Зависимость активности фотосинтеза и симбиотической деятельности зернобобовых культур от влияния фосфорных удобрений

№43-2,

Сельскохозяйственные науки

В статье приводятся результаты исследований по изучению влияния раз-личных доз фосфорных удобрений на симбиотическую деятельность и ак-тивность фотосинтеза зернобобовых культур. Формирование симбиотического аппарата и его деятельность лучше проходит при повышенном содержании фосфора в почве. В этих условиях более интенсивно проходит азотфиксация, повышается и доля фиксированного азота воздуха. Фотосинтетическая деятельность растений бобовых культур также за-висит от уровня обеспеченности почвы фосфором. Его содержание в надземной биомассе может быть в пределах 0,57 – 1,0 % на сухое вещество. Поэтому, в период вегетации, зерновые бобовые, особенно соя, потребляют много фосфора, причем на фоне фосфорного удобрения усиливается потребность и в других элементах питания, в частности, в азоте.

Похожие материалы

Введение

Влияние фосфорных удобрений в возрастании азотонакопления бобовыми растениями отмечали Ильин С.Е.(1939), Тильба В.А., Голодяев Г.П.(1966), Федоров М.В., Подъяпольская В.П.(1951), Roberts J.L., Olson F.R.(1942), Lynon D.L., Sears O.H.(1950).

О необходимости внесения фосфора на низкообеспеченных этим элементом почвах, отмечали многие исследователи. В частности, Cassman (1979, 1981) считает, что для получения максимального урожая сои, гороха при симбиотрофном питании нужно вносить норму фосфора на 47-70 % больше, чем при автотрофном питании.

Данными опытов Нагорного В.Д. (1986) также показано, что при применении малых доз фосфора (30-60 кг/га) не проявляется должный эффект от его внесения. Увеличение же фосфора до 100 и более кг/га обеспечивает значительное увеличение биомассы и урожая семян.

Некоторые исследователи, в частности Динчев Д (1959, 1961), считают, что благоприятное влияние фосфора на активность клубеньковых бактерий позволяет отказаться от инокуляции семян, если в почву вносятся фосфорные удобрения и правильно используются агротехнические приемы. Это относится к тем случаям, когда в почве имеются активные клубеньковые бактерии.

Методика и объекты исследований

Для определения влияния обеспеченности почвы фосфорными удобрениями, нами были заложены опыты на черноземных почвах предгорной зоны Кабардино – Балкарской Республики.

Общие запасы фосфора в черноземных почвах сравнительно невысокие, что предполагает высокую отзывчивость растений на внесение фосфорных удобрений.

Годы исследований (2010 – 2014 гг) мы разделили на две группы, в зависимости от содержания влаги в почве – засушливые и влагообеспеченные. По полученным в идентичных годах данным, мы вывели средние значения.

Результаты и обсуждение

Результаты наших исследований по выявлению зависимости симбиотической активности и фотосинтетической деятельности зерновых бобовых культур от доз фосфорных удобрений представлены в табл. 1-2.

Результаты исследований, полученные в более засушливые годы, представлены в табл.1.

Без удобрения масса активных клубеньков у сои составила 17 кг/га; внесение Р30 увеличил этот показатель до 33 кг/га, Р90 – до 41 кг/га. Наибольший показатель при проведении инокуляции и внесении фосфора получен на варианте «инокуляция + Р90» - 63 кг/га. Площадь листовой поверхности без внесения удобрения составила 28,4 тыс.м2/га; при внесении Р90 - до 32,3 тыс.м2/га. Фиксация азота воздуха происходит более интенсивно при инокуляции семян перед посевом и внесении Р90 – 60 кг/га. Накопление сухой массы в этом случае также увеличивается на 12 ц/га по сравнению с вариантом без применения фосфора.

Масса активных клубеньков у гороха в контрольном варианте составила 11 кг/га, внесение фосфора увеличивает ее до 23 кг/га, а проведение инокуляции и внесение Р90 доводит этот показатель до 56 кг/га. Фиксированный азот воздуха увеличивается с 7 до 19 кг/га (без инокуляции) и с 41 до 52 кг/га – при инокуляции семян. Показатель площади листовой поверхности у гороха без удобрения составил 27,1 тыс.м2/га; при внесении Р30 – 30,0, Р60 - 30,8, Р90 – 31,5; аналогичная закономерность обнаружена и по накоплению сухого вещества с 46,3 ц/га до 51,8 ц/га.

