Влияние условий возделывания зернобобовых культур на фиксацию азота воздуха

№43-2,

Сельскохозяйственные науки

В статье приводятся результаты исследований по изучению влияния условий возделывания зерновых бобовых культур на фиксацию атмосферного азота. Проведенные исследования подтверждают, что достаточная влагообеспеченность создает более благоприятные условия для развития корневой системы и формирования симбиотического аппарата. Ранний срок посева зерновых бобовых культур способствует образованию большего количества клубеньков; растения фиксируют больше азота воздуха и его доля от общего потребления значительно больше, чем при среднем. В годы, более благоприятные по влагообеспеченности почвы, корневая система изучаемых культур, особенно гороха, была развита хорошо. Основная часть корней была сформирована в пахотном слое почвы, на корнях было обнаружено множество крупных и мелких клубеньков, в основном, с леггемоглобином. Сухая масса корней в этих годах была больше на 25 %, чем в засушливые годы.

Похожие материалы

Введение

Симбиотическая фиксация азота воздуха – наиболее дешевый и доступный способ обеспечения растений азотом в период вегетации. В этой связи представляет теоретический и практический интерес разработка агротехнических приемов, обеспечивающих максимальную активность симбиотической азотфиксации, повышающих урожайность и белковую продуктивность бобовых культур.

Условия и объекты исследований

С целью выявления зависимости фиксации азота воздуха зернобобовыми культурами от условий возделывания, нами были проведены полевые опыты в условиях степной и предгорной зон Кабардино – Балкарской Республики в 2010 – 2014 годах. Годы исследований мы разбили на две группы – засушливые (2010, 2012, 2014 гг) и влагообеспеченные (2011, 2013 гг). По полученным данным нами были выведены средние значения.

Активность симбиотического аппарата определяется долей фиксированного азота воздуха от общего потребления. Исследования показали, что в результате симбиотической деятельности доля фиксированного азота воздуха составила 39-66 % в зависимости от зоны возделывания, культуры и сроков сева. Причем наибольшей она была у сои в предгорной зоне, наименьшей – у вики в степной зоне.

Результаты и обсуждение

Результаты исследований свидетельствуют о том, что в засушливые годы, когда влагообеспеченность почвы была ниже, показатели симбиотической деятельности были более низкими (табл.1).

Соя (сорт Ходсон) в предгорной зоне при ранних сроках посева фиксировала азота воздуха 115 кг/га, в степной зоне – 86 кг/га, почвенный азот составил при этом 56 кг/га как в предгорной так и в степной зонах. Доля фиксированного азота от общего потребления составила: в предгорной зоне 63,7 %, в степной – 57,1 %.

При поздних сроках посева фиксация атмосферного азота резко снизилась и составила: в предгорной зоне – 65 кг/га, в степной – 38 кг/га. Потребление почвенного азота в обеих природно-климатических зонах почти одинаково: в предгорной – 40 кг/га, в степной – 36 кг/га. При поздних сроках посева также снижается доля фиксированного азота от общего потребления.

У гороха (сорт Топаз) при ранних сроках посева в предгорной зоне количество фиксированного азота воздуха выше, чем в степной и составило, соответственно, 98 и 60 кг/га. Аналогичное соотношение обнаружено и по доле фиксированного азота соответственно, 56,4 % и 49,9 %.

Таблица 1. Доля фиксированного азота воздуха зерновыми бобовыми культурами в зависимости от условий возделывания (среднее в засушливые годы)

Сроки посева

Предгорная зона

Степная зона

Фиксир. азот, кг/га

Почвен. азот, кг/га

Фиксир. азот от общего потреб.,%

Фиксир. азот, кг/га

Почвен. азот, кг/га

Фиксир. азот от общего потреб.,%

Соя – сорт Ходсон

Ранний

115

56

63,7

86

56

57,1

Средний

98

53

61,3

72

52

54,3

Поздний

65

40

56,9

38

36

48,8

Горох – сорт Топаз

Ранний

98

67

56,4

60

53

49,9

Средний

89

62

56,5

49

51

46,0

Поздний

51

45

49,9

33

48

38,8

Вика – сорт Льговская 22

Ранний

94

65

56,1

57

56

47,8

Средний

87

61

56,1

45

52

44,6

Поздний

48

46

48,0

30

48

36,2

При средних и поздних посевах наблюдается такая же тенденция соотношений показателей по годам.

Вика (сорт Льговская 22) при ранних сроках посева в предгорной зоне фиксировала атмосферного азота 94 кг/га, в степной – 57 кг/га, при поздних сроках посева этот показатель составил, соответственно, 48 и 30 кг/га. Доля фиксированного азота от общего потребления также выше в предгорной зоне.

В влагообеспеченные годы условия возделывания были более благоприятными для активного симбиоза. Все это привело к тому, что симбиотическая деятельность исследуемых зерновых бобовых культур проходила более активно, в связи с чем в эти годы были получены лучшие показатели (табл. 2).

