Оценка влияния биопрепаратов на урожай винограда Мускат белый
19.11.2018
Авторы:
Название:
Оценка влияния биопрепаратов на урожай винограда Мускат белый
Страницы:
51-56
Современные агропромышленные технологии, в частности производство винограда, требует для получения больших урожаев внесения значительного количества минеральных и органических удобрений, интенсивных обработок почвы междурядий виноградника. Такой антропогенный прессинг, оказываемый на ампелоценоз, приводит к деградации почвы, к нарушению ее водно-физических свойств, снижению почвенного плодородия. Для предотвращения негативных последствий и улучшения общего состояния ампелоценоза применяют элементы биологизации: повышение биоразнообразия агроэкосистемы путем внедрения эффективных штаммов микроорганизмов и задернения междурядий виноградника многолетними травами. Наши исследования показали, что внесение в ризосферу винограда Мускат белый повышало численность бактерий эколого-трофических групп, особенно значительно на фоне смеси трав. Установлена сильная корреляционная зависимость между содержанием нитратного азота и подвижного фосфора в ризосфере винограда и численностью бактерий, утилизирующих труднорастворимые соединения азота и фосфора почвы. Урожайность в большей мере зависела от содержания фосфатмобилизующих бактерий и подвижного фосфора в ризосфере винограда Мускат белый.
Введение
Общеизвестно, что при возделывании монокультуры, в том числе и винограда, в почве происходят неблагоприятные процессы, ведущие к ее деградации и снижению плодородия [Лукьянов и др., 2013]. Это происходит потому, что почва на большинстве промышленных виноградников России обрабатывается по типу черного пара. Вследствие этого может происходить ухудшение водно-физических свойств почвы, нарушение круговорота элементов питания и экологического состояния ампелоценоза. Задернение почвы виноградников многолетними травами способствует установлению положительного баланса органики (до 6,5 т/га). Данный элемент агротехнологии обеспечивает приток органического вещества, способствует улучшению структуры, а также водно-физических свойств почвы [Петров и др., 2011]. Применение микробиологических препаратов при выращивании сельскохозяйственных растений оказывает влияние на их рост, развитие и продуктивность, а также обеспечивает доступность труднорастворимых форм элементов питания в почве. Штаммы-основы биопрепаратов, заселяя ризосферу, подавляют развитие патогенной микрофлоры [Тихонович И. А. и др., 2011]. В отрасли виноградарства чаще всего применяют ЭМ-технологии, которые подразумевают внесение в почву или обработка растений биопрепаратами на основе эффективных микроорганизмов, восстанавливающих почвенное плодородие и улучшающих рост и продуктивность растений [Ветер Ю. А., 2010], арбускулярную микоризу [Юрченко и др., 2013], а также биопрепараты на основе полезных микроорганизмов [Клименко и др., 2013]. Совместное влияние микробных препаратов и задернения на состояние и урожайность винограда сорта Мускат белый, а также оценка тесноты корреляционных связей между ними изучено недостаточно, поэтому исследования являются актуальными.
Материалы и методы
Исследования проводились в течение трех лет (2013-2015) на винограднике ООО «Адам плюс» (с. Хмельницкое, г. Севастополь). Схема опыта: 1. Контроль – естественное задернение (сегетальные травы, естественно произрастающие в данной климатической зоне); 2. Диазофит (Agrobacterium radiobacter 204); 3. Фосфоэнтерин (Enterobacter nimipressuralis 32-3); 4. Комплекс микробных препаратов – КМП (Диазофит, Фосфоэнтерин и Биополицид (Paenibacillus polymyxa П), смешанные в равных пропорциях); 5. Контроль – смесь трав (райграс пастбищный (Lolium perenne L.) + люцерна синяя (Medicago sativa L.) в соотношении 1:1); 6. Диазофит; 7. Фосфоэнтерин; 8. КМП. Микробные препараты вносили в почву в виде водной суспензии (1:100) вручную при помощи бура в объеме 200 мл на каждый куст в фазу роста ягод перед цветением (за 3-4 дня). Площадь делянки – 45 м2, количество учетных кустов на каждый вариант – 20. Почвенные образцы отбирали с глубины 0-30 и 30-60 см в фазу роста ягод спустя 2 недели после внесения биопрепаратов. Численность микроорганизмов оценивали методом высева почвенной суспензии на соответствующие питательные среды: бактерий-иммобилизаторов минерального азота – на крахмало-аммиачном агаре; фосфатмобилизаторов – на глюкозо-аспарагиновом агаре с добавлением труднорастворимых соединений фосфора (Ca3(PO4)2). Количество колоний микроорганизмов подсчитывали в течение 7 суток в зависимости от скорости роста и физиологических особенностей микроорганизмов определенных эколого-трофических групп [Волкогон В. В. и др., 2010]. Содержание нитратного азота – минеральной формы азота, непосредственно доступной для растений (N-NO3) – определяли потенциометрически [ГОСТ 26205-91]; содержание в ризосфере подвижного фосфора (P2O5) – по Мачигину [ГОСТ 26951-86]. Урожайность винограда определяли согласно общепринятых методик [Бондарев В. П., Захарова Е. И., 1978]. Статистическую обработку данных проводили в программе Statistica 7.0.