Показатели массы активных клубеньков и количество фиксированного азота растениями вики почти такие же, что и у гороха. Площадь сформированной листовой поверхности растениями вики в контроле не намного отличаются от показателей, полученных по гороху – 26,8 против 27,1 тыс.м2/га.

Таблица 1- Симбиотическая активность и фотосинтетическая деятельность зерновых бобовых культур в зависимости от доз фосфорных удобрений (засушливые годы)

Показатели

Без инокуляции семян

Инокуляция семян ризоторфином

Контр. - без удобр.

Р30

Р60

Р90

Контр. - без удобр.

Р30

Р60

Р90

Соя – сорт Ходсон

Масса активных клубеньков, кг/га

17

33

40

41

47

58

62

63

Фиксирован. азот воздуха, кг/га

11

21

23

23

45

52

59

60

Площадь листов. пов., тыс.м2/га

28,4

30,2

32,1

32,3

32,4

34,4

34,9

34,9

Накопл. сухой массы, ц/га

50,3

51,9

54,6

54,8

54,4

58,5

61,9

62,3

НСР05 по сухой массе

-

-

-

5,3

-

-

-

7,5

Горох – сорт Топаз

Масса активных клубеньков, кг/га

11

17

22

23

43

51

54

56

Фиксирован. азот воздуха, кг/га

7

13

18

19

41

47

51

52

Площадь листов. пов., тыс.м2/га

27,1

30,0

30,8

31,5

30,2

32,9

33,4

33,5

Накопл. сухой массы, ц/га

46,3

49,4

51,5

51,8

48,0

52,6

54,4

54,8

НСР05 по сухой массе

-

-

-

5,7

-

-

-

6,4

Вика – сорт Льговская 22

Масса активных клубеньков, кг/га

11

17

23

24

42

50

53

54

Фиксирован. азот воздуха, кг/га

8

11

18

19

43

47

51

51

Площадь листов. пов., тыс.м2/га

26,8

29,3

30,7

31,4

29,7

32,5

33,1

33,2

Накопл. сухой массы, ц/га

45,5

47,7

49,4

50,1

47,8

51,6

54,3

54,6

НСР05 по сухой массе

-

-

-

4,9

-

-

-

6,3

Без внесения удобрения накопление сухой массы у вики составило 45,5 ц/га; при внесении Р90 – 50,1 ц/га; инокуляции доводит этот показатель до 54,6 ц/га.

Наиболее высокие результаты по симбиотической активности и фотосинтетической деятельности исследуемых культур, в зависимости от вносимых доз фосфорных удобрений, получены в более влагообеспеченные годы (табл.2).

В указанные годы растения сои формировали массу активных клубеньков в количестве 24 кг/га, гороха – 18 кг/га, вики – 18 кг/га. Внесение Р90 увеличило этот показатель, соответственно, до 45; 30 и 31 кг/га. Проведение инокуляции и внесение Р 90 - до 70 кг/га (соя); 63 кг/га (горох) и 61 кг/га (вика), фиксация азота воздуха также проходила более интенсивно. Без применения удобрений соя фиксировала азота воздуха 13 кг/га, горох – 14 кг/га, вика – 15 кг/га. При внесении Р90 у сои этот показатель составил 30 кг/га; у гороха – 26 кг/га; у вики – 26 кг/га. При этой же дозе фосфора проведение инокуляции семян повышает показатель у сои – до 67 кг/га; у гороха – до 59 кг/га; у вики – до 58 кг/га. Площадь листовой поверхности также увеличивается при внесении фосфора. Причем увеличение дозы с 60 до 90 кг не приводит к существенному увеличению показателей. Соя накапливает сухую массу на единице площади без удобрения 51,0 ц/га; при внесении Р60 – 55,3 ц/га, Р90 – 55,5 ц/га. Величина сухой массы у гороха без удобрений составляет 47,0 ц/га; при внесении Р60 – 52,2 ц/га; у вики, соответственно, 46,2 ц/га и 50,1 ц/га. Проведение инокуляции семян при этом увеличивает этот показатель у сои на 7,3 ц/га, у гороха – на 2,9 ц/га, у вики – на 4,9 ц/га.

Обобщая полученные результаты исследований можно сделать вывод о том, что формирование симбиотического аппарата и его активность зависит от уровня обеспеченности почвы подвижным фосфором, что подтверждается полученной разницей в количестве и массе как общих, так и активных клубеньков с фазы 1-го тройчатого листа до полного налива семян.

