Урожайность ячменя при использовании биопрепаратов (часть 5)
На бедной почве при благоприятных погодных условиях биопрепараты не увеличивали долю зерна в общей биомассе растений на фоне без внесения азотного удобрения. На почве со средним уровнем плодородия от ризоагрина и на плодородной почве об обоих препаратов имелась тенденция к увеличению доли зерна, что свидетельствует о положительной роли инокуляции, связанное, возможно со стимулирующим действием микроорганизмов, входящих в состав биопрепаратов. При недостатке атмосферных осадков в течение, практически, всего вегетационного периода это не установлено. В вегетационный период с неустойчивым увлажнением имелась слабая тенденция к возрастанию доли зерна в общебиологической массе ячменя на почве со средним уровнем плодородия.
И так, в зависимости от увлажнения вегетационного периода изучаемые биопрепараты по разному влияют на соотношение в общей биомассе ячменя доли зерна. При недостатке атмосферных осадков, независимо от уровня плодородия почвы, препараты не влияют на долю зерна в биомассе растений. При достаточном увлажнении с повышением уровня плодородия почвы инокуляция семян ячменя обеспечивает тенденцию к увеличению в биомассе растений доли зерна.
По данным Э.Л. Климашевского [1991] отношение массы корней к надземной массе растения (или показатель продуктивности корней) характеризует реакцию организма на условия минерального питания. Она (реакция) может также зависеть и от продуцирования микроорганизмами, входящими в состав биопрепаратов, физиологически активных веществ, таких как: фитогармоны-гибберелины, индуцирующие рост стебля, ауксины- стимулирующие рост корня и цитокинины - ускоряющие клеточное деление.
В опыте с ячменем при разном уровне плодородия почвы показано, что показатель продуктивности корней сильно варьировал в зависимости от погодных условий года и уровня плодородия почвы. В оптимальных погодных условиях 1998 г. при возрастании уровня плодородия почвы значение продуктивности корней снижалось, в засушливый год, наоборот, возрастало, а в год с неустойчивым увлажнением, мало изменялось в зависимости от плодородия почвы. Проведена оценка воздействия уровня плодородия почвы на показатель продуктивности корней при использовании биопрепаратов (рис. 2.1). С повышением уровня плодородия показатель продуктивности корней снижался. Поскольку он имеет обратную зависимость, можно предположить, что на единицу массы корней создавалось большее количество надземной массы. Аналогичная закономерность характерна для вариантов с использованием биопрепаратов.
Условия формирования зерна изменяли массу 1000 зернен, которая зависит от погодных условий во время налива зерна и уровня минерального питания, хотя действие последнего фактора значительно меньше, чем первого [Павлов, 1984]. При оптимальных погодных условиях в 1998 г. ячмень сформировал максимальную массу 1000 зерен, которая достигала значений 55-59 г. При резком недостатке атмосферных осадков в 1999 г. сформировалась невыполненное зерно с минимальной массой 1000 зерен. В условиях недостаточного увлажнения в начале вегетации 2000 г. и при их избытке в конце вегетации масса 1000 зерен составила 42-48 г (табл. 2.24).
На почве с низким плодородием, во все годы исследований от инокуляции семян на фоне без азотного удобрения проявлялась тенденция к возрастанию масса 1000 зерен, которая в среднем за 3 года изменялась от 43.9 до 45-46 г. На фоне с внесением азотного удобрения увеличения массы 1000 зерен не происходило.
При возрастании плодородия почвы с низкого до среднего, на фоне без азотного удобрения инокуляция семян не изменяла массу 1000 зерен, а на фоне с внесением азотного удобрения ризоагрин и флавобактерин ее увеличивали.
С повышением плодородия почвы от низкой до высокоплодорородной положительная роль биопрепаратов проявляется только на фоне с внесением под ячмень азотного удобрения.
Действие биопрепаратов на накопление растениями азота может определяться рядов факторов, среди которых основное значение принадлежит обеспеченности растений азотом, которое в свою очередь зависит от фиксации его ризосферными диазотрофами, а также усилению потребления растениями азота из почвы в результате микробостатического эффекта.
По данным профессора А.Н. Павлова (1984) содержание азота в зерне злаковых культур при внесении низких доз азотного удобрения, как правило, не изменяется, поскольку он (азот) используется на формирование массы зерна. При высоком содержании азота в почве его достаточно для формирования массы зерна и происходит увеличение концентрации азота в зерне. Накопление азота в зерне определяется также погодными условиями в период его налива и содержания, при сухой погоде во время созревания в зерне, как правило, накапливается больше белка, нежели при избытке осадков.
Содержание азота в зерне ячменя зависело, хотя и в меньшей степени, от погодных условий вегетационного периода (табл. 2.25). При оптимальных погодных условиях в 1998 г. в зерне ячменя накапливалось меньше азота за счет получения его максимального сбора. В годы с пониженным урожаем зерна (1999 и 2000) в нем повышалось накопление азота по сравнению с оптимальным годом.
Оценивая роль плодородия почвы в накоплении азота в зерне, следует подчеркнуть, что не установлено четкого его воздействия, хотя прослеживается слабая тенденция к увеличению накопления азота в зерне при повышении плодородия почвы.
Учитывая в целом идентичные закономерности влияния изучаемых препаратов на содержание азота в зерне в отдельные годы проведения опыта, рассмотрим их в среднем за три года. На почве с низким плодородием ризоагрин и флавобактерин на фоне без азотного удобрения практически не изменяли концентрацию азота в зерне, ровно как не было их положительного влияния на этот показатель и на фоне с внесение N30. Во всех случаях концентрация азота в зерне на почве с низким плодородием была в пределах 1,90-2%.