Результаты и обсуждение
Исследования показали, что численность бактерий изменялась с глубиной: в слое 0-30 см она была больше, чем в слое 30-60 см на 10-42% в зависимости от варианта опыта. Отмечено также, что на фоне смеси трав количество бактерий эколого-трофических групп выше, чем на естественном задернении, что объясняется большим притоком свежего органического вещества в ризосферу.
Наибольшая численность бактерий-иммобилизаторов минерального азота отмечена при использовании Диазофита и КМП на фоне смеси трав по сравнению с контролем – на 85-106% соответственно (рис. 1.).
Влияние биопрепаратов на урожай винограда
53
Рисунок 1 – Численность бактерий-иммобилизаторов минерального азота, фаза роста ягод, 2013-2015 гг.
Figure 1 – The number of bacteria-immobilizers of mineral nitrogen, the phase of berry growth, 2013-2015.
На численность бактерий, растворяющих труднодоступные соединения фосфора, наибольшее влияния оказала бактеризация ризосферы винограда Фосфоэнтерином и КМП по фону смеси трав (рис. 2). Количество бактерий было выше по сравнению с контролем на 56-71%. Однако и в варианте с применением Диазофита численность бактерий-фосфатмобилизаторов была довольно высокой: на 21% выше контрольных значений.
Рисунок 2 – Численность бактерий, растворяющих труднодоступные минеральные соединения фосфора, фаза роста ягод, 2013-2015 гг.
Figure 2 – The number of bacteria that dissolve hard-to-reach mineral phosphorus compounds, the phase of berry growth, 2013-2015.
Влияние биопрепаратов на урожай винограда
54
Увеличение численности бактерий-иммобилизаторов минерального азота и бактерий, растворяющих труднодоступные соединения фосфора повлияло на повышение содержания нитратного азота (связь сильная, 0,94) и подвижного фосфора в ризосфере винограда (связь сильная, 0,72). Так, исследования показали, что на количество N-NO3 и P2O5 в ризосфере винограда наибольшее влияние оказали препараты Диазофит и КМП (табл. 1). На фоне естественного задернения варианты с внесением вышеуказанных микробных препаратов содержание азота и фосфора в ризосфере превышало контрольные значения на 17-22%; а на фоне смеси трав – на 21-34%.
Таблица 1 – Содержание основных элементов питания в ризосфере Vitis vinifera L. „Мускат белый‟, фаза роста ягод, среднее 2013-2015 гг.
Table 1 – Content of basic nutrients in the rhizosphere Vitis vinifera L. 'Muscat white', phase of berry growth, average 2013-2015.
