Оценка вклада биологического азота в формирование урожая (часть 2)
Использование растениями азота из 15NH4в15N03 при недостатке атмосферных осадков в 1996 г. было несколько больше без инокуляции, а в 1997 г., при достаточном количестве осадков наоборот, при посеве инокулированными семенами. В среднем за два года, коэффициент использованного растениями азота из удобрения на фоне с инокуляцией и без нее был практически равным 26% (табл. 4.3).
При определении размеров ассоциативной азотфиксации ни один из существующих методов измерения в полевых опытах не свободен от погрешности [Умаров, 1986, Boddey, 1987], поэтому в этом опыте проведена оценка несколькими методами [Оценка..., 2000]. При определенном допущении установлено, это количество фиксированного азота, используемого растениями за счет ризосферных диазотрофов, расчитанное разностным и разностным с 15N методами существенно не различалось как при внесении меченого азотного удобрения, так и меченой по 15N соломы. Можно предположить, что выявленные размеры азотфиксации ризосферными диазотрофами обоими методами с достаточной степенью характеризуют размеры поступления азота воздуха в агроценоз. Количество фиксированного азота, рассчитанное по методу изотопного разбавления, существенно изменялось по годам проведения опыта и отличалось от значений, рассчитанных первыми двумя методами (табл. 4.4).
В 1996 г. максимальное количество условно фиксированного азота поступило в растения без применения органических удобрений и при внесении навоза, в 1997 г. - на фонах с внесением соломы и полуперепревшего навоза. Вероятно, это является свидетельством того, что за счет дополнительного внесения органического вещества усиливается активность ассоциативной азотфиксации.
По данным того же опыта рассчитана роль различных источников азота (удобрение, почва, "экстра" азот, фиксированный азот) в формировании урожая яровой пшеницы. Основное количество азота в растения поступало из почвы (75-92%). Обработка семян ризоагрином и внесение азотного удобрения снизило долю почвенного азота в формировании урожая яровой пшеницы до 73-85%. Доли азота, фиксированного ризосферными диазотрофами, азотного удобрения и "экстра" азота в составе урожая изменялись в зависимости от погодных условий вегетационного периода. Во влажный и теплый 1996 г. доля биологического азота без внесения органических удобрений была больше, чем при применении соломы. В 1997 г., когда во второй половине вегетации растения испытывали дефицит осадков, в составе урожая возрастала доля биологического азота на фоне с соломой. В среднем за два года, доля биологического азота в формировании урожая яровой пшеницы на фоне с внесением навоза составила 6-8% и 11% при внесении соломы, что также косвенно подтверждает роль внесенного органического вещества в функционировании азотофиксирующей системы растение - микроорганизм. Как в отдельные годы, так и в среднем по опыту, доля азота минерального удобрения в формировании урожая пшеницы, независимо от использования инокулянтов, составила 13-14%. Азотное удобрение и ризоагрин не изменяли долю минерализованного 15N соломы в формировании урожая пшеницы. Доля "экстра" азота в формировании урожая незначительно изменялась в зависимости от погодных условий и составляла в среднем за два года 8-9% на фоне без органических удобрений. На фоне с внесением соломы доля этого источника азота в питании растений возрастала до 13-14%.
Итак, установлено, что в функционировании азотфиксирующей системы злаковое растение - микроорганизм, определенная роль принадлежит органическому веществу почвы, при низком его содержании в почве внесение органического субстрата (солома) способствует повышению действия биопрепаратов.
Учитывая этот факт, была проведена оценка влияния инокуляции семян яровой пшеницы биопрепаратами в зависимости от уровня плодородия светло-серой лесной почвы (опыт 2). Зерновая продуктивность ячменя сильно изменялась в зависимости от погодных условий вегетационного периода. В благоприятном для роста и развития растений 1998 г. (табл. 4.5) урожайность зерна изменялась от 15,8 до 40,6 г/сосуд, а при недостатке атмосферных осадков в 2000 г. сбор зерна достиг 15,4 г/сосуд.
В этом году на низком уровне плодородия почвы достоверное увеличение массы зерна получено при внесении N30. На остальных вариантах с применением биопрепаратов и азотного удобрения роста продуктивности не происходило. На почве со средним уровнем плодородия при обработке семян ризоагрином на РК-фоне достигнута максимальная урожайность - 40,6 г/сосуд. Флавобактерин так же достоверно увеличил урожайность (34,9 г/сосуд). Внесение N30 и N60 на РК-фоне способствовало росту сбора зерна, однако его размеры (30 г/сосуд) были ниже, чем при использовании биопрепаратов. При совместном применении азотного удобрения и диазотрофов масса зерна была такой же или несколько меньше, чем при использовании одних биопрепаратов. На высоком уровне плодородия в 1998 г. при инокуляции семян ячменя ризоагрином на РК-фоне сбор зерна был идентичен применению N30. Обработка семян флавобактерином увеличила массу зерна только на фоне 1+PK.
В 1999 г., при дефиците атмосферных осадков в течение всей вегетации, зерновая продуктивность ячменя была значительно ниже, чем в 1998 г. (14,2-27,3 г/сосуд). Достоверного увеличения урожайности от всех изучаемых приемов не отмечено. При сравнении урожайности на различных уровнях плодородия почвы, следует отметить, что максимальный сбор зерна (21,3-27,3 г/сосуд) был на низком уровне плодородия. Минимальная урожайность (14,2-19,2 г/сосуд) сформировалось на почве с высоким уровнем плодородия. Вероятно, связано это с тем, что более развитые в начале вегетации растения на плодородной почве в большей степени страдали от дефицита атмосферных осадков во вторую половину вегетации.
В 2000 г. так же при неблагоприятных погодных условиях, получена минимальная зерновая продуктивность ячменя 9,0-15,4 г/сосуд из всех годов исследований (табл. 4.5). На низком уровне плодородия достоверная прибавка массы зерна получена при внесении N60. При инокуляции биопрепаратами на фоне с внесением азотного удобрения наблюдали лишь тенденцию роста сбора зерна. На среднем уровне плодородия почвы обработка семян биопрепаратами на обоих фонах удобрений позволила получить достоверное увеличение массы зерна, соответствующее внесению N30 и N60. На высоком уровне плодородия при инокуляции семян флавобактерином на РК-фоне сбор зерна составил 13,0 г/сосуд, что превышало вариант фон 1+ризоагрин. На азотном фоне действие ризоагрина и флавобактерина на сбор зерна было одинаковым (13,6 и 13,2 г/сосуд).
Следовательно, действие биопрепаратов на зерновую продуктивность ячменя зависит во-первых от погодных условий, и во-вторых от уровня плодородия почвы. В благоприятном по погодным условиям 1998 г. максимальная прибавка урожайности от биопрепаратов получена на средне плодородной почве.
В среднем за три года минимальная зерновая продуктивность ячменя была на почве с низким уровнем плодородия. Внесение азотного удобрения увеличило здесь урожайность до 19,4 г/сосуд. При использовании инокулянтов сбор зерна достиг 18,4 г/сосуд. Ризоагрин на РК-фоне, не зависимо от уровня плодородия почвы, достоверно увеличивал сбор зерна. Флавобактерин, по своей эффективности несколько уступал ризоагрину на РК-фоне. На среднем уровне плодородия биопрепараты были эквивалентны N30 кг/га.
