Белковая продуктивность бобовых культур при симбиотрофном и автотрофном типах питания азотом

• Автор: Посыпанов, Георгий Сергеевич
• Шифр специальности: 06.01.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 80 c. : ил

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность проблемы Дальнейшее развитие животноводства в нашей стране, удовлетворение спроса на важнейшие продукты питания - молоко, мясо, яйцо - в значительной мере сдерживается недостатком белка в рационах животных.
В решении проблемы растительного белка весьма важная, если не решающая роль, принадлежит бобовым культурам. Продовольственная программа СССР, принятая на майском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС, предусматривает увеличить производство семян зерновых бобовых культур в 1985 г. до 12-14 млн. т, в 1990 г. - до 18-20 млн. т, расширить посевы и значительно увеличить производство гороха, люпина, сои, люцерны, клевера и других высокобелковых культур.
Преимущество бобовых культур над наиболее распространенными злаковыми заключается в том, что бобовые производят на единице площади значительно больше белка, качество и усвояемость его выше; они дают самый дешевый растительный белок. Общий объем производства растительы го белка ограничивается уровнем обеспеченности растений азотом почвы и удобрений. Бобовые же культуры, включая в биологический круговорот азот воздуха, недоступный для других растений, дают сверхлимитированный, дополнительный белок. При технической фиксации азота воздуха зат рачивается огромное количество энергии. Биологическая фиксация экономит эту энергию. Наконец, для получения высоких урожаев небобовых культур необходимо вносить большие дозы азотных удобрений, что небезо пасно для окружающей среды. Получение высоких урожаев бобовых культур исключает эту опасность.
В обзорных работах И.В.Тюрина (1957), Е.Н.Мишустина и В.К.Шильни ковой (1968) указывается, что в условиях, обеспечивающих активную азо фиксацию, бобовые культуры усваивают из воздуха до 200-300 кг азота

на I га, люцерна - до 600 кг/га и формируют до 30 ц и более белка на гектаре. Однако в полевых условиях в среднем фактическая азотфик-сация составляет 20-60 кг/га, а нередко она не происходит. Растения испытывают азотное голодание и дают низкие урожаи.
В связи с этим разработка, научное обоснование и внедрение приемов, повышающих реальную симбиотическую фиксацию азота воздуха и белковую продуктивность бобовых культур, являются важными народнохозяйственными задачами.

1.2. Состояние изученности вопроса и постановка задачи

Симбиотическая фиксация азота воздуха привлекает все большее внимание ученых и практиков. Этот феномен был открыт Ж.Б.Буссенго (Т.В.Вопзз1п§аиЛ^ , 1838) и научно обоснован Г.Гельригелем (н.Не!г1е-ее11886 ). Микробиологическому аспекту симбиотической фиксации азота
воздуха посвящены фундаментальные работы М.С.Воронина (1867), М.В. Бейеринка (м.?.Ве!уег1пск » 1888), П.С.Коссовича (1890), А.Пражмовско-го (А.РгагтоуБкД , 1980), Ф.Ноббе и Л.Хилтнера (р.ИоЪЪе,Ь.йШтег, 1893), К.А.Тимирязева (1892), Е.Н.Мишустина (1938), А.И.Виртанена (А.1.71^апеп , 1945,1953), М.В.Федорова (1952), В.К.Шильниковой
(1962), Л.М.Доросинского (1965), Н.И.Мильто (1982) и многих других советских и зарубежных ученых.
биохимии
В разработку теоретических основ фиксации азота и азотного питания растений внесли большой вклад Ж.Б.Буссенго (т.В.Воизз1§аи!Д, 1938), Н.Н.Виноградский (1894), Д.Н.Прянишников (1945), М.В.Федоров (1952), Ф.Бергерсен (В-Вегеегзеп , 1960,1966), Ф.В.Турчин (1963, 1972), З.И.Журбицкий (1963), Я.В.Пейве (1971), Б.А.Ягодин (1971), В.Л.Кретович (1972), П.М.Смирнов (1977) и другие. Многочислен ные работы в этих аспектах получили отражение в монографиях Е.Н.Мишустина и В.К.Шильниковой (1968 и 1973), изданных в нашей стране и за рубежом, Ф.В.Турчина (1972), В.Л.Кретовича (1972, 1983) и других

авторов, а также в ряде последних обзоров (Е.Н.Мишустин, 1972; С.Н. Юркин и др., 1976; Е.П.Трепачев, 1976, 1980, 1981; Г.С.Посыпанов,
1978, 1979, 1981).
В то же время ряд вопросов бобоворизобиального симбиоза и азотного питания бобовых культур требует дальнейшего изучения. В частности, не выяснены в достаточной мере особенности формирования и активности симбиотического аппарата у различных видов бобовых культур в полевых условиях, вопросы взаимосвязи симбиотрофного и автотрофного типов азотного питания, фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов, влияния на эти показатели отдельных факторов среды. Недостаточно изучена роль симбиотически фиксированного азота в формировании урожая бобовых культур в полевых условиях, особенно на кислых и известкованных почвах Нечерноземья.
Исходя из вышеизложенного, целью нашей работы было определить и обосновать приемы, повышающие реальную полевую симбиотическую фиксацию азота воздуха, урожайность и белковую продуктивность бобовых культур в условиях Центрального района Нечерноземной зоны.
В задачи исследований входило изучить:
1 - видовую специфику формирования симбиотического аппарата наиболее распространенных бобовых культур;
2 - влияние отдельных агроприемов, почвенных и метеорологических факторов на активность симбиотической азотфиксации;
3 - взаимосвязь фотосинтетической и симбиотической деятельности посевов;
4 - влияние различных доз и способов применения азотных удобрений на симбиотическую азотфиксацию и белковую продуктивность бобовых культур.
В ходе работы изучались также конкурентоспособность биологичес-

Таблица
Влияние кислотности почвы и азотных удобрений на урожай сена (ц/га»числитель) и белковую продуктивность (ц/га,знаменатель многолетних трав. Фон - Р, К, Мо, В, инокуляция, 1972-1980 гг.
РНКС1 ! Число ! опытов-!лет ! -п .Нормы азота, к г/га !
і 1 0 190-120! ! і 180-240 ! НСР05 !
Люцерна изменчивая
5,2-5,8 6 1972-1978 51 56 66 9,1
8,3 9,7 11,5 1,6
6,5-7,0 II 1973-1978 102 100 НО 12,6
18,6 18,1 19,6 2,1
Клевер луговой
5,0-5,5 2 1975-1976 61 66 68 9
9,4 10,3 11,3 1,4
5,9-6,5 7 1978-1980 91 93 104 11,5
14,6 15,0 16,7 1,9
Клевер + тимофеевка
4,2-4,9 3 1976-1978 _28х 64 81
3,3 10,0 12,2 1,9
6,0-6,5 3 1978-1980 86х* 95 96 9
12,4 13,4 14,2 1,1
Примечания. I. Диапазон норм обусловлен уровнем плодородия почвы и биологией культуры. 2. Доля клевера в урожае травосмеси х 25-35%,
хх - 70-80%.
1,5 раза. Азотные удобрения не увеличивают урожайность как чистых посевов клевера, так и в смеси с тимофеевкой, если доля клевера в смешанных посевах составляет не менее 70-80% по массе. На сильнокислых почвах (pH 4,2-4,9), когда симбиоз угнетен и клевер развивается слабо, доля его в травосмеси составляет 25-35%, азотные удобрения резко повы-