способ оценки азотфиксирующей способности бобовых культур

Формула изобретения

1. Способ оценки азотфиксирующей способности бобовых культур, включающий параллельное выращивание исходной бобовой культуры и тест-культуры, инокуляцию бобовой культуры, определение накопления сухой биомассы исходной бобовой и тест-культурой, выноса общего азота в испытуемых культурах и азотфиксирующей способности, отличающийся тем, что в качестве тест-культуры используют мутант с неэффективными клубеньками, а определение азотфиксирующей способности проводят по разнице между потребленным азотом исходной бобовой культурой и тест-культурой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве тест-культуры используют мутант гороха К-287/1 с неэффективными клубеньками, имеющий природу моногенной рецессивной мутации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области агрохимии и земледелия и может быть использовано для оценки эффективности бобово-ризобиального симбиоза в связи с оптимизацией азотного питания растений и использованием различных агротехнических приемов в агроэкосистемах.

Известен способ оценки азотфиксирующей способности бобовых культур в полевых условиях путем сравнения с парующими площадками, согласно которому бобовые культуры усваивают из почвенных запасов столько же азота, сколько его образуется в виде нитратов при паровании почвы (Демолон А. Рост и развитие культурных растений. М.: Сельхозгиз, 1961. С. 162). У выращенной бобовой культуры определяют сухую биомассу и вынос азота растениями. Затем по разнице между величиной азота, усвоенной культурой, и азотом, накопленным в парующейся делянке, рассчитывают азотфиксирующую способность.

Недостатками известного способа являются невозможность учета нитратов, мигрирующих за пределы корнеобитаемого слоя при обильных осадках, вызывающих промывной тип водного режима в почве. Накопление же нитратов в парующей делянке тормозит минерализацию органического вещества почвы, а наличие растений, напротив, снижает концентрацию нитратов в почвенном растворе и тем самым способствует активизации микробиологических процессов и высвобождению азота из гумуса. Кроме того, из-за несоответствия в содержании нитратов в почве парующейся делянки и под растениями интенсивность процессов денитрификации будет различной, что отражается на величине газообразных потерь нитратного азота и точности определения величины азотфиксирующей способности.

Наиболее близким к заявляемому способу - прототипом - является способ оценки азотфиксирующей способности путем сравнения бобовых культур со злаковыми в полевых условиях (Трепачев Е.П. О методах исследования азотфиксирующей способности бобовых культур //Агрохимия. 12. 1981. С. 129-141). При использовании данного способа сравнения предлагают при идентичных условиях выращивания определенных видов бобовых и злаковых культур величину усвоенного азота из почвенных ресурсов взять одинаковой. Количество связанного азота определяют по разнице между общим выносом азота бобового растения и суммарным потреблением азота злаковой культурой.

Определение симбиотической азотфиксации в полевых условиях осуществляют следующим образом.

Высевают семена бобовой и злаковой культуры. Оптимальная густота стояния растений для бобовых и злаковых культур различна (например, для гороха 2 млн. растений на 1 га, для пшеницы до 5 млн. растений на 1 га). При появлении всходов бобовой культуры проводят инокуляцию. Определяют накопление сухой биомассы бобовой и злаковой культурами в период уборки урожая и вынос общего азота этими культурами. По разнице между потребленным азотом бобовой культурой с активными клубеньками и злаковой культурой, вычитая количество азота семян в обоих случаях, определяют величину симбиотической азотфиксации и находят ее по формуле Nф=(Nб-Nc)-(Nз-Nc), где Nф - количество фиксированного азота, Nб - общий азот бобового растения; Nз - общий азот злакового растения; Nc- азот семян.

Исходные данные: вынос азота биомассой гороха составил 15,3 г и семенами 13,9 г/м², у пшеницы соответственно 6,7 г и 4,3 г/м². Рассчитывая, получаем разницу

(15,3 г/м²-13,9 г/м²)-(6,7 г/м²-4,3 г/м²)=-1,0 г/м².

Согласно методике такого расчета получена даже отрицательная величина симбиотической азотфиксации. Это указывает на то, что данный способ расчета не пригоден для культуры гороха.

Недостатками данного способа являются различные требования бобовых и злаковых культур к световому, температурному, водному режимам, их неодинаковая толерантность к различным заболеваниям, неблагоприятным почвенным условиям (засолению, кислотности и наличию токсических соединений: тяжелых металлов и пестицидов), что не позволяет устойчиво и с достаточной точностью определять азотфиксирующую способность растений.

Технической задачей изобретения является повышение точности определения азотфиксирующей способности.

Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом, заключающимся в следующем.

Высевают сорт гороха с активными клубеньками и мутант, генотип которого в состоянии контролировать образование клубеньков, но не способен осуществлять процессы симбиотической азотфиксации. Густота стояния одинакова для исследуемого сорта и мутанта. При появлении всходов проводят инокуляцию Rizobium 250a. Определяют накопление сухой надземной массы гороха в период уборки урожая. Рассчитывают вынос азота надземной и подземной биомассой растений. По разнице между потребленным азотом бобовой культурой с активными и неэффективными клубеньками определяют величину симбиотической азотфиксации и находят по формуле Nак-Nм=Nса, где, Nак - вынос общего азота бобовой культурой с активными клубеньками, Nм - вынос общего азота мутантом с неэффективными клубеньками и Nса - количество азота, образованное в результате симбиотической азотфиксации.

Определяющими существенными отличиями заявляемого способа от прототипа являются

1. В качестве тест-культуры используют мутант исходной бобовой культуры с неэффективными клубеньками, что позволяет повысить точность определения, соблюдая принцип единственного различия.

2. Определение азотфиксирующей способности проводят по разнице между потребленным азотом бобовой культуры и тест-культуры, что позволяет упростить формулу расчета.

Изобретение иллюстрируется следующим примером конкретного выполнения.

Пример.

Горох сорта Рамонский-77 и мутант этой же культуры К-287/1 с неэффективными клубеньками, имеющий природу моногенной рецессивной мутации, выращивали на серой лесной почве и определяли величину симбиотической азотфиксации.

Исходные данные: вынос азота биомассой гороха у линии Рамонский-77 составил 15,3 г и у мутанта К-287/1 соответственно 1,2 г/м². Величина симбиотической азотфиксации по предложенной формуле составила 15,3 г/м²-1,2 г/м²= 14,1 г/м².

Выяснение эффективности бобово-ризобиального симбиоза основано на соблюдении принципа единственного различия (главного требования методики полевых исследований) при подборе культуры, оптимизации условий минерального питания, обработке почв, инокуляции клубеньков, регуляции режимов орошения, температурного, светового и использовании средств защиты растений. Благодаря этому повышается точность определения величины связанного азота, образованного в результате процессов симбиотической азотфиксации.

Таким образом, азотфиксирующая способность, определяемая по разнице между потребленным азотом бобовых культур с активными и неэффективными клубеньками в заявляемом способе, за счет соблюдения принципа единственного различия по сравнению с прототипом позволяет повысить точность ее оценки.