Вариант
Variant
Глубина, см
Depth, cm
Содержание, мг/кг почвы
Content, mg/kg soil
N-NO3
P2O5
Естественное задернение
Natural grassing
Контроль
Control
0-30
25,3
71,1
30-60
26,9
75,5
Диазофит
Diazofit
0-30
26,4
83,4
30-60
23,8
87,7
Фосфоэнтерин
Fosfoenterin
0-30
28,4
78,7
30-60
27,6
75,8
КМП
CMP
0-30
35,9
85,2
30-60
36,8
85,1
Смесь трав
Mixture of grasses
Контроль
Control
0-30
31,2
73,5
30-60
32,7
76,5
Диазофит
Diazofit
0-30
42,0
86,4
30-60
40,0
85,2
Фосфоэнтерин
Fosfoenterin
0-30
32,3
82,4
30-60
29,1
83,7
КМП
CMP
0-30
44,4
95,9
30-60
44,6
93,8
НСР05
LSD05
0,51
0,73
При формировании урожая виноградным растением потребляется большое количество фосфора, в связи с этим была установлена множественная криволинейная зависимость урожая от численности фосфатмобилизаторов и содержания подвижных фосфатов в почве (уравнение 1):
Урожай т/га = 5,217 + 0,055х + 0,248у + 0,0002х2 – 0,0008ху – 0,0002у2…(1)
где х – численность фосфатмобилизаторов, млн. КОЕ/г а.с.п.;
у – содержание подвижного фосфора (мг/кг).
При низких значениях фосфатмобилизаторов наблюдалась прямолинейная зависимость урожая от содержания P2O5 в ризосфере. С ростом числа бактерий, растворяющих труднодоступные фосфаты, увеличивалось содержание подвижного фосфора, что приводило к увеличению урожая до 27-28 т/га.
Выводы
Таким образом, применение микробных препаратов и задернение междурядий многолетними травами способствует росту численности бактерий эколого-трофических групп, что в свою очередь тесно коррелирует с увеличением содержания нитратного азота и подвижного фосфора в ризосфере
Влияние биопрепаратов на урожай винограда
55
(коэффициент 0,94 и 0,72 соответственно). На урожай винограда большое влияние оказывает увеличение содержание подвижного фосфора в ризосфере, вызванное ростом численности бактерий-фосфатмобилизаторов.
Общеизвестно, что при возделывании монокультуры, в том числе и винограда, в почве происходят неблагоприятные процессы, ведущие к ее деградации и снижению плодородия [Лукьянов и др., 2013]. Это происходит потому, что почва на большинстве промышленных виноградников России обрабатывается по типу черного пара. Вследствие этого может происходить ухудшение водно-физических свойств почвы, нарушение круговорота элементов питания и экологического состояния ампелоценоза. Задернение почвы виноградников многолетними травами способствует установлению положительного баланса органики (до 6,5 т/га). Данный элемент агротехнологии обеспечивает приток органического вещества, способствует улучшению структуры, а также водно-физических свойств почвы [Петров и др., 2011]. Применение микробиологических препаратов при выращивании сельскохозяйственных растений оказывает влияние на их рост, развитие и продуктивность, а также обеспечивает доступность труднорастворимых форм элементов питания в почве. Штаммы-основы биопрепаратов, заселяя ризосферу, подавляют развитие патогенной микрофлоры [Тихонович И. А. и др., 2011]. В отрасли виноградарства чаще всего применяют ЭМ-технологии, которые подразумевают внесение в почву или обработка растений биопрепаратами на основе эффективных микроорганизмов, восстанавливающих почвенное плодородие и улучшающих рост и продуктивность растений [Ветер Ю. А., 2010], арбускулярную микоризу [Юрченко и др., 2013], а также биопрепараты на основе полезных микроорганизмов [Клименко и др., 2013]. Совместное влияние микробных препаратов и задернения на состояние и урожайность винограда сорта Мускат белый, а также оценка тесноты корреляционных связей между ними изучено недостаточно, поэтому исследования являются актуальными.