Таблица 2 - Симбиотическая активность и фотосинтетическая деятельность зерновых бобовых культур в зависимости от доз фосфорных удобрений (влагообеспеченные годы)

Показатели

Без инокуляции семян

Инокуляция семян ризоторфином

Контр. - без удобр.

Р30

Р60

Р90

Контр. - без удобр.

Р30

Р60

Р90

Соя – сорт Ходсон

Масса активных клубеньков, кг/га

24

40

44

45

54

65

69

70

Фиксирован. азот воздуха, кг/га

13

26

30

30

52

59

66

67

Площадь листов. пов., тыс.м2/га

29,1

30,9

32,8

33,0

33,1

35,1

35,6

35,6

Накопл. сухой массы, ц/га

51,0

52,6

55,3

55,5

55,1

59,2

62,6

63,0

НСР05 по сухой массе

-

-

-

6,0

-

-

-

8,2

Горох – сорт Топаз

Масса активных клубеньков, кг/га

18

22

29

30

50

58

61

63

Фиксирован. азот воздуха, кг/га

14

18

23

26

46

54

58

59

Площадь листов. пов., тыс.м2/га

27,8

30,7

31,5

32,2

30,9

33,6

34,1

34,2

Накопл. сухой массы, ц/га

47,0

50,1

52,2

52,5

48,7

53,3

55,1

55,5

НСР05 по сухой массе

-

-

-

6,6

-

-

-

7,1

Вика – сорт Льговская 22

Масса активных клубеньков, кг/га

18

22

30

31

49

57

60

61

Фиксирован. азот воздуха, кг/га

15

18

23

26

50

54

58

58

Площадь листов. пов., тыс.м2/га

27,5

30,0

31,4

32,1

30,4

33,2

33,8

33,9

Накопл. сухой массы, ц/га

46,2

48,1

50,1

50,8

48,5

52,6

55,0

55,3

НСР05 по сухой массе

-

-

-

5,6

-

-

-

7,0

Масса активных клубеньков при внесении в почву 30-60 кг/га Р2О5 составила 36-42 кг/га, а в вариантах, где была проведена инокуляция семян – 61-65 кг/га.

Выводы

Таким образом, формирование симбиотического аппарата и его деятельность лучше проходит при повышенном содержании фосфора в почве. В этих условиях более интенсивно проходит азотфиксация, повышается и доля фиксированного азота воздуха.

Фотосинтетическая деятельность растений бобовых культур также зависит от уровня обеспеченности почвы фосфором. Его содержание в надземной биомассе может быть в пределах 0,57 – 1,0 % на сухое вещество. Поэтому, в период вегетации, зерновые бобовые, особенно соя, потребляют много фосфора, причем на фоне фосфорного удобрения усиливается потребность и в других элементах питания, в частности, в азоте.

Формирование листовой поверхности в начальных фазах роста и развития проходит независимо от обеспеченности фосфором, у всех сортов и культур. Однако, в последующие фазы, особенно в фазе налива семян, когда достигается максимальная площадь листьев, внесение в почву Р90 обеспечивает повышение в 1,2-1,3 раза, чем без фосфора. В конце фазы налива семян площадь листовой поверхности снижается на 15-20 % за счет опадания нижних ярусов (соя).

Динамика нарастания сухой массы показывает, что, начиная с фазы цветения до фазы налива семян, идет интенсивное накопление сухого вещества. Однако, наиболее интенсивно это проходит при внесении в почву фосфорных удобрений.

Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) является важным показателем деятельности посевов. На ее величину заметно повлиял уровень обеспеченности почвы фосфором. В межфазный период «цветение – налив семян» ЧПФ достигает максимальной величины. В этот период ее показатели находились в пределах 6-8 г/м2 в сутки. В последующие фазы она заметно снижается. В среднем, за весь период вегетации ЧПФ равна около 4 г/м2 в сутки.