При повышении плодородия почвы с низкого до среднего, как было показано выше, происходил рост массы зерна ячменя, что не могло не отразиться на накоплении в нем азота. Содержание азота в зерне на почве со средним плодородием по сравнению с низким не изменялось и оно составляло в среднем затри года от 1.84 до 2,08%. Биопрепараты, как на фоне без использования азотного удобрения, так и при его внесении, на содержание азота в зерне ячменя на почве со средним плодородием почвы не влияли.
На высокоплодородной почве применение биопрепаратов на фоне без внесения азотного удобрения обеспечило слабую тенденцию к возрастанию в зерне содержания азота с 1,93 до 2,08-2,09%. При внесении азотного удобрения инокулянты не влияли на содержание азота в зерне. Следует отметить, что на почве с высоким плодородием в результате более высокой обеспеченности растений азотом, концентрация этого элемента в зерне ячменя была несколько больше, по сравнению с аналогичным показателем, полученным на почвах со средним и низким уровнем плодородия.
Содержание азота в соломе зависело от погодных условий вегетационного периода, в меньшей степени от использования инокулянтов и уровня плодородия почвы (табл. 2.25). На почве с низким плодородием за счет инокуляции семян биопрепарами на фоне без азотного удобрения имелась слабая тенденция повышения концентрации азота в соломе, при его внесении это не имело места. При более высоком урожае зерна и побочной продукции в 1998 г. содержание азота в соломе было меньше, чем в другие годы, при низкой массе зерна и соломы.
С возрастанием плодородия почвы с низкого до среднего, увеличения содержания азота в соломе не происходило, хотя на фоне без внесения азотного удобрения от биопрепаратов концентрация азота несколько увеличилась, примерно то же самое отмечено и при инокуляции семян ризоагрином на фоне азотного удобрения.
На высокоплодородной почве за счет инокуляции семян на фоне без азотного удобрения происходило снижение концентрации азота в соломе, в то время как на фоне с его внесением, наоборот, концентрация его в побочной продукции ячменя возрастала. Вероятно, связано это с более высоким содержанием минерального азота.
Корни, как известно, являются органом, в котором происходит поглощение и первичный синтез азотсодержащих соединений, от их активности зависит протекание последующих биохимических процессов в растении [Мосолов, 1979]. Значение концентрации азота в корнях в фазу полной спелости, хотя и не отражает ход биохимических процессов в период вегетации растений, но в какой то мере характеризует их направленность в конце вегетации растений. Установлено, что при недостатке азота в питательной среде на низкоплодородной почве, растения, выращенные без внесения азотного удобрения, имели концентрацию азота в корнях несколько большую, чем на почвах со средним и высоким плодородием. Использование инокулянтов на первой и второй почвах на фоне без внесения азотного удобрения способствовало слабому снижению содержания азота в корнях ячменя, это вероятно, свидетельствует об улучшении азотного питания растений. На фоне с внесением азотного удобрения содержание азота в корнях ячменя снижалось, что подтверждает ранее высказанную гипотезу об улучшении снабжения растений N при использовании биопрепаратов. Содержание азота в корнях растений, выращенных при инокуляции семян на фоне с применением азотного удобрения, приближалось к показателю, полученному при внесении азота в двойной дозе.
Учитывая различную реакцию ячменя на инокуляцию семян биопрепаратами в зависимости от плодородия почвы в мелкоделяночном опыте, было проведено обобщение данных полевых опытов с ячменем, выполненных на различных типах почв Российской Федерации [Завалин, Духанина, Ваулин и др., 2003]. Краткосрочные полевые опыты с сортами ярового ячменя (Hordeum vulgare), включенными в реестр каждого региона, проводили 1996-2000 гг. на дерново-подзолистой почве различной степени окультурен-ности в Брянской, Ивановской, Московской, Смоленской областях, Республике Марий Эл, на темно-серой лесной почве в Рязанской области и выщелоченном черноземе в Республике Мордовия (табл. 2.26).
Применение азотного удобрения в опытах способствовало увеличению сбора зерна, который составил от 0,7 до 5,5 ц/га или на 4-53% к фону PK (табл. 2.27). Наиболее высокие относительные прибавки от азота получены на дерново-подзолистой песчаной почве, а минимальные - на более плодородных: темно-серой лесной почве (13%) и выщелоченном черноземе.
Действие бактериальных препаратов на урожайность зерна в зависимости от типа почвы значительно различалось. В табл. 2.27 и 2.28 представлены средние данные для каждого опыта. Минимальная урожайность зерна на фоне без азотного удобрения составила 8.7 ц/га на дерново-подзолистой песчаной почве в Брянской области. В этом опыте положительный эффект от ризоагрина на фоне PK составил 1,7 ц/га (20%), а от флавобактерина 0,8 ц/га, что значительно меньше, чем в остальных опытах. При изучении биопрепаратов на фоне с азотным удобрением прибавка от инокуляции возрастала до 2 ц/га (15%) от ризоагрина и 2,2 ц/га (16%) от флавобактерина.
Максимальная урожайность зерна ячменя без инокуляции получена на выщелоченном черноземе в Мордовии - 19,7 ц/га и на дерново-подзолистой почве в Смоленской области - 19,8 ц/га.
При применении флавобактерина максимальная прибавка урожайности зерна - 30-31% к РК-фону получена на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой и легкосуглинистой почвах в Московской и Ивановской областях, ризоагрин наиболее эффективен в Ивановской и Смоленской обл. 35-36% соответственно.