Материалы и методы
Исследования проводились в течение трех лет (2013-2015) на винограднике ООО «Адам плюс» (с. Хмельницкое, г. Севастополь). Схема опыта: 1. Контроль – естественное задернение (сегетальные травы, естественно произрастающие в данной климатической зоне); 2. Диазофит (Agrobacterium radiobacter 204); 3. Фосфоэнтерин (Enterobacter nimipressuralis 32-3); 4. Комплекс микробных препаратов – КМП (Диазофит, Фосфоэнтерин и Биополицид (Paenibacillus polymyxa П), смешанные в равных пропорциях); 5. Контроль – смесь трав (райграс пастбищный (Lolium perenne L.) + люцерна синяя (Medicago sativa L.) в соотношении 1:1); 6. Диазофит; 7. Фосфоэнтерин; 8. КМП. Микробные препараты вносили в почву в виде водной суспензии (1:100) вручную при помощи бура в объеме 200 мл на каждый куст в фазу роста ягод перед цветением (за 3-4 дня). Площадь делянки – 45 м2, количество учетных кустов на каждый вариант – 20. Почвенные образцы отбирали с глубины 0-30 и 30-60 см в фазу роста ягод спустя 2 недели после внесения биопрепаратов. Численность микроорганизмов оценивали методом высева почвенной суспензии на соответствующие питательные среды: бактерий-иммобилизаторов минерального азота – на крахмало-аммиачном агаре; фосфатмобилизаторов – на глюкозо-аспарагиновом агаре с добавлением труднорастворимых соединений фосфора (Ca3(PO4)2). Количество колоний микроорганизмов подсчитывали в течение 7 суток в зависимости от скорости роста и физиологических особенностей микроорганизмов определенных эколого-трофических групп [Волкогон В. В. и др., 2010]. Содержание нитратного азота – минеральной формы азота, непосредственно доступной для растений (N-NO3) – определяли потенциометрически [ГОСТ 26205-91]; содержание в ризосфере подвижного фосфора (P2O5) – по Мачигину [ГОСТ 26951-86]. Урожайность винограда определяли согласно общепринятых методик [Бондарев В. П., Захарова Е. И., 1978]. Статистическую обработку данных проводили в программе Statistica 7.0.
Результаты и обсуждение
Исследования показали, что численность бактерий изменялась с глубиной: в слое 0-30 см она была больше, чем в слое 30-60 см на 10-42% в зависимости от варианта опыта. Отмечено также, что на фоне смеси трав количество бактерий эколого-трофических групп выше, чем на естественном задернении, что объясняется большим притоком свежего органического вещества в ризосферу.
Наибольшая численность бактерий-иммобилизаторов минерального азота отмечена при использовании Диазофита и КМП на фоне смеси трав по сравнению с контролем – на 85-106% соответственно (рис. 1.).
Влияние биопрепаратов на урожай винограда
53
Рисунок 1 – Численность бактерий-иммобилизаторов минерального азота, фаза роста ягод, 2013-2015 гг.
Figure 1 – The number of bacteria-immobilizers of mineral nitrogen, the phase of berry growth, 2013-2015.
На численность бактерий, растворяющих труднодоступные соединения фосфора, наибольшее влияния оказала бактеризация ризосферы винограда Фосфоэнтерином и КМП по фону смеси трав (рис. 2). Количество бактерий было выше по сравнению с контролем на 56-71%. Однако и в варианте с применением Диазофита численность бактерий-фосфатмобилизаторов была довольно высокой: на 21% выше контрольных значений.
Рисунок 2 – Численность бактерий, растворяющих труднодоступные минеральные соединения фосфора, фаза роста ягод, 2013-2015 гг.
Figure 2 – The number of bacteria that dissolve hard-to-reach mineral phosphorus compounds, the phase of berry growth, 2013-2015.
Влияние биопрепаратов на урожай винограда
54
Увеличение численности бактерий-иммобилизаторов минерального азота и бактерий, растворяющих труднодоступные соединения фосфора повлияло на повышение содержания нитратного азота (связь сильная, 0,94) и подвижного фосфора в ризосфере винограда (связь сильная, 0,72). Так, исследования показали, что на количество N-NO3 и P2O5 в ризосфере винограда наибольшее влияние оказали препараты Диазофит и КМП (табл. 1). На фоне естественного задернения варианты с внесением вышеуказанных микробных препаратов содержание азота и фосфора в ризосфере превышало контрольные значения на 17-22%; а на фоне смеси трав – на 21-34%.
Таблица 1 – Содержание основных элементов питания в ризосфере Vitis vinifera L. „Мускат белый‟, фаза роста ягод, среднее 2013-2015 гг.
Table 1 – Content of basic nutrients in the rhizosphere Vitis vinifera L. 'Muscat white', phase of berry growth, average 2013-2015.
