Эффективные растительно-микробные взаимодействия декоративных растений и ризосферных бактерий

Выращивание саженцев декоративных растений является важным этапом создания зеленых насаждений, парков, защитных лесных полос, озеленения населенных мест. Одним из путей повышения эффективности выращивания саженцев при условии сохранения окружающей среды и повышения плодородия почвы является биологизация интенсификационных процессов [Жученко, 2008], которая заключается в более эффективном управлении адаптивными реакциями основных биотических компонентов агробиоценозов и агроландшафтов с целью обеспечения их высокой продуктивности, экологической устойчивости,
Эффективные растительно-микробные взаимодействия
43
ресурсоэкономичности и рентабельности. Применение микробных препаратов (МП) для создания эффективных ассоциативных взаимоотношений бактерий и растений − одно из проявлений биологизации. При создании микробно-растительных ассоциаций происходит не только улучшение питания растений за счет азотфиксации и фосфатмобилизации, которые проявляют микроорганизмы, но и стимуляция роста, защита от патогенов, повышение устойчивости растений [Алещенкова и др., 2011]. Однако применение таких препаратов в декоративном питомниководстве ограничено [Войнило и др., 2010]. В питомниках косточковых плодовых культур показано, что биоагенты МП способны повышать всхожесть семян, стимулировать рост сеянцев и саженцев, улучшить питание растений без внесения высоких доз минеральных удобрений [Клименко, Клименко, 2014]. Однако многие из декоративных растений имеют невысокую корнеобразовательную способность [Иванова, 1982]. В связи с этим целью исследования было изучение применения МП для повышения коэффициента размножения, усиления роста и улучшения питания декоративных растений при снижении доз минеральных удобрений.
Исследования проводили в полевых мелкоделяночных опытах в производственном питомнике лаборатории степного садоводства НБС–ННЦ (Крым, Симферопольский район) в 2011–2015 гг. Объектами исследования были семена и сеянцы Prunus cerasifera Ehrh., являющиеся подвоем для Prunus pissardii Carr., а также одревесневшие черенки и саженцы Wisteria sinensis (Sims) Sweet и Campsis radicans (L.) Seem.
Из МП применяли: азотобактерин (АБ), созданный на базе активного штамма Azotobacter chroococcum 10702, обладающего азотфиксирующими свойствами; фосфоэнтерин (ФЭ) – на основе штамма Enterobacter nimipressuralis 32-3, трансформирующий труднодоступные фосфаты в доступное растениям состояние; комплекс микробных препаратов (КМП), состоящий из смеси в равных долях трех препаратов: диазофита (Agrobacterium radiobacter 204) азотфиксатора, ФЭ и биополицида (Paenibacillus polymyxa П). Контролем служили растения, обработанные водопроводной водой.
Содержание подвижных форм фосфора (Р2О5) и калия (К2О) в почве определяли методом Мачигина по ГОСТ 26205-91, азот нитратный (N-NO3) – потенциометрически по ГОСТ 26951-86. Содержание элементов в листьях (N, P2O5, K2O) определяли из одной навески после мокрого (смесью серной и хлорной кислот) озоления по [Гинзбург и др., 1963].
Полученные данные свидетельствуют о том, что МП способствовали усилению корнеобразования и роста побегов P. сerasifera (табл. 1). Наибольший общий выход саженцев P. pissardii получен при использовании АБ и ФЭ. В среднем за три года превышение было существенным и составило 41−48% от контроля. Применение МП приводило к увеличению содержания нитратного азота в ризосфере, особенно значительному и существенному в 2,2 раза при использовании АБ вследствие азотфиксации.
Таблица 1
Влияние МП на рост, минеральное питание, выход саженцев и содержание элементов
питания в ризосфере Prunus pissardii (2012–2014 гг.)
Table 1 – Effect of MP on growth, mineral nutrition, output of seedlings and nutrient content
in the rhizosphere of Prunus pissardii (2012–2014)
* разница с контролем значима, р ≤ 0,05.
* the difference with the control is significant, р ≤ 0.05.
