Аборигенная популяция ризобий сои основной соесеющей зоны России : Свойства и участие в продукцион. процессах

• Автор: Тильба, Владимир Арнольдович
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 47 с. : ил.; 20х15 см

Актуальность проблемы Уропепь продукционных процессов в окультуренных биоценозах ограничивается, наряду с гидро-термическими факторами, запасами почвенного азота. В системе малого биологического круговорота азот в почву возвращается в основном за счет деятельности диазотрофов. Наиболее интенсивно атмосферный азот усваивается в посевах бобовых растений ( Федоров, 1952; Мишустин, Шилыгнкова, 1968; Дороспнскпи. 1970; Мишустин, Шплышкова, 1973; Новикова и др., 1976; Брилл, 1982; Посыпано». 1983. Кожемяков, Доросинский, 1987).
Среди бобовых культур уникальными биологическими и хозяйственными свойствами характеризуется соя (Ешсен, 1959; Золотнпцкнй, 1962, Картер, Хартвиг, 1970). В семенах сои содержится свыше 40 % белка и до 18 % масла (Кузин, 1976). За счет посевов сои мировое сельское хозяйство решило проблему кормовою белка (Лпщспко, 1984) Синтез соей в онтогенезе большого количества белковых соединений сопряжен с достаточно высокой активностью процессов симбиотической азотфнксации (Хауэл, 1970)
Процессы взаимоотношений растений сон с микросимбионтами па клеточном и организменном уровне изучаются в течение нескольких десятелетий (Williams, Lynch, 1954, Bergersen, 1958; Жизневская, 1972; Мишустин, Шильникова, 1973). В ряде случаев соя используется как модельный объект при изучении проблем азотфнксации (Evans, 1954, Wargel, Howell, 1958; Cheniae, Ewas, 1959, Трепачев и др, 1972) Большое количество данных получено по эффективности применения нитрагина под сою (Weiss, 1949, Тильба, 1968; Новикова и др., 1976; Сабельникова, 1982; Тильба, Бегун, 1992)
Вместе с тем, хозяйственная эффективность нптрагпиизацин сои по годам остается неустойчивой, что в определенной мере объясняется недостаточной изученностью взаимоотношений растения-хозяина с микросимбнонтами на популяционном уровне и экологии симбиоза.
Наиболее актуальной данная проблема представляется для основной зоны соесеяипя i России (Дальний Восток). Южные районы Российского Дальнего Востока являются ареалом распространения дикой сои (Glycine soja). Во взаимодействии с макроснмбионтом за достаточно продолжительный естественно-исторический отрезок времени в почвах региона сформировалась аборигенная популяция специфичных для сои клубеньковых бактерии
Изучение свойств указанной популяции дает возможность научно обосновать мероприятия повышения продуктивности соево-зерновых севооборотов и разработать приемы устойчивого функционирования уникального агрофитоценоза.
Использование высокоактивных штаммов ризобий сон позволит дополнительно получить значительное количество белковой продукции Одновременно появляется возможность повысить энергетический уровень почвенных процессов агроэкоспстемы за счет поступления в почву органических веществ с повышенным содержанием белка.
Рациональное использование свойств аборигенной популяции ризобий сои, в перспективе, несомненно является важным элементом "биологизации" земледелия п создания адаптивно-интенсивной стратегии соеводства (Жученко, 1995).
Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось системное изучение практически значимых свойств аборигенной популяции клубеньковых бактерий сои, обоснование приемов увеличения продуктивности соево-зерновых севооборотов с использованием биологических факторов (бактериальных препаратов)
Задачи исследований заключались в выявлении степени распространенности специфичных клубеньковых бактерий сои в изученной зоне, образование клубеньков на корнях растения-хозяина, установить масштабы использования симбиотического азота в посевах сои; выявить взаимосвязь между нарастанием клубеньков и зерновой продуктивностью растений; изучить основные морфолого-культуральиые и практически значимые биологические свойства аборигенной популяции ризобий сои; выявить зависимость между отдельными свойствами штаммов ризобий сои и эффективностью; определить значение симбиотрофного питания в продукционных процессах у сои п предложить штаммы, повышающие семенную продуктивность растений.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ,
В Ы II О С И М 1.1 Е НА ЗА Щ И Т У :
1. Клубеньковые бактерии сои являются важной составной частью биологических природных ресурсов зоны соесеяння.
2. Аборигенная ризобий сои включает штаммы существенно различающиеся по культуральным, физиологическим и хозяйственно-ценным свойствам.
3. В результате сложного взаимодействия макро- н микросимбионтов в онтогенезе практически все растения сои формируют симбиотическую систему (клубеньки), активность функционирования которой можно резко повысить с помощью агротехнических приемов
4. В составе аборигенной популяции ризобий сон имеются штаммы, способные существенно повышать зерновую продуктивность растений
Научная новизна Впервые в основной зоне соесеяння России иронедено системное изучение процессов образования клубеньков на корнях сон, получены данные о

повышающие урожайность на 1-2 ц/га, на 2,1-2,9 ц/га и на 3 ц/га и более Как видно из таблицы 19, проявление эффективности бактериальных культур существенно раэшшаеюя но годам.
Гидро-термический фактор ежегодно ограничивает порог максимума формирования репродуктивных органов сои В этих рамках формируется уровень потребности макроенмбионта в азоте. В 1983 году при урожайности семян в контроле - 30,5 ц/га все испытанные штаммы способствовали повышению продуктивности сои То же самое наблюдалось в 1991 году. Но в 1981, 1982, 1985 годах испытывавшиеся культуры рпзобий сои не оказывали влияния на продукционные процессы по урожайным признакам
Необходимо учитывать, что отсутствие видимого эффекта от бактеризации часто объясняется достаточно высокой активностью аборигенной популяции рпзобнй. После высева сои эти бактерии "отмобилизовываются" быстрее, чем бактериальные культуры, нанесенные на семена. Влияние бактеризации на растение обычно проявляется во второй половине вегетационного периода. В это время интенсивность обменных процессов у растений с почвой снижается чаще всего из-за ограниченности гндро-термическнх ресурсов. В такой ситуации сортовой потенциал сон полностью не реализуется Поэтому оказывается невостребованными возможности активного штамма мпкросимбионта. Вместе с тем, бактеризованные растения, используя симбиотический азот, не выносят данный элемент из почвенных ресурсов. Это подтверждается тем, что у зерновых культур, высеваемых после сои, бактеризованной эффективным штаммом рпзобий, урожайность повышается на 2-3 и/га Следуег отметить, что неоднократно наблюдались случаи, когда отношения макро н микросимбионтов складывались неблагоприятно. Из аборигенной популяции рпзобий сон систематически выделяются культуры, угнетающие развитие растений.
4.5 Производственное значение клубеньковых бактерии _сри Роль клубеньковых бактерий в продукционных процессах может быть существенно повышена при использовании специально отобранных из аборигенной популяции эффективных штаммов
Свойство эффективности рассматривается как интегрированное. Оно характеризуег способность бактериальной культуры более или менее устойчиво повышать зерновую продуктивность сон в различных факториальных сочетаниях.
Такие штаммы клубеньковых бактерий должны обладать определенными свойствами, которые, с точки зрения нормальной эволюции, представляются как гипертрофированно развитые. На итоговую продуктивность сои наиболее заметно влияют штаммы, сочетающие свойства активной азотфпксирующей способности и биостимуляции. Как видно из таблицы 20 такие штаммы в отдельные годы вызывают увеличение урожая, достигающее 5 ц/га