Вариант
Variant
Глубина, см
Depth, cm
Содержание, мг/кг почвы
Content, mg/kg soil
N-NO3
P2O5
Естественное задернение
Natural grassing
Контроль
Control
0-30
25,3
71,1
30-60
26,9
75,5
Диазофит
Diazofit
0-30
26,4
83,4
30-60
23,8
87,7
Фосфоэнтерин
Fosfoenterin
0-30
28,4
78,7
30-60
27,6
75,8
КМП
CMP
0-30
35,9
85,2
30-60
36,8
85,1
Смесь трав
Mixture of grasses
Контроль
Control
0-30
31,2
73,5
30-60
32,7
76,5
Диазофит
Diazofit
0-30
42,0
86,4
30-60
40,0
85,2
Фосфоэнтерин
Fosfoenterin
0-30
32,3
82,4
30-60
29,1
83,7
КМП
CMP
0-30
44,4
95,9
30-60
44,6
93,8
НСР05
LSD05
0,51
0,73
При формировании урожая виноградным растением потребляется большое количество фосфора, в связи с этим была установлена множественная криволинейная зависимость урожая от численности фосфатмобилизаторов и содержания подвижных фосфатов в почве (уравнение 1):
Урожай т/га = 5,217 + 0,055х + 0,248у + 0,0002х2 – 0,0008ху – 0,0002у2…(1)
где х – численность фосфатмобилизаторов, млн. КОЕ/г а.с.п.;
у – содержание подвижного фосфора (мг/кг).
При низких значениях фосфатмобилизаторов наблюдалась прямолинейная зависимость урожая от содержания P2O5 в ризосфере. С ростом числа бактерий, растворяющих труднодоступные фосфаты, увеличивалось содержание подвижного фосфора, что приводило к увеличению урожая до 27-28 т/га.
Выводы
Таким образом, применение микробных препаратов и задернение междурядий многолетними травами способствует росту численности бактерий эколого-трофических групп, что в свою очередь тесно коррелирует с увеличением содержания нитратного азота и подвижного фосфора в ризосфере
Влияние биопрепаратов на урожай винограда
55
(коэффициент 0,94 и 0,72 соответственно). На урожай винограда большое влияние оказывает увеличение содержание подвижного фосфора в ризосфере, вызванное ростом численности бактерий-фосфатмобилизаторов.
- Агротехнические исследования по созданию интенсивных виноградных насаждений на промышленной основе / под ред. В. П. Бондарева, Е. И. Захаровой. – Новочеркасск, 1978. – 174 с. (In Russian) [Agrotechnical research on the creation of intensive vine plantations on an industrial basis, еd. V. P. Bondarev, E. I. Zakharova. – Novocherkassk, 1978. – 174 p.].
- Ветер Ю. А. Повышение плодородия почвы виноградников / Ю. А. Ветер // Обеспечение устойчивого производства виноградовинодельческой отрасли на основе современных достижений науки. Материалы международной дистанционной научно- практической конференции, посвященной 125-летию профессора А. С. Мержаниана. – Анапа: ГНУ Анапская ЗОСВиВ СКЗНИИСиВ, 2010. – с. 185-190 (In Russian) [Veter Yu. A. Increase of soil fertility of vineyards / Yu. A. Veter // Ensuring sustainable production of the wine-growing industry on the basis of modern scientific achievements. Materials of the international remote scientific and practical conference dedicated to the 125th anniversary of Professor A. S. Merzhanian. - Anapa: GNU Anapskaya ZOSViV SKZNIISiV, 2010. - p. 185-190].
- ГОСТ 26205-91 Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Мачигина в модификации ЦИНАО (In Russian) [GOST 26205-91 Soils. Determination of mobile compounds of phosphorus and potassium by the method of Machigin in the modification of CINAO].
- ГОСТ 26951-86 Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом (In Russian) [GOST 26951-86 Soils. Determination of nitrates by ionometric method].
- Експериментальна грунтова мікробіологія [Електронний ресурс] / за наук. ред. В. В. Волкогона. – К.: Аграрна наука, 2010. – 464 с. (In Ukrainian) [Experimental soil microbiology [Electronic resource] / for the sciences. ed. V. Volkogon. - K .: Agrarian Science, 2010. - 464 p.].