Вариант
Variant
Число боковых корней шт. Number of side roots, pcs
Общий прирост побегов, см
Total length of shoots, cm
Общий выход саженцев
Total output of seedlings
Содержание элементов питания в почве
Content of nutrients in soil
Содержание элементов питания в листьях
Content of nutrients in leaves
% от числа посеян-ных семян
% of number seeds sown
% от конт-роля
% of control
N-NO3
P2O5
K2O
N
P2O5
K2O
Контроль
Control
5,9
35,0
31,4
100
6,8
18,6
295
2,25
0,190
1,58
АБ
AB
7,5
45,6
46,5*
148
15,0*
17,0
317
2,43*
0,210*
2,19*
ФЭ
PE
6,9
39,8
44,4*
141
10,6
19,8
311
2,45*
0,204*
1,94*
КМП
KMP
7,5
47,9
38,5
123
9,0
16,8
278
2,27
0,218*
2,02*
Эффективные растительно-микробные взаимодействия
44
Все примененные МП способствовали улучшению питания растений основными элементами (табл. 1). Лучшими по влиянию на питание растений азотом оказались АБ и ФЭ, по калию − АБ, по фосфору − все МП. По сбалансированности элементов питания в листьях наиболее оптимальным признано применение АБ и ФЭ.
Укореняемость стеблевых черенков W. sinensis и C. radicans в контроле была невысокой (табл. 2). МП увеличивали ее на 10–50%, наиболее существенно ФЭ при выращивании W. sinensis и АБ при применении на C. radicans. Общий выход саженцев этих растений также значительно увеличивался под действием МП на 40–120%. Более чувствительной к этому приему оказалась W. sinensis. Этому способствовало увеличение содержания элементов питания в ризосфере, особенно N–NO3 и К2О под действием АБ и КМП и Р2О5 в варианте с ФЭ в результате фосфатмобилизации. Под саженцами C. radicans наибольшее и существенное увеличение содержания N-NO3 в почве отмечено при применении ФЭ в 2,4 раза по сравнению с контролем. Содержание подвижного фосфора и обменного калия в большей мере возрастало при применении АБ и КМП. Это позволит снизить дозы азотных и фосфорных удобрений на 20–50 кг/га, калийных – на 100–300 кг/га.
Таблица 2
Влияние МП на укореняемость черенков, выход саженцев и содержание элементов
питания в ризосфере Wisteria sinensis и Campsis radicans (2012–2014 гг.)
Table 2 – Effect of MP on the rooting of cuttings, output of seedlings and nutrient content
in the rhizosphere Wisteria sinensis and Campsis radicans (2012–2014)
* разница с контролем значима, р ≤ 0,05.
* the difference with the control is significant, р ≤ 0.05.
Вариант
Variant
Укореняемость черенков
The rooting of cuttings
Общий выход саженцев
Total output of seedlings
Содержание элементов питания в почве
Content of nutrients in soil
% от числа посаженных черенков
% of the number of planted cuttings
% от контроля
% of control
% от числа посаженных черенков
% of the number of planted cuttings
% от контро-ля
% of control
N-NO3
P2O5
K2O
Wisteria sinensis
Контроль
Control
34,0
100
25,0
100
7,8
12,2
307
АБ
AB
34,7
123
45,0
180
13,5*
22,0
369*
ФЭ
PE
48,0
153
35,0
140
7,5
23,6*
349
КМП
KMP
43,0
137
56,0
224
11,6*
13,9
367*
Campsis radicans
Контроль
Control
26,0
100
21,6
100
6,8
4,3
336
АБ
AB
39,0
151
35,5
164
5,8
6,3*
352
ФЭ
PE
31,0
119
29,3
136
16,6*
5,0
336
КМП
KMP
28,0
110
24,6
114
9,4*
8,2*
407*
Эффективные растительно-микробные взаимодействия
45
Повышение содержание элементов питания в
ризосфере под влиянием МП способствовало
улучшению минерального питания саженцев. Так,
содержание элементов питания в листьях C. radicans
в контроле было достаточно высоким по азоту и
фосфору, и низким по калию (рис. 1). Применение АБ
и ФЭ увеличивало концентрацию последнего на 0,06
и 0,12% соответственно по сравнению с контролем.
Применение КМП приводило к снижению
содержания валового азота в листьях. На содержание
фосфора в листьях МП не оказывали существенного
влияния. Наиболее сбалансированный состав
элементов питания в листьях этой культуры, на наш
взгляд, складывался при использовании ФЭ. При
этом выход стандартных саженцев возрастал на 136%
от контроля. Максимальный выход стандартных
саженцев отмечен при бактеризации черенков C.
radicans препаратом АБ. При этом существенно
снижалось содержание фосфора в листьях, что
свидетельствует о необходимости внесения
небольших стартовых доз фосфорных удобрений при
подготовке почвы к высадке черенков.
0
1
2
3
Контроль ControlАБ AB ФЭ PE КМП KMP
% сухой массы листа
% dry weight of leaf
N
K2O
P2O5
K2O
P2O5
Рис. 1. Содержание элементов питания в листьях
саженцев Campsis radicans при использовании
микробных препаратов, n = 4, p ≤ 0,05.
