А.П. Кожемяков, С.Н. Белоброва, А.Г. Орлова
ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии Россельхозакадемии
Санкт-Петербург — Пушкин
С использованием данных Географической сети на основе более чем 3000 полевых опытов с землеудобрительными биопрепаратами создана база данных их эффективности по регионам России.
Установлено, что биопрепараты существенно (на 10-40%) повышают урожайность различных культур на фоне снижения негативного эффекта экстремальных экологических условий.
Перспективы регулирования микробиологических процессов в почве при инокуляции растений микроорганизмами связывают со способностью последних осуществлять ряд функций — улучшать минеральное питание, стимулировать рост растений и повышать их устойчивость к стрессам, фиксировать атмосферный азот, подавлять фитопатогенную микрофлору (1-4).
Особое значение приобретает экологизация агропроизводства на фоне глобальных нарушений круговорота основных биогенных элементов в искусственных агроценозах (5-9), значение которой, в том числе состоит в реализации потенциальной продуктивности у растений за счет проявления новых адаптивных свойств.
Задачами нашего исследования были сравнительная оценка эффективности биопрепаратов на основе перспективных штаммов в зависимости от культуры (бобовые, зерновые, кормовые, овощные), от технологий применения (способы внесения, формы) и возделывания растений (дозы минеральных удобрений, смешанные посевы), а также изучение специфичности реакции генотипов растений на внесение биопрепаратов.
Методика
Исследования проводились на базе учреждений Географической сети опытов с землеудобрительными биопрепаратами (на широком спектре культур) в различных почвенно-климатических зонах (ежегодно на базе 35-40 стационаров).
За 40 лет работы в рамках Географической сети выполнено более 3000 опытов практически со всеми важнейшими сельскохозяйственными культурами, возделываемыми в странах СНГ.
В экспериментах использовали производственные и перспективные штаммы клубеньковых бактерий из Национальной коллекции Rhizobium (10), выделенные из почв и клубеньков растений различных регионов мира (11), а также ассоциативные азотфиксирующие бактерии, изолированные из различных почв и ризосферы растений (1, 12).
Биопрепараты готовили в соответствии с технологиями, разработанными во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии (ВНИИСХМ) (13).
Полученные результаты обрабатывали с использованием дисперсионного и многофакторного анализа (14).
Результаты
Обширная база данных ВНИИСХМ позволяет оценить возможность использования микроорганизмов для создания биопрепаратов, эффективных в различных регионах и на разных культурах (15-18).
|
1. Эффективность биопрепаратов на разных культурах по регионам России (среднее для лучшего биопрепарата или штамма) |
||||
|
Культура |
Препарат (вид бактерий) |
Урожайность в контроле, т/га |
Прибавка |
|
|
т/га |
% |
|||
|
С е в е р о - З а п а д н ы й ф е д е р а л ь н ы й о к р у г |
||||
|
Картофель |
Флавобактерин (Flavobacterium) |
26,1 |
6,7 |
25,5 |
|
Капуста |
Мобилин (Klebsiella mobilis) |
76,5 |
27,0 |
35,3 |
|
Озимая рожь |
Азоризин 8 (Azospirillum brazilense) |
5,4 |
2,6 |
48,1 |
|
Козлятник |
Ризоторфин (Rhizobium galegae) |
8,8 |
1,6 |
18,3 |
|
Люцерна |
Ризоторфин (Sinorhizobium meliloti) |
8,3 |
1,4 |
20,9 |
|
Ц е н т р а л ь н ы й ф е д е р а л ь н ы й о к р у г |
||||
|
Козлятник |
Ризоторфин (R.galegae) |
5,5 |
1,6 |
29,0 |
|
Ячмень |
Мизорин (Arthrobactermysorens) |
2,3 |
0,5 |
20,7 |
|
Люцерна |
Ризоторфин (S.meliloti) |
4,9 |
1,9 |
39,4 |
|
Ю ж н ы й ф е д е р а л ь н ы й о к р у г |
||||
|
Озимая пшеница |
Флавобактерин (Flavobacterium) |
6,7 |
0,9 |
14,0 |
|
Нут |
Ризоторфин (R.ciceri) |
2,3 |
0,8 |
33,3 |
|
Рис |
Азоризин-8 (A.brazilense) |
5,9 |
0,7 |
11,4 |
|
У р а л ь с к и й ф е д е р а л ь н ы й о к р у г |
||||
|
Горох |
Ризоторфин (R.leguminozarum) |
3,1 |
0,9 |
26,7 |
Главная научная и практическая задача при создании базы данных — оценка эффективности биопрепаратов для разных культур в зависимости от региональных агроэкологических условий.
Анализ выборки выявил особенности действия биопрепаратов на культуры (табл. 1). Так, азоризин обеспечивал максимальную прибавку на озимой ржи и рисе, мизорин — на ячмене, флавобактерин — на озимой пшенице, картофеле и большинстве овощных культур.
