Реакция новых сортов клевера лугового на инокуляцию клубеньковыми бактериями в условиях Северо-Восточного региона Европейской части России

• Автор: Устюжанин, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Немчиновка, Московской обл.
• Количество страниц: 220 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Краткая историческая справка по азотфиксации бобовыми культурами

1.2 Биологические и хозяйственные особенности клевера лугового (Trifolium pratense L.)

1.2 Л Биология культуры

1.2.2 Хозяйственная ценность культуры

1.2.3 Клевер как симбиотическая система

1.3 Влияние факторов внешней среды на продуктивность азотфиксации

1.4 Искусственная инокуляция как источник повышения симбиотической азотфиксации

1.5 Возможности и достижения в области селекции
клевера лугового на повышение продуктивности азотфиксации 45 ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Цель и задачи
2.2 Место и условия
2.3 Объекты и методы 62 ГЛАВА 3 СПОСОБНОСТЬ К СИМБИОТРОФИИ НОВЫХ ДЛЯ НЕЧЕРНОЗЁМНОЙ ЗОНЫ РФ СОРТОВ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО
ПРИ ИНОКУЛЯЦИИ СТАНДАРТНЫМИ И ПЕРСПЕКТИВНЫМИ ШТАММАМИ РИЗОБИЙ
3.1 Сортовая отзывчивость клевера лугового на инокуляцию производственным штаммом Rhizobium leguminosarum bv trifolii 348a (ВНИИСХ микробиологии)

3.1.1 Биометрический анализ
3.1.2 Активно сть азотфиксации и накопление аз ота
3.2 Реакция сортов клевера лугового на инокуляцию штаммами ризобий селекции ВНИИкормов им. В Р. Вильямса
3.2.1 На известкованной почве
3.2.1.1 Величина и активность симбиотического аппарата
3.2.1.2 Влияние инокуляции на рост, развитие и зимостойкость клевера
3.2.1.3 Продуктивность и накопление азота
3.2.2 Симбиотрофия различных сортов клевера лугового в зависимости от кислотности почвы
ГЛАВА 4 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИРОДНЫХ ИЗОЛЯТОВ КЛУБЕНЬКОВЫХ БАКТЕРИЙ
4.1 Оценка устойчивости природных изолятов клубеньковых бактерий, выделенных из клубеньков растений, выращенных
на кислой почве, к ионам Н+и А13+
4.2 Влияние местных кислото- и алюмоустойчивых штаммов на продуктивность различных сортов клевера лугового в условиях эдафического стресса
ГЛАВА 5 ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ПОПУЛЯЦИЙ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО ПО ПРИЗНАКАМ РАЗВИТИЯ СИМБИОЗА
ГЛАВА 6 ВКЛАД СОРТОВ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО В НАКОПЛЕНИЕ ПОЧВОЙ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА И АЗОТА
ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Клевер луговой (Trifolium pratense Д.) является одной из наиболее распространённых кормовых бобовых культур в Нечернозёмной зоне РФ. По потенциальной азотфиксирующей способности он занимает одно из первых мест в группе многолетних бобовых трав. Гектар хорошего клевера может усвоить 160-180 кг азота из воздуха. Однако этот показатель может варьировать от 20 до 300 кг/га в зависимости от почвенной кислотности, условий возделывания и сорта (Посыпанов с соавт., 1986). При дефиците термических ресурсов и повсеместном распространении кислых почв основной гарант надежных урожаев в условиях Северо-Востока Нечернозёмной зоны РФ - устойчивость самих культивируемых сортов. В связи с этим особый интерес представляет создание сортов клевера лугового, способных при pH ниже 4,2 не только обеспечить сравнительно высокую урожайность, но и фиксировать до 120-200 кг/га азота (Жученко, 1995). Поэтому чрезвычайно актуальной задачей является разработка теоретических и методических основ селекции бобовых культур на повышение интенсивности азотфиксацни, что позволит создать формы растений, способные максимально использовать потенциал симбиотического взаимодействия.
Актуальность данной проблемы возрастает в связи с новой парадигмой, возникшей в сельском хозяйстве Российской Федерации, связанной с резким снижением производства азотных удобрений, с одной стороны, и, с другой, - выявлением неблагоприятных экологических последствий высоких доз их применения. Это обусловливает расширение бобового клина в Нечернозёмной зоне РФ, что связано с необходимостью создания сортов с гарантированным созреванием семян и активной симбиотрофией. До 80-х годов XX века в Кировской области было только два районированных сор-

ках отмечается уменьшение содержания леггемоглобина (Фёдоров, Подъя-польская, 1951).
Аборигенные штаммы клубеньковых бактерий. Среди многочисленных рас клубеньковых бактерий, существующих в старопахотных почвах, часто встречаются неактивные штаммы, азотфиксация которых ослабляется в силу существования вне корней. Но это не исключает быстрое проникновение таких штаммов в корни, в результате чего происходит специфическая «прививка», предотвращающая заражение инокуляционными штаммами ризобий. В настоящее время отселектированы штаммы ризобий, которые в 1,5-2 раза превосходят дикие штаммы по азотфиксации. Поэтому современная задача биотехнологии заключается в обеспечении условий для проникновения в корень продуктивно работающих клубеньковых бактерий.
Не менее важным фактором, влияющим на процесс азотфиксации является реакция почвы. Кислотность почвы, обусловленная наличием ионов Н+ и А1'~, в значительной мере ограничивает возможности азотфик-сирующих систем. При этом следует иметь в виду, что кислотность почвы, обусловленная только ионами НГ, не всегда оказывает ингибирующее действие на развитие и функционирование симбиоза. Так, некоторые сорта клевера лугового могут нормально расти и фиксировать азот при pH 4
5,2, если в почве отсутствуют подвижные ионы алюминия (Трепачёв, 1999; Aura et al., 1982).
В условиях стресса на кислых почвах с повышенным содержанием А13+ растения испытывают как минимум два типа стресса: 1 - непосредственное пагубное влияние кислотности на клубеньки; 2 - токсичность алюминия, приводящая к нарушению питания фосфором и калием (Mayz de Manzi, Cartwright, 1984).