Список литературы

  1. Хамоков Х.А. Влияние различных сроков посева и влагообеспеченности почвы на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность и продуктивность гороха / Х.Хамоков // Зерновые культуры. - № 1. - 2001.
  2. Хамоков Х.А. Структура урожая гороха в зависимости от сортотипа и влагообеспеченности почвы /Х.А.Хамоков //Матер. науч. конф. - Нальчик, 2001.
  3. Хамоков Х.А. Влияние влажности почвы на элементы продуктивности и урожай зерна гороха / Х.Хамоков, Б.Князев // Зерновые культуры.- № 2 (5). - 2001.
  4. Хамоков Х.А. Показатели фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов гороха и вики при различных условиях обеспеченности влагой / Х.Хамоков // Зерновое хозяйство.- № 5. - 2002.
  5. Хамоков Х.А. Влияние влагообеспеченности почвы на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность гороха и вики / Х.Хамоков // Зерновое хозяйство. - 2004.
  6. Хамоков Х.А. Зависимость урожая яровой вики от влагообеспеченно-сти, элементов питания и зоны возделывания / Х.Хамоков, А.Хахова // Зер-новое хозяйство. - № 5. - 2004.
  7. Хамоков Х.А. Фотосинтетическая и симбиотическая деятельность горо-ха и вики в условиях недостаточного увлажнения / Х.А.Хамоков // Межву-зовский сб. науч. трудов «Актуальные проблемы региона». - Нальчик, 2004.- № 10.
  8. Хамоков Х.А., Мишхожев В.Х., Урусмамбетов Х.Г. Агробиологические обоснования сроков посева семян гороха и вики и их влияние на показатели симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов // Аграрная Россия. 2015. № 3. С. 39-42.
  9. Хамоков Х.А. Хамоков Э.Х. Активность фотосинтеза и симбиотическая деятельность посевов сои, гороха и вики в зависимости от применения микроэлементов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 6 (56). С. 23-25.
  10. Хамоков Х.А. Продуктивность гороха при различной обеспеченности почвы влагой // Аграрная наука. 2005. № 1. С. 17.
  11. Хамоков Х.А. Выбор способов основной обработки почвы под посевы гороха в степной зоне // Аграрная Россия. 2012. № 8. С. 10-12.
  12. Хамоков Х.А. Особенности приемов обработки почвы под горох в различных природно-климатических зонах Кабардино-Балкарской Республики // Аграрная Россия. 2013. № 6. С. 5-6.
  13. Хамоков Х.А. Приемы обработки почвы под горох в предгорной зоне // Аграрная наука. 2013. № 2. С. 9-10.
  14. Хамоков Х.А. Динамика потребления азота и структура урожая сои и гороха в зависимости от уровня обеспеченности почвы микроэлементами // Зерновое хозяйство. 2007. № 2. С. 36-37.
  15. Хамоков Х.А. Экономическая эффективность различных приемов технологии возделывания зернобобовых культур // Зерновое хозяйство. 2007. № 3-4. С.41-42.
  16. Хамоков Х.А. Формирование урожая и активность симбиотического аппарата зерновых бобовых культур в зависимости от обеспеченности фосфорными удобрениями // Зерновое хозяйство. 2006. № 5. С. 23.
  17. Хамоков Х.А. Активность симбиотического аппарата зернобобовых и урожайность в зависимости от обеспеченности почвы фосфорными удобрениями // Зерновое хозяйство. 2006. № 5. С. 27-28.
  18. Хамоков Х.А. Урожай и качество семян зернобобовых в зависимости от сортовых особенностей и условий возделывания // Зерновое хозяйство. 2006. № 6. С. 30-31.
  19. Хамоков Х., Хахова А. Зависимость урожая яровой вики от влагообеспеченности, элементов питания и зоны возделывания // Зерновое хозяйство. 2004. № 5.
  20. Хамоков Х.А. Продуктивность и качество семян гороха в зависимости от десикации растений перед уборкой // Зерновое хозяйство. 2004. № 6. С. 18.
  21. Князев Б.М., Хамоков Х.А. Влияние влагообеспеченности почвы на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность гороха и вики // Зерновое хозяйство. 2004. № 2. С. 24.
  22. Князев Б.М., Кандроков Ж.М., Хамоков Х.А. Пути повышения технологических свойств зеленого горошка // Зерновое хозяйство. 2002. № 7. С.11.
  23. Влияние влагообеспеченности почвы на показатели симбиотической и фотосинтетической деятельности посевов гороха // Зерновое хозяйство. 2002. № 7. С. 21.
  24. Хамоков Х.А. Влияние различных сроков посева и влагообеспеченности почвы на симбиотическую и фотосинтетическую деятельность и продуктивность гороха //Зерновое хозяйство. 2001. № 1. С. 18.
