Влияние биопрепаратов на основе ассоциативных ризобактерий на продуктивность овса и плодородие почв в Центральной Якутии

УДК 631.847.212:(633.13+631.452)(1-925.13)

Влияние биопрепаратов на основе ассоциативных ризобактерий на продуктивность овса и плодородие почв в Центральной Якутии

Яковлева М. Т., кандидат сельскохозяйственных наук

ФГБНУ «Якутский НИИСХ им. М. Г. Сафронова», лаборатория картофелеводства и агроэкологии

677001, Россия, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Бестужева-Марлинского, д. 23/1

E-mail: maryatimofeevna@mail.ru

Исследования проводились в республике Саха (Якутия) в 2013–2015 годах. Применение препаратов на основе ассоциативных ризобактерий является экологически чистым способом повышения урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения плодородия почв. Изучено влияние предпосевной инокуляции семян овса сорта Покровский различными препаратами на основе штаммов ризобактерий: «Мизорином», «Агрофилом» и «Ризоагрином». В качестве контроля исследовали вариант без инокуляции. Была отмечена отзывчивость овса на применение биопрепаратов: инокуляция семян способствовала увеличению продуктивности, накоплению биомассы растений. В опытных вариантах отмечено значительное повышение урожайности культуры — с 1,5 до 1,7–1,9 т/га. В Центральной Якутии распространены мерзлотно-таёжно-палевые почвы с низким содержанием гумуса. Перед посевом был проведён агрохимический анализ почвы: содержание гумуса составило 1,84%, обменного калия — 255, фосфора — 217 мг/кг почвы. Предпосевная инокуляция семян овса препаратом «Мизорин» привела к увеличению содержания гумуса в почве до 2,5%, в то время как в контрольном варианте наблюдалось незначительное повышение содержания гумуса — до 1,9%. Препарат «Ризоагрин» значительно повлиял на содержание в почве обменного калия: оно составляло 300 мг/кг почвы после возделывания культуры. Содержание обменного фосфора не отличалось по вариантам опыта. Таким образом, применение изученных препаратов на основе ассоциативных ризобактерий оказало положительное влияние как на рост и развитие растений, так и плодородие мерзлотно-таёжно-палевых почв.

Ключевые слова: овёс, ассоциативные ризобактерии, «Мизорин», «Агрофил», «Ризоагрин», мерзлотные почвы, содержание гумуса.

Применение безопасных биологических препаратов на основе ассоциативных азотфиксирующих бактерий оказывает комплексное положительное действие на растения: фиксация атмосферного азота, подавление фитопатогенных микроорганизмов, стимуляция роста и развития растений, улучшение их минерального питания и влагообмена, повышение устойчивости к стрессам. Для человека, животных и других компонентов биоценозов такие микроорганизмы совершенно безопасны, а при внесении в почву они могут существенно улучшить её плодородие (Завалин, 2000; Завалин, Кожемяков, 2010; Хотянович, 1991).

В современных условиях применение при возделывании сельскохозяйственных культур безопасных препаратов на основе штаммов ассоциативных ризобактерий даёт возможность получить высокую урожайность и улучшает качество получаемой продукции, повышает содержание гумуса в почве. Нами впервые были изучены комплексные биопрепараты на основе ассоциативных азотфиксирующих бактерий для повышения урожайности и получения экологически чистой продукции овса в условиях Центральной Якутии.

Цель исследования — изучить влияние предпосевной инокуляции семян овса биологическими препаратами на основе азотфиксирующих бактерий на морфологические признаки, урожайность, а также на агрохимический состав мерзлотных почв Центральной Якутии.

Методика исследований. Полевые опыты заложены на научном стационаре Якутского НИИСХ. Выделение почвенных микроорганизмов проводилось согласно методическим рекомендациям ВНИИСХМ (Хотянович, 1991). Использованы общепринятые методики по определению фосфора, калия, азота в лаборатории биохимии ЯНИИСХ. Статистическая обработка данных проведена методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985). Перед закладкой опытов, в конце вегетации растений были отобраны средние образцы почвы по горизонтам 0–40 см по методике А. Ф. Абрамова (ЯНИИСХ).

На посевах овса испытаны биопрепараты на основе штаммов ассоциативных бактерий: «Мизорин», «Агрофил», «Ризоагрин» из национальной коллекции лаборатории экологии почвенных микроорганизмов ВНИИСХ (Кожемяков, Лактионов, Попова, 2012). В качестве контроля был изучен вариант без инокуляции семян.

