Агроекологічна роль бактеріальних препаратів у підвищенні азотфіксації люцерно-злакових агрофітоценозів

В умовах інтенсивної хімізації сільського господарства, з урахуванням екологічних та економічних факторів, роль біологічного азоту особливо зростає. Використання біологічного азоту створює сприятливий фон для землеробства і дозволяє більш економно витрачати мінеральні азотні добрива, значно зменшує забруднення навколишнього середовища. Керування процесом азотфіксації має особливо важливе значення в умовах інтенсивного землеробства, оскільки дає можливість одержання необхідної кількості високоякісної продукції при економних витратах природних ресурсів.

Обов’язковою умовою формування фіксуючої бобово-ризобільної системи є наявність у ґрунті в невеликій кількості специфічних для кожного виду бобових бульбочкових бактерій. Але чисельність їх може бути невеликою або мати низьку активність [1,2,3].

Встановлено, що одним із основних прийомів, що здатні різко підвищити азотфіксуючу активність симбіозу з бобовими травами, є нітрагінізація насіння або ґрунту препаратами, конкурентоздатних штамів бульбочкових бактерій[4,5].

Метою наших досліджень було вивчити вплив азотфіксуючих препаратів на підвищення симбіотичної асоціативної азотфіксації в кореневій зоні люцерно-злакових агрофітоценозів, їх хімічний склад та якість корму.

Методика досліджень. Польові і лабораторні дослідження проводили в Інституті кормів НААН в умовах природного забезпечення вологою ґрунту. Ґрунт дослідного поля - сірий опідзолений середньосуглинковий з такими агрохімічними показниками: вміст гумусу в орному шарі – 1,6-1,9%, легкогідролізованого азоту – 80-100 г, обмінного калію - 70-90 г, рухомого фосфору - 100-120 г на 1 кг ґрунту, pH сол.-5,6.

Активність азотфіксації в ґрунті і кореневій зоні рослин визначали ацетиленовим методом в модифікації В.В.Волкогона в динаміці: червень, липень, серпень. Використовували штами для інокуляції стоколосу безостого, грястиці збірної і люцерни посівної, виготовлених в Інституті сільськогосподарської мікробіології НААН.

Визначення хімічного складу корму проводили за загально прийнятими методиками. Розрахунок вмісту кормових одиниць і обмінної енергії проводили за фактичними даними хімічного складу корму з використанням довідникових коефіцієнтів перетравності.

Результати досліджень. Дослідження активності азотфіксуючих бактерій з люцерно-злаковими агрофітоценозами свідчать, що ризоторфін, як правило, значно стимулює активність азотфіксації під усіма досліджуваними травосумішками (табл. 1).

Таблиця 1 – Вплив препаратів азотфіксуючих мікроорганізмів на активність азотфіксації в кореневій зоні люцерно-злакових травосумішок., мг N2 м2/годину

Дія ризоторфіну на підсилення активності азотфіксації в кореневій зоні сумішки люцерни посівної з стоколосом безостим була в 1,2 рази ефективніша порівняно з сумішкою люцерни із грястицею збірною. У середньому за чотири роки в кореневій зоні люцерно-стоколосової сумішки активність азотфіксації становила 9,42 мг N2 м2/годину, але в 1,4 рази нижчою травосумішки з кострицею східною – 13,25 мг N2 м2/годину. Порівняно з контрольним варіантом, активність азотфіксації досліджуваних сумішок підвищилась у 2,0–4,1 рази. Найбільш активна дія ризоторфіну на активність азотфіксації була у сумішки із стоколосом безостим. Сумісне застосування ризоторфіну для люцерни і діазобактерину для стоколосу і грястиці збірної значно підсилили активність азотфіксації порівняно з контрольним варіантом у люцерно-стоколосової сумішки – у 7 разів і становила у середньому за роки 16,35 мг N2 м2/годину, і грястицею збірною 9,06 мг N2 м2/годину, що в 2,9 рази більше, ніж на контрольному варіанті.

Аналіз активності азотфіксації в кореневій зоні люцерно-злакових травосумішок в роки досліджень показує, що найбільше підсилення процесу активності азотфіксації у травосумішки із стоколосом безостим відмічено на третьому і четвертому роках використання. У кореневій зоні люцерни з кострицею східною під дією ризоторфіну активність азотфіксації підвищилась у перший рік використання, в наступні роки вона дещо знижувалась порівняно з вище згаданою сумішкою. У травосумішці із грястицею збірною дія ризоторфіну на підсилення активності азотфіксації проходила рівномірно в усі роки.

При сумісному застосуванні двох азотфіксуючих препаратів відмічено значне підсилення процесу азотфіксації у кореневій зоні люцерни із стоколосом безостим - на другому році використання – в 12,1 разу, а на четвертому – у 7,0 разів. Така висока активність азотфіксації при сумісному застосуванні двох азотфіксуючих бактеріальних препаратів пояснюється здатністю азоспірилу продукувати пектолітичні ферменти, які сприяють підсиленню інокуляційного процесу у бобових, зокрема більш легкому проникненню бульбочкових бактерій у кореневі тканини бобових рослин та утворенню кількості бульбочок.