  25. Князев Б.М., Хамоков Х.А. Влияние влажности почвы на элементы продуктивности и урожай зерна гороха Текст. // Зерновое хозяйство. 2001. № 2. С.29.
  26. Хамоков Х.А. Влияние различных агроприемов на азотфиксирующую способность и урожайность гороха // Зерновое хозяйство. 1999. № 1. С. 26.
  27. Хамоков Х.А. Влияние различных агроприемов на образование клубеньков, азотфиксирующую способность и урожайность гороха в степной зоне КБР // Зерновые культуры. 1999. № 6. С. 25.
  28. Хамоков Х.А. Влияние различных агроприемов на азотфиксирующую способность и урожайность гороха // Зерновые культуры. 1999. № 6. С. 26.
  29. Хамоков Х.А. Зависимость продуктивности сои от различных агроприемов //Межвузовский сборник научных трудов «Актуальные проблемы региона». – Нальчик, 2005. – С. 50-51.
  30. Хамоков Х.А. Урожай и качество семян зернобобовых в зависимости от сортовых особенностей и условий возделывания // Зерновое хозяйство. - № 6. – 2006. – С. 27-28.
  31. Хамоков Х.А. Экономическая эффективность возделывания зернобобовых культур в предгорной и степной зонах Кабардино-Балкарской Республики // Межвузовский сборник научных трудов «Проблемы современного управления в АПК». – Нальчик – Владикавказ, 2007. - № 14. – С. 158-160.
  32. Хамоков Х.А. Активность симбиотической деятельности растений сои // Аграрная наука. 2014. № 5. С. 18-20.
  33. Хамоков Х.А. Доля фиксированного азота воздуха соей при вертикальной зональности.// Зерновое хозяйство. 2006. № 3. С. 22-23.
  34. Хамоков Х.А. Влияние сортовой специфичности и условий возделывания сои на симбиотическую деятельность посевов //Современные тенденции развития науки и технологий. 2015. № 3-2. С. 63-66.
  35. Эркенов А.Н., Аушев М.Х., Шекихачев Ю.А., Хажметов Л.М., Хамоков Х.А. Агротехническая эффективность комбинированного пахотного агрегата с активным рабочим органом // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 76. С. 343-352.
  36. Трепачев Е. О методах определения и размерах фиксации атмосферно-го азота бобовыми растениями / Е.Трепачев // Биологический азот в земледелии Нечерноземной зоны СССР. - М.- 1970. – С. 18 – 21.
  37. Хамоков Х.А. Влияние условий возделывания на фиксацию азота воздуха зернобобовыми культурами //Современные тенденции развития науки и технологий. 2015. № 3-2. С. 66-70.
  38. Хамоков Х.А., Хамоков Э.Х. Влияние условий природно-климатических зон на активность фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов сои // В сборнике: Теория и практика современной науки материалы XIV Международной научно-практической конференции. Научно-информационный издательский центр «Институт стратегических исследований». 2014. С. 197-203.
  39. Хамоков Х.А., Хамоков Э.Х. Влияние условий различных природно-климатических зон на активность фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов сои // В сборнике: Теория и практика современной науки Материалы XIII Международной научно-практической конференции. Научно-информационный издательский центр «Институт стратегических исследований». 2014. С. 300-306.
  40. Хамоков Х.А., Хамоков Э.Х. Симбиотическая деятельность и урожай посевов сои в зависимости от способов обработки почвы в различных природно-климатических условиях Кабардино-Балкарской Республики // В сборнике: Теория и практика современной науки Материалы XIII Международной научно-практической конференции. Научно-информационный издательский центр «Институт стратегических исследований». 2014. С. 306-312.
  41. Хамоков Х.А. Сортовая специфичность сои для высоко активного бобово-ризобиального симбиоза в различных природно-климатических зонах Кабардино-Балкарской Республики // Аграрная Россия. 2014. « 2. С. 15-17.
  42. Хамоков Х.А., Хамоков Э.Х. Структура урожая и симбиотическая деятельность посевов сои в зависимости от системы основной обработки почвы и ее эффективности в различных климатических зонах КБР // В сборнике: Современные проблемы гуманитарных и естественных наук Материалы XIX Международной научно-практической конференции. 2014. С. 60-65.
  43. Хамоков Х.А. Эффективность основной и предпосевной обработок почвы под посевы сои в предгорной зоне // В сборнике: Аграрная наука – сельскому хозяйству IX Международная научно-практическая конференция. Сборник статей: в 3 книгах. 2014. С. 295-297.