Предшественником овса являлся чёрный пар, до чёрного пара — люцерна. Участок расположен на второй надпойменной террасе среднего течения р. Лены, в 3 км от г. Покровска Хангаласского улуса. Почва опытного участка мерзлотная таёжная палевая осолоделая, старопахотная, по механическому составу среднесуглинистая. Перед закладкой опыта содержание гумуса составляло 1,84%. Содержание общего азота — 0,37 мг на 100 г почвы, обменного калия — 255 мг/кг почвы, подвижного фосфора — 217 мг/кг почвы.

Посев районированного сорта овса Покровский проведён 25 мая узкорядным способом. Площадь одной делянки — 25 м², повторность опыта четырёхкратная, размещение рендомизированное. Общая учётная площадь — 400 м². Инокуляция проведена перед посевом, из расчёта 200 г биопрепарата на гектарную норму семян. Учёты и наблюдения проводились согласно методикам и рекомендациям ВИР, ВНИИСХМ.

Вегетационный период характеризовался ранней холодной продолжительной весной, дождливым летом, особенно в первой декаде июня и в третьей декаде июля, сухой и затяжной осенью. Сумма осадков за вегетацию составила 157,1 мм при среднемноголетней норме 168 мм.

Результаты исследований. Предпосевная инокуляция семян ассоциативными ризобактериями повлияла на продуктивность и морфологические признаки овса: высоту растений, число междоузлий, число зёрен, массу корней, листьев, соцветий и соломы (табл. 1). Обработка семян овса бактериальными препаратами способствовала увеличению высоты растений на 6,25%, количества зерна — на 13%, числа междоузлий — на 25%. Прибавка урожайности обеспечивалась общим увеличением мощности растений, их фотосинтетической поверхности: масса корней возросла на 43%, листьев — на 30, соцветий — на 19, соломы — на 60%.

Наиболее эффективными оказались препараты «Мизорин» и «Агрофил». В среднем инокуляция семян овса биопрепаратами «Ризоагрин», «Мизорин», «Агрофил» обеспечила прибавку урожайности на 9–13%.

1. Влияние ассоциативных ризобактерий на ростовые показатели овса

Инокуляция семян овса биопрепаратами на основе штаммов азотфиксирующих бактерий позволила увеличить содержание гумуса в почве (табл. 2). Установлено, что содержание гумуса в почве изменялось в зависимости от предпосевной обработки семян биопрепаратами, наиболее эффективным оказался препарат «Мизорин». Содержание гумуса в почве по всем изучаемым вариантам перед посевом составило 1,9%, а после уборки достигало 2,0–2,5%.

Содержание обменного калия в почве при использовании препарата «Ризоагрин» в сравнении с контрольным вариантом оказалось на 53 мг/кг выше. Высокий калийный потенциал учёными объясняется преобладанием гидрослюдистых минералов в почвообразующих породах и непромывным водным режимом почв в большинстве земледельческих районов Центральной Якутии (Еловская, Иванов, 1989). Содержание фосфора в почве после обработок было на уровне контроля.

2. Влияние азотфиксирующих ризобактерий на агрохимический состав мерзлотно-таёжно-палевой почвы

Заключение. Инокуляция семян овса препаратами ассоциативных ризобактерий «Ризоагрин», «Мизорин», «Агрофил» оказала значительное влияние на рост, развитие и продуктивность растений. Применение биопрепаратов позволило несколько увеличить плодородие мерзлотно-таёжно-палевой почвы, существенно повысить содержание гумуса и обменного калия.

Литература

1. Воробьёв Н. И. Эффективность симбиотрофных и ассоциативных микроорганизмов в растениеводстве / Н. И. Воробьёв, А. П. Кожемяков // Труды Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии. — Л., 1989. — Т. 59 — 114 с.

2. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.

3. Еловская Л. Г. Атлас сельского хозяйства Якутской АССР / Л. Г. Еловская, И. А. Иванов. — М.,1989. — 115 с.

4. Кожемяков А. П. Методика оценки эффективности применения микроорганизмов, повышающих продуктивность растений / А. П. Кожемяков, Ю. В. Лактионов, Т. А. Попова. — СПб, 2012. — 16 с.

5. Методы культивирования азотфиксирующих бактерий. Способы получения и применения препаратов на их основе / под ред. А. В. Хотяновича. — Л.: ВНИИСХМ, 1991. — 60 с.

6. Новые технологии производства и применения биопрепаратов комплексного действия / А. А. Завалин, А. П. Кожемяков, О. А. Андреев и др. — СПб: Химиздат, 2010. — 64 с.

7. Оценка эффективности микробных препаратов в земледелии / А. А. Завалин, Т. М. Духанина, М. В. Чистотин и др. — М.: РАСХН, 2000. — 82 с.

