, выносимые на защиту:
Сортовая специфичность сои по отношению к био- и техногенным факторам экзогенной регуляции растительно-микробных отношений.
Роль симбиотрофного и автотрофного питания растений в реализации потенциала продуктивности сортов сои.
Элементы сортовой агротехники сои, позволяющие получать высокий и качественный урожай зерна на основе создания эффективных растительно-микробных систем и снижения ресурсозатрат.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации представлены и доложены на региональных научно-практических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов «Неделя науки» Орел ГАУ (Орел, 2007, 2008, 2009, 2010); Всероссийской конференции «Ориентированные фундаментальные исследования и их реализация в АПК России» (Сергиев Пасад, 2009); Первом Всероссийском молодежном инновационном конвенте (Москва, 2008); Втором Всероссийском
молодежном инновационном конвенте (Санкт-Петербург, 2009); III
Международной научно-практической конференции молодых
исследователей, посвященной 65-летию образования Волгоградской ГСХА (Волгоград, 2009); Международной научно-практической конференции «Кормопроизводство в условиях XXI века: проблемы и пути решения» (Орел, 2009).
Результаты исследований были поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований офиц №08-04-13565 (2008-2009).
По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе в рекомендованных изданиях ВАК Минобразования РФ - 3.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 129 страницах печатного текста, состоит из введения, 7 глав, включающих обзор литературы, выводов, предложений для производства, содержит 16 таблиц, 16 рисунков, список литературы (256 наименований, в том числе 37 на иностранных языках) и 10 приложений.