В предгорной зоне при ранних сроках посева соя фиксировала атмосферного азота 122 кг/га (против 115 кг/га в засушливых годах) в предгорной зоне, и 93 кг/га (против 86 кг/га в засушливых годах) в степной зоне. При поздних сроках посева динамика различий между различными по увлажненности годами оказалась выше, и составила, соответственно: в предгорной зоне – 69 кг/га против 65; в степной зоне – 45 кг/га против 38.

Таблица 2. Доля фиксированного азота воздуха зерновыми бобовыми культурами в зависимости от условий возделывания (среднее по влагообеспеченным годам)

Сроки посева

Предгорная зона

Степная зона

Фиксир. азот, кг/га

Почвен. азот, кг/га

Фиксир. азот от общего потреб.,%

Фиксир. азот, кг/га

Почвен. азот, кг/га

Фиксир. азот от общего потреб.,%

Соя – сорт Ходсон

Ранний

122

63

70,8

93

63

64,1

Средний

105

60

68,3

75

59

61,3

Поздний

69

47

65,3

45

40

55,8

Горох – сорт Топаз

Ранний

105

72

63,4

67

60

56,9

Средний

96

69

61,5

56

58

53,0

Поздний

58

52

56,9

40

52

45,8

Вика – сорт Льговская 22

Ранний

101

69

63,1

64

61

54,8

Средний

95

68

63,1

52

59

49,6

Поздний

55

53

55,0

37

55

43,2

Растения гороха в благоприятные по влагообеспеченности годы при ранних сроках посева в предгорной зоне фиксировали азота воздуха 105 кг/га, в степной – 67 кг/га (против 98 и 60 кг/га в засушливые годы). Значительное уменьшение этого показателя происходит при поздних сроках посева и составляет: в предгорной зоне – 58 кг/га, в степной – 40 кг/га. Доля фиксированного азота от общего потребления в степной зоне меньше, чем в предгорной: 45,8 % против 58. Подтверждена закономерность соотношения показателей, полученных в связи с разной влагообеспеченностью растений.

Растения вики характеризовались преимущественными результатами симбиотической деятельности в предгорной зоне в сравнении с данными, полученными в степной. Количество почвенного азота составило при ранних сроках посева 69 кг/га (предгорная зона) и 64 кг/га (степная зона). Доля фиксированного азота воздуха от общего потребления в предгорной зоне составила 63,1 %, в степной – 54,8 %. При поздних сроках посева эти показатели существенно снижаются. Фиксированный атмосферный азот при поздних сроках посева составил: в предгорной зоне – 55 кг/га, в степной – 37 кг/га.

В наиболее влагообеспеченные годы из исследуемых культур наилучшей азотфиксирующей способностью отличались растения сои, в сравнении с другими культурами (горох и вика). Доля фиксированного азота от общего потребления при ранних сроках посева растениями сои составила 70,8 %, гороха – 63,4 %, вики – 63,1 % (предгорная зона); и, соответственно: 64,1, 56,9 и 54,8 % (степная зона).

Выводы

Проведенные исследования подтверждают, что достаточная влагообеспеченность создает более благоприятные условия для развития корневой системы и формирования симбиотического аппарата; что ранний срок посева зерновых бобовых культур способствует образованию большего количества клубеньков; растения фиксируют больше азота воздуха и его доля от общего потребления значительно больше, чем при среднем, а тем более, при позднем сроке посева, когда фиксированный азот и его доля от общего потребления на 40-45 % оказались ниже, чем при раннем сроке сева.

Наблюдается положительная корреляция между массой активных клубеньков и количеством фиксированного азота (r = 0,82).

Отрицательные последствия при запаздывании с посевом более заметно проявляются в условиях засушливой зоны. Зона недостаточного увлажнения, где наблюдается дефицит влаги, особенно в период начала образования бобов и до полного налива семян, не обеспечивает формирование высоких и устойчивых урожаев.

В годы, более благоприятные по влагообеспеченности почвы, корневая система изучаемых культур, особенно гороха, была развита хорошо. Основная часть корней была сформирована в пахотном слое почвы, на корнях было обнаружено множество крупных и мелких клубеньков, в основном, с леггемоглобином. Сухая масса корней в этих годах была больше на 25 %, чем в засушливые годы.

Установлено, что при ранних сроках посева количество активных клубеньков на 30-33 % больше, чем при поздних сроках. Фиксация атмосферного азота проходит более интенсивно. Особенно это заметно в межфазный период «образование бобов – полный налив семян».

Величина площади листьев увеличивается при ранних сроках посева на 26-28 %, сухой массы – на 27-29 % по сравнению с поздними сроками посева.

Ранние сроки сева обеспечивают формирование бобов на 20 % больше, чем поздние сроки.

Биологический урожай зерна в условиях раннего срока посева возрастает на 30 % по сравнению с поздним сроком посева. Получена положительная корреляционная связь между ранним сроком и урожаем зерна. Сбор белка также увеличивается на 25 % при раннем сроке посева, чем при посеве в поздние сроки.

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.