8. Степанов А. И. Влияние ассоциативных бактерий на урожайность овса в Центральной Якутии / А. И. Степанов, М. Т. Яковлева // Евразийский союз учёных. — 2015. — № 11–3 (20). — С.25–27.

9. Широких А. А. Методические подходы к изучению микроорганизмов прикорневой зоны растений / А. А. Широких, О. В. Мерзаева, И. Г. Широких // Сельскохозяйственная биология. — 2007. — № 1. — С.43–55.

References

1. Vorobev N. I. Effektivnost simbiotrofnykh i assotsiativnykh mikroorganizmov v rastenievodstve / N. I. Vorobev, A. P. Kozhemyakov // Trudy Vsesoyuznogo nauchno-issledovatelskogo instituta selskokhozyaystvennoy mikrobiologii. — Leningrad, 1989. — T. 59 — 114 p.

2. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta / B. A. Dospekhov. — Moscow: Agropromizdat, 1985. — 351 p.

3. Elovskaya L. G. Atlas selskogo khozyaystva Yakutskoy ASSR / L. G. Elovskaya, I. A. Ivanov. — Moscow, 1989. — 115 p.

4. Kozhemyakov A. P. Metodika otsenki effektivnosti primeneniya mikroorganizmov, povyshayuschikh produktivnost rasteniy / A. P. Kozhemyakov, Yu. V. Laktionov, T. A. Popova. — St. Petersburg, 2012. — 16 p.

5. Metody kultivirovaniya azotfiksiruyuschikh bakteriy. Sposoby polucheniya i primeneniya preparatov na ikh osnove / pod red. A. V. Khotyanovicha. — Leningrad: VNIISKHM, 1991. — 60 p.

6. Novye tekhnologii proizvodstva i primeneniya biopreparatov kompleksnogo deystviya / A. A. Zavalin, A. P. Kozhemyakov, O. A. Andreev et al. — St. Petersburg: Khimizdat, 2010. — 64 p.

7. Otsenka effektivnosti mikrobnykh preparatov v zemledelii / A. A. Zavalin, T. M. Dukhanina, M. V. CHistotin et al. — Moscow: RASKHN, 2000. — 82 p.

8. Stepanov A. I. Vliyanie assotsiativnykh bakteriy na urozhaynost ovsa v Tsentralnoy Yakutii / A. I. Stepanov, M. T. Yakovleva // Evraziyskiy soyuz uchenykh. — 2015. — No. 11–3 (20). — P.25–27.

9. Shirokikh A. A. Metodicheskie podkhody k izucheniyu mikroorganizmov prikornevoy zony rasteniy / A. A. Shirokikh, O. V. Merzaeva, I. G. Shirokikh // Selskokhozyaystvennaya biologiya. — 2007. — No. 1. — P.43–55.

The effect of associative rhizobacteria-based bio-preparations on oat productivity and soil fertility in Central Yacutia

Yakovleva M. T., PhD Agr. Sc.

Yakutia Research Agricultural Institute named after M. G. Safonov, Laboratory for Potato Growing and Agroecology

677001, Russia, the Republic of Sakha (Yakutiya), Yakutsk, Bestujeva-Marlinskogo str., 23/1

E-mail: maryatimofeevna@mail.ru

The research was conducted in the Republic of Sakha (Yakutia) in 2013–2015. The use of associative rhizobacteria-based preparations is an environmentally friendly way to increase crop yields and improve soil fertility. It was studied the effect of pre-seeding inoculation of oat seeds of the “Pokrovsky” variety with various preparations based on rhizobacteria strains — “Mizorin”, “Agrofil” and “Rizoagrin”. The sample without inoculation was the standard. Inoculation of seeds contributed increase in productivity and to an accumulation of plant biomass. In the experimental samples, a significant increase in crop yield was observed: from 1.5 to 1.7–1.9 t ha^-1. In Central Yakutia, cryogenic soil with low humus content is widespread. Before sowing, an agrochemical analysis of the soil was carried out: humus content was 1.84%, exchange potassium — 255, phosphorus — 217 mg/kg of soil. Pre-seeding inoculation of oat seeds with the “Mizorin” preparation led to an increase in the soil’s humus content of 2.5%, while in the control sample a slight increase in the humus content of 1.9% was observed. The «Rizoagrin» preparation significantly influenced the content of exchangeable potassium in the soil: it was 300 mg/kg of soil after crop cultivation. The content of exchange phosphorus did not differ from one sample to another. Thus, the use of the studied associative rhizobacteria-based preparations had a positive effect on both growth and development of plants and fertility of cryogenic soils.

Keywords: oat, associative rhizobacteria, “Mizorin”, “Agrofil”, “Rizoagrin”, cryogenic soils, humus content.