- Клименко Н. Н. Новое в технологии выращивания привитого винограда / Н. Н. Клименко, О. Е. Клименко, Н. И. Клименко, А. Р. Акчурин, Л. А. Чайковская // Виноградарство и виноделие: межвед. темат. научн. сборник. Одесса: ННЦ «ИвиВ им. В.Е. Таирова», - 2013. – Вып. 50. – с. 107-111 (In Russian) [Klimenko N. N. New in the technology of growing grafted grapes / N. N.
- Klimenko, O. E. Klimenko, N. I. Klimenko, A. R. Akchurin, L. A. Chaykovskaya // Viniculture and winemaking: an interdisciplinary. themat. scientific. compilation. Odessa: NSC "IWI im. V.E. Tairov, "- 2013. - Issue. 50. - p. 107-111]. 7. Лукьянов А. А. Пути снижения деградации почв виноградников / А. А. Лукьянов, Г. Я. Кузнецов // Проблемы агрогенной трансформации почв в условиях монокультуры [Текст]: материалы симпозиума "Развитие фундаментальных исследований по проблемам агрогенной трансформации почв в условиях монокультуры" (26-30 августа 2013 г.). – Российская академия сельскохозяйственных наук, Государственное научное учреждение "Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства", Российский фонд фундаментальных исследований. - Краснодар: [б. и.], 2013. – С .74-78 (In Russian) [Lukyanov A. A. Ways to reduce the degradation of the soil of vineyards / A. A. Lukyanov, G. Ya. Kuznetsov // Problems of agrogenic transformation of soils in conditions of monoculture [Text]: symposium materials "Development of fundamental research on agrogenic soil transformation problems conditions of monoculture "(August 26-30, 2013). - Russian Academy of Agricultural Sciences, State Scientific Institution "North-Caucasian Zonal Research Institute of Horticulture and Viticulture", Russian Foundation for Basic Research. - Krasnodar, 2013. – p. 74-78].
- Петров В. С. Биологизированная система содержания почвы на виноградниках / В. С. Петров, А. А. Лукьянов // Разработки, формирующие современный облик виноградарства. Монография. – Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2011. – С. 97-125. (In Russian) [Petrov V. S. Biologized system of soil content in vineyards / V. S. Petrov, A. A. Lukyanov // Developments that shape the modern appearance of viticulture. Monograph. - Krasnodar: GNU SKZNIISiV, 2011. - P. 97-125].
- Тихонович И. А., Проворов, Н. А. Сельскохозяйственная микробиология как основа экологически устойчивого агропроизводства: фундаментальные и прикладные аспекты / И. А. Тихонович, Н. А. Проворов // Сельскохозяйственная биология, 2011, № 3, с. 3-9 (In Russian) [Tikhonovich I. A., Provorov N. A. Agricultural microbiology as the basis for ecologically sustainable agroproduction: fundamental and applied aspects / I. A. Tikhonovich, N. A. Provorov // Agricultural Biology, 2011, N 3, p. 3-9].
- Юрченко Е. Г. Растительно-микробные ассоциации виноградных растений / Е. Г. Юрченко, Н. П. Грачева, З. С. Политова, А. П. Юрков, Л. М. Якоби // Проблемы агрогенной трансформации почв в условиях монокультуры [Текст]: материалы симпозиума "Развитие фундаментальных исследований по проблемам агрогенной трансформации почв в условиях монокультуры" (26-30 августа 2013 г.). – Российская академия сельскохозяйственных наук, Государственное научное учреждение "Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства", Российский фонд фундаментальных исследований. – Краснодар: [б. и.], 2013. – с. 103-108 (In Russian) [Yurchenko E. G. Plant-microbial associations of grape plants / E. G. Yurchenko, N. P.
- Gracheva, Z. S. Politova, A. P. Yurkov, L. M. Jacobi // Problems of agrogenic transformation of soils in the conditions of monoculture [Text]: materials of the symposium "Development of fundamental research on the problems of agrogenic transformation of soils in conditions of monoculture" (August 26-30, 2013). - Russian Academy of Agricultural Sciences, State Scientific Institution "North-Caucasian Zonal Research Institute of Horticulture and Viticulture", Russian Foundation for Basic Research. – Krasnodar, 2013. - p. 103-108].