Fig. 1. Content of nutrients in the leaves of seedlings
Campsis radicans with the use of microbial preparations,
n = 4, p ≤ 0.05.
Таким образом, установлено положительное
влияние АБ и ФЭ на всхожесть семян P. cerasifera,
увеличение составило 40−50% по отношению к
контролю. На развитие и рост сеянцев P. cerasifera
большее влияние оказали АБ и КМП. Наибольший
выход саженцев P. pissardii получен при
использовании АБ, где получено стандартных
саженцев с 1 га на 48% больше, чем в контроле. При
этом происходило увеличение содержания
подвижных форм элементов питания в ризосфере и
улучшение минерального питания растения.
Показано, что ФЭ и КМП способствовали
увеличению приживаемости черенков W. sinensis на
34 и 72% соответственно. АБ и КМП увеличивали
выход стандартных саженцев на 180 и 224% от
контроля соответственно. Применение МП
способствовало увеличению содержания элементов
питания в ризосфере, что улучшало минеральное
питание растений и позволит снизить нормы
минеральных удобрений. Установлено, что лучшим
сочетанием МП для C. radicans при выращивании
саженцев из черенков является применение АБ и ФЭ.
При этом выход стандартных саженцев увеличивался
на 140−160%. Показано улучшение питания растений
азотом и калием, однако растения испытывают
недостаток в фосфоре, что свидетельствует о
необходимости применения небольших стартовых
доз этого элемента (Р10−20 по д.в.) при посадке
черенков.

1. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Теория и практика. В 3-х томах. М. : Изд-во Агрорус, 2008. Т. 1. 816 с. (in Russian) [Zhuchenko A.A. Adaptivnoe rastenievodstvo (ekologo-geneticheskie osnovy). Teoriya i praktika. V 3-h tomah. M. : Izd-vo Agrorus, 2008. T. 1. 816 s.]
2. Алещенкова З.М., Сафронова Г.В., Картыжова Л.Е., Васина Е.В., Федоренчик А.А., Соловьева Е.А., Семенова И.В. Роль микробно-растительных ассоциаций в восстановлении деградированных и загрязненных почв // Микробные технологии. Фундаментальные и прикладные аспекты. Сб. науч. тр. Минск. 2011. Т. 3. С. 120–141. (in Russian) [Aleshchenkova Z.M., Safronova G.V., Kartyzhova L.E., Vasina E.V., Fedorenchik A.A., Solov'eva E.A., Semenova I.V. Role of microbial-plant associations in the restoration of degraded and contaminated soils // Micr. technol. Fundamental and applied aspects. Proc. Minsk. 2011. Т. 3. P. 120–141]
3. Голубева В.С., Дишук Н.Г., Суховицкая Л.А., Сафронова Г.В., Мельникова Н.В. Применение биологического препарата фитостимофос в лекарственном и декоративном растениеводстве // Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии : матер. VII Межд. конф. (Минск, 31 мая – 4 июня 2010). Минск: «Беларуская навука», 2010. С. 230−231. (in Russian) [Golubeva V.S., Dishuk N.G., Suhovickaya L.A., Safronova G.V., Mel'nikova N.V. Primenenie biologicheskogo preparata fitostimofos v lekarstvennom i dekorativnom rastenievodstve // Sovremennoe sostoyanie i perspektivy razvitiya mikrobiologii i biotekhnologii : mater. VII Mezhd. konf. (Minsk, 31 maya – 4 iyunya 2010). Minsk: «Belaruskaya navuka», 2010. S. 230−231].
4. Клименко Н.И., Клименко О.Е. Биологизированный способ производства однолетних привитих саженцев Prunus pissardii Carr. // Бюлл. Никитск. ботан. сада. 2014. Вып. 113. С. 49–57. (in Russian) [Klimenko N.I., Klimenko O.E. The biologized way of producing annual grafted seedlings Prunus pissardii Carr. // Bull. Nikitsk. botan. gard. 2014. V. 113. P. 49–57].
5. Иванова З.Я. Биологические основы и приемы вегетативного размножения древесных растений стеблевыми черенками. К.: Наук. думка, 1982. 288 с. (in Russian) [Ivanova Z.Ya. Biologicheskie osnovy i priemy vegetativnogo razmnozheniya drevesnyh rastenij steblevymi cherenkami. K.: Nauk. dumka, 1982. 288 s.].
6. Гинзбург К.Е., Щеглова Г.М., Вульфиус Е.В. Ускоренный метод сжигания почв и растений // Почвоведение. 1963. № 5. С. 89–96. (in Russian) [Ginzburg K.E., Shcheglova G.M., Vulfius E.V. Accelerated method of burning soils and plants // Pochvovedenie. 1963. № 5. P. 89-96].