Специфичность действия биопрепаратов также варьировала в зависимости от сорта растений. Поэтому биопрепараты можно подобрать для наиболее распространенных или перспективных сортов практически у всех изученных сельскохозяйственных культур. При этом прибавка урожая у зерновых составляла в среднем 15-20, у овощных культур — 20-30 % (см. табл. 1).
Основным практическим приемом увеличения урожая бобовых и размеров азотфиксации остается инокуляция штаммами клубеньковых бактерий, повышающая продуктивность бобовых на 20-50 % (табл. 2).
Прибавка зависит от особенностей культуры, почвенно-микробиологических и погодных условий (4, 15, 16). Так, в разных климатических условиях ризоторфин имеет высокую эффективность на широком спектре бобовых культур, которая зависит также от вида культуры.
Среди зернобобовых наиболее отзывчивыми на инокуляцию оказались чечевица и нут в Ростовской области (прибавка — 50 %) (см. табл. 2).
|
2. Эффективность применения биопрепаратов на зернобобовых культурах |
|||||
|
Культура, регион |
Сорт |
Урожайность зерна, ц/га |
Прибавка |
||
|
контроль |
ризоторфин |
ц/га |
% |
||
|
Фасоль, Орловская область |
Гелийда |
13,7 |
16,3 |
2,6 |
19,0 |
|
Кормовые бобы, Мордовия |
Янтарный |
23,3 |
28,4 |
5,1 |
21,9 |
|
Чечевица, Ростовская область |
Л 68-03 |
7,1 |
10,7 |
3,6 |
50,7 |
|
Чина, Ростовская область |
Степная 21 |
13,2 |
18,1 |
4,9 |
37,1 |
|
Нут, Ростовская область |
Краснокутский 36 |
21,3 |
32,4 |
11,1 |
52,1 |
Показателем продуктивности азотфиксации служит не только прибавка урожая, но и накопление в нем белка (19-21).
Например, в урожае инокулированных зернобобовых культур в Республике Татарстан содержание белка повышалось на 20-38 %, сбор составил 6,0-8,9 ц/га.
|
3. Эффективность применения ризоторфина на сое в различных регионах России |
|||||
|
Учреждение |
Сорт |
Урожайность зерна, ц/га |
Прибавка |
||
|
контроль |
ризоторфин |
ц/га |
% |
||
|
С е в е р о - З а п а д н ы й ф е д е р а л ь н ы й о к р у г |
|||||
|
Ленинградский НИИ сельского хозяйства (НИИСХ), пос. Белогорка, Ленинградская обл. |
СибНИИК 315 |
3,6 |
9,6 |
6,0 |
167,0 |
|
Новгородский государственный университет |
СибНИИК 315 |
33,0 |
65,0 |
32,0 |
97,0 |
|
|
Закат |
24,0 |
57,0 |
33,0 |
137,5 |
|
Ц е н т р а л ь н ы й ф е д е р а л ь н ы й о к р у г |
|||||
|
Курская государственная сельскохозяйственная академия (ГСХА) |
ВНИИС 2 |
13,8 |
17,5 |
3,7 |
26,8 |
|
Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт рапса, г. Липецк |
ВНИИС 2 |
10,0 |
16,0 |
6,0 |
60,0 |
|
Белгородская ГСХА |
Белгородская 143 |
24,3 |
32,8 |
8,5 |
35,0 |
|
Ю ж н ы й ф е д е р а л ь н ы й о к р у г |
|||||
|
Донской государственный аграрный университет (ГАУ), г. Ростов |
Дон 21 |
17,9 |
21,8 |
3,9 |
21,8 |
|
|
Зерноградка 2 |
16,4 |
22,2 |
5,8 |
35,4 |
|
Всероссийский НИИ орошаемого земледелия, |
ВНИИОЗ 40 |
17,0 |
23,0 |
6,0 |
35,3 |
|
|
ВНИИОЗ 31 |
19,0 |
25,0 |
6,0 |
31,7 |
|
Ставропольский НИИСХ |
Ходсон |
16,7 |
21,4 |
4,7 |
28,1 |
|
Кубанский государственный аграрный университет, |
Ходсон |
21,6 |
31,1 |
9,5 |
44,0 |
|
Ставропольский НИИ гидротехники и мелиорации |
Букурия |
19,7 |
26,3 |
6,6 |
33,5 |
|
П р и в о л ж с к и й ф е д е р а л ь н ы й о к р у г |
|||||
|
Башкирский ГАУ, г. Уфа |
СибНИИК 315 |
8,4 |
12,5 |
4,1 |
48,8 |
|
|
Омская 4 |
7,4 |
17,8 |
10,4 |
140,5 |
|
Ульяновская ГСХА |
УСХИ 6 |
19,7 |
31,7 |
12,0 |
60,9 |
|
|
Юг 30 |
10,4 |
15,5 |
5,1 |
49,0 |
|
С и б и р с к и й ф е д е р а л ь н ы й о к р у г |
|||||
|
Красноярский НИИСХ |
ВНИИС 1 |
42,7 |
50,8 |
8,1 |
19,0 |
|
НПО «Енисей», г. Красноярск |
СибНИИК 315 |
|
|||
