Создание и оценка исходного материала овсяницы красной (Festuca rubra L.) с повышенным уровнем эффективности ассоциативного растительно-микробного симбиоза

• Автор: Донсков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Биологические особенности, распространение и хозяйственное значение овсяницы красной Festuca rubra

1.2. Агротехника возделывания овсяницы красной

1.3. Условия возникновения ассоциативной азотфиксации

1.4. Приемы повышения ассоциативной азотфиксации

1.5. Влияние удобрений на биопрепараты

1.6. Применение биопрепаратов для увеличения урожайности небобовых культур

1.7. Методы селекции злаковых культур

1.8. Методы сопряженной селекции
Глава 2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
2.1. Условия проведения исследований
2.2. Почвенные условия
2.3. Погодные условия 2008-2011 годов
2.4. Материал для проведения исследований
2.4.1. Овсяница красная (макросимбионты)
2.4.2. Препараты ризосферных бактерий (микросимбионты)
2.5. Методика проведения исследований
Глава 3. ИЗУЧЕНИЕ КОЛЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ОВСЯНИЦЫ КРАСНОЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ НА КОРМ И СЕМЕНА
3.1. Оценка исходного материала овсяницы красной в вегетационном опыте
3.2. Оценка исходного материала овсяницы красной в коллекционном питомнике при укосном использовании
3.3. Оценка исходного материала овсяницы красной в коллекционном питомнике при возделывании на семена
Глава 4. ОЦЕНКА СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ОВСЯНИЦЫ КРАСНОЙ ПО ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ
4.1. Оценка селекционного материала овсяницы красной при укосном использованиии
4.2. Оценка семенной продуктивности селекционных номеров овсяницы красной
4.3. Заселённость корней овсяницы красной почвенной микрофлорой
Выводы
Литература
Приложения

Введение
Актуальность темы. Одним из важнейших резервов биогеоценотической адаптивной системы селекции кормовых растений для устойчивого развития кормопроизводства и экологического земледелия является создание сортомикробных консортивных систем небобовых растений с ассоциативными азот-фиксирующими бактериями. Функции ассоциативных азотфиксаторов в консортивных растительно-микробных взаимодействиях многообразны - это фиксация атмосферного азота, улучшение питания растений за счет повышения коэффициента использования минеральных веществ почвы, повышение устойчивости растений к патогенам и абиотическим стрессам (Шамсутдинов, 2007).
По данным Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии применение биопрепаратов ассоциативных ри-зобактерий повышает урожайность зерновых и кормовых культур на 15-20%, овощных - на 20-30%. Специфичность действия биопрепаратов определяется биологическими особенностями сельскохозяйственных культур и варьирует между сортами растений (Кожемяков и др. 2004; Кожемяков, Кокорина, 2005, 2010).
Внедрение сортов злаковых трав с высокой эффективностью ассоциативных взаимодействий, а также новых технологий возделывания сортомикробных систем даст возможность существенно сократить, а в ряде случаев вообще отказаться от применения минеральных азотных удобрений.
Одним из лучших модельных объектов для проведения селекции на повышение эффективности ассоциативного симбиоза является овсяница красная. Дикорастущая овсяница красная в естественных условиях заселяет участки с низким почвенным плодородием благодаря своей природной способности к образованию ассоциативного симбиоза со спонтанными расами ризосферных азотфиксирующих бактерий. Значительно повысить эту способность овсяницы красной возможно селекционным путем, создавая комплементарные растительномикробные системы.

Первым этапом сопряженной селекции эффективных сорто-микробных систем является создание исходного материала овсяницы красной с повышенным уровнем эффективности ассоциативного растительно-микробного симбиоза и заданными хозяйственно-ценными признаками. Решению данного вопроса посвящена наша работа.
Цель исследований: создание и оценка исходного материала овсяницы красной, сочетающего комплекс ценных хозяйственных признаков с повышенной эффективностью ассоциативного растительно-микробного симбиоза с ризосфер-ными диазотрофными бактериями.
Задачи исследований:
1. Изучить особенности роста и развития исходных образцов овсяницы красной различного эколого-географического происхождения в условиях поля и селекционно-тепличного комплекса.
2. Оценить исходные образцы овсяницы красной по основным хозяйственным признакам и заселенности корневой системы местными расами ризосферных азотфиксирующих бактерий. Отобрать перспективный материал для дальнейшей селекционной работы.
3. Определить уровень эффективности ассоциативных растительно-микробных взаимодействий исходных образцов овсяницы красной с препаратами Азори-зин 8 (Azospirillum brasilense), Мобилин 7 (.Klebsiella mobilis), Мизорин (Arthro-bacter mysorens).
4. Выявить статистически значимые корреляционные зависимости между хозяйственно-ценными признаками, морфологическими, биологическими особенностями, эффективностью ассоциативного симбиоза и заселенностью корневой системы овсяницы красной ризосферными азотфиксирующими микроорганизмами.
Научная новизна. Впервые проведена сравнительная оценка коллекционного материала овсяницы красной различного происхождения в условиях искусственного климата и поля по основным хозяйственным признакам, особенностям роста и развития, азотфиксирующей активности, заселенности ризосферы спонтанными микроорганизмами. В полевых условиях Центрального района Нечер-

Вегетационный период продолжался 177 суток, что на 2 дня меньше средних многолетних сроков и окончился 17.10.2009 г. Средняя температура воздуха за вегетационный период составила 14,4°С, что на 1,0°С меньше среднемноголетних значений. Сумма среднесуточных температур воздуха составила 2550,6°С, и активных температур 2987°С, что соответственно на 200,5°С и 322,6°С выше средних многолетних данных.
В течении вегетационного периода было 87 суток с осадками. Выпало
392,2 мм осадков, при среднемноголетнем значении - 74 дня - 368,0 мм. Рекордное количество осадков выпало 9 октября (60,2 мм), что составляет 106% месячного количества. В этот день все полевые опыты с овсяницей красной затопило. Перед уходом в зиму почва опытных участков оставалась избыточно влажной.
2010 сельскохозяйственный год охарактеризовался теплой, влажной осенью, умеренно прохладной, влажной зимой, теплой, сухой весной и жарким засушливым летом.
За ноябрь-март выпало 211,5 мм осадков, что составило 113,8 % их среднемноголетнего количества (табл. 2, рис. 2).
Весна 2010 г была умеренно сухой и теплой. Исключение составила третья декада апреля, когда среднесуточная температура воздуха была на 0,9°С ниже средней многолетней. Устойчивый переход через +5°С произошел 30 марта, что на 19 суток раньше среднемноголетнего. Переход через +10°С отмечен 1 мая, что на 3 дня раньше обычного. Переход через +15°С произошел сразу после перехода через +10°С, т.е. 2 мая, что на месяц раньше средних многолетних данных (табл. 2, рис. 1).
Осадков в апреле-мае выпало 72,3 мм, что на 14,3% меньше обычного (84,4 мм).
Июнь-август 2010 года были аномально жаркие. Среднесуточная температура воздуха превысила среднемноголетние значения на 2,1-7,9°С. Исключение составили вторая декада июня и третья декада августа, когда среднесуточная температура воздуха была на 0,4 °С ниже средних значений. Особенно жарким и засушливым оказался период с 21 июня по 19 августа, когда среднесуточ-