Інокуляція насіння люцерни не тільки підвищувала активність азотфіксації, але й впливала на хімічний склад люцерно-злакових травосумішок. При застосуванні ризоторфіну вміст сирого протеїну підвищився лише у травосумішках із стоколосом безостим та грястицею збірною – на 2,23 і 1,34% відповідно. При сумісному застосуванні двох азотфіксуючих бактеріальних препаратів вміст протеїну підвищився у даних травосумішках на 1,94 і 0,56%. Спостерігалось підвищення вмісту золи при застосуванні інокуляції (табл. 2).

Якість корму та його енергетична цінність також підвищувалась при застосуванні бактеріальних препаратів (табл. 3). При застосуванні ризоторфіну вміст перетравного протеїну в одній кормовій одиниці люцерно-злакових підвищився у травосумішках від 172,7 до 184,4 г, а обмінної енергії в 1 кг сухої речовини - до 96 МДж. На контрольному варіанті ці показники становили відповідно 154,4 -170,8 г. і 9,1-9,5 МДж.

Таблиця 2 – Хімічний склад люцерно-злакових травосумішок залежно від інокуляції, %

Таблиця 3 – Вміст поживних речовин в 1 кг сухої маси люцерно-злакових травосумішок
залежно від інокуляції

При сумісному застосуванні двох азотфіксуючих препаратів спостерігалось підвищення перетравного протеїну в перерахунку на одну кормову одиницю люцерно-стоколосової сумішки - від 155,8 до 180,9 г, а люцерно-грястицевої – від 154,4 до 163,4 г. Енергетична цінність корму даних травосумішок також підвищилась і становила відповідно 9,4-9,8 і 9,1-10,2 МДж.

Висновки

 Встановлено, що передпосівна інокуляція насіння люцерни посівної підвищила активність азотфіксації у кореневій зоні люцерно-злакових травосумішок порівняно з варіантом без інокуляції у 2 рази і становила 7,86 - 13,25 мг N2 м2/год. (на контрольному варіанті 2,41-3,62 мг N2 м2/годину). Найвища ефективна дія бактеризації відмічена у кореневій зоні травосумішки люцерни посівної з кострицею східною. При сумісному застосуванні симбіотичних і асоціативних бактерій активність азотфіксації підвищилась до 9,06-16,35 мг N2м2/год. Найвища дія цих препаратів відмічена у кореневій зоні з стоколосом безостим. Доведено, що інокуляція насіння вплинула на якісні показники корму люцерно-злакових травосумішок. На контрольному варіанті без інокуляції вміст сирого протеїну у сухій масі становив 17,1-18,77 %, обмінної енергії 9,1-9,5 МДж, перетравного протеїну в 1 корм. од. 154,4-170,8 г, а при інокуляції ці показники підвищились і становили, відповідно, 17,66-19,50 %, 9,6-10,2 МДж та 163,4-184,4 г залежно від складу травосумішок.

Список літератури

1. Носко Б.С. Перспективы и проблемы развития биологического земледелия на Украине / Б.С. Носко, В.В. Медведев, В.И. Кисель // Земледелие. – 1991. - № 12. – С. 41-44.
2. Тараріко О.Г. Біологізація та екологізація ґрунтозахисного землеробства / О.Г. Тараріко // Вісник аграрної науки. – 1999. - № 10. – С. 5-9.
3. Гумусний стан чорноземів та шляхи його поліпшення / О.М. Грінченко, Р.Г. Дерев’янко, О.О. Бацула, Г.Я. Чесняк, Л.С. Медведєва. // Як зберегти і підвищити родючість чорноземів. – К: Урожай, 1984. – С. 38-48.
4. Патыка В.Ф. Агроекологическая  роль азотфиксирующих микроорганизмов в аллелопатии высших растений / В.Ф. Патыка, Г.Ф. Наумов, Л.В. Подоба, А.Н. Николаенко, Л.Н. Поташева, В.А. Ельникова,
   
   И.В. Гринич. – К: Основа, 2004. – 320 с.
5. Овсянникова Ю.А. Роль кормовых  культур в еколого-биосферных  системах земледелия /
   
   Ю.А. Овсянникова // Кормопроизводство. – 1998. - № 8. – С. 12-14.

УДК 579.266.636.08551 (292405)
Ковтун К. П.  Агроекологічна роль бактеріальних препаратів у підвищенні азотфіксації люцерно-злакових агрофітоценозів [Електронний ресурс]  / [Ковтун К. П., Векленко Ю. А., Джура Н. М., Кушнір Л. С.] // Збірник наукових статей “ІІІ-го Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю”. – Вінниця, 2011. – Том.2. – С.462–464. Режим доступу: http://eco.com.ua/

Скачати в форматі pdf: