Спосіб оцінювання азотфіксувальної здатності бобових культур

Реферат: Спосіб оцінювання азотфіксувальної здатності бобових культур включає паралельне вирощування насіння, обробленого препаратом бульбочкових бактерій, а також обробленого стерилізувальним розчином 0,1 % сулеми і визначення при цьому накопичення сухої надземної біомаси і коренів у шарі ґрунту 0-40 см. Визначення азотфіксувальної здатності проводять за формулою: Nазбк.=Nінок - Nстер. , 2 де, Nазбк. - азотфіксувальна здатність бобової культури, г/м ; 2 Nінок. - азот, накопичений інокульованою рослиною, г/м ; 2 Ncтер. - азот, накопичений рослинами із стерилізованого насіння, г/м . UA 111564 U (54) СПОСІБ ОЦІНЮВАННЯ АЗОТФІКСУВАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ БОБОВИХ КУЛЬТУР UA 111564 U UA 111564 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, зокрема - до галузі агрохімії і землеробства і може бути використана для оцінювання ефективності бобово-ризобіального симбіозу з метою оптимізації азотного живлення рослин, застосування різних агротехнологічних заходів у агроекосистемах розрахунку балансу азоту. Провідна роль у забезпеченні агроценозів біологічним азотом належить симбіотичній азотфіксації. Розширення її масштабів дозволить покращити родючість ґрунту, знизити енергетичні витрати у землеробстві та зменшити техногенне навантаження на навколишнє природне середовище. Розвиток азотфіксувальних бактерій на кореневих системах бобових культур підвищує їх продуктивність на 15-35 % залежно від ґрунтово-кліматичних умов (Джерела стабілізації та підвищення врожайності сої в Україні) [Коляда В.] Агроном, 201 l.-№ 1.C. 144-149). У процесі росту рослини, до кореневої системи надходять ті азотфіксатори, які у процесі еволюції пристосувалися до співжиття з відповідними видами. Оцінювати азотфіксацію необхідно з третього тижня після сходів упродовж усього вегетаційного періоду (Мікробіологія) [Люта В. А., Кононов О. В. - К.: Медицина. - 2008. - 456 с). У ґрунтах України немає аборигенних бульбочкових бактерій нуту і рослини зазвичай не утворюють азотфіксувальних бульбочок, формуючи врожай завдяки автотрофному живленню мінеральним азотом ґрунту та добрив. Іноді рослини формують поодинокі великі бульбочки, за рахунок бактерій, які заносяться з насінням. Для збільшення продуктивності рослин та родючості ґрунту за рахунок азотфіксації насіння нуту перед сівбою слід обробляти біопрепаратами селекційних високоефективних штамів (Рекомендації з вирощування нуту в Південному Степу України) [Бушулян О.В.] Посібник Українського Хлібороба. - 2012. - С. 304307.). Відомий спосіб оцінки азотфіксувальної здатності з ділянками вирощування рослин після пару, згідно з яким бобові культури засвоюють із ґрунтових запасів скільки ж азоту скільки його утворюється у вигляді нітратів під час парування ґрунту (Рост и развитие культурных растений) [Демолон А.] М.: Сельхозгиз, 1961.- С. 162). У вирощеної культури визначають суху біомасу і винос азоту рослинами. Потім за різницею між величиною азоту, що засвоїла культура, і азотом, накопиченим на ділянках з паром, розраховують азотфіксувальну здатність. Недоліком відомого способу є неможливість обліку нітратів, які мігрують за межі кореневмісного шару при сильних опадах. Накопичення нітратів на ділянках з паром сповільнює мінералізацію органічної речовини ґрунту, а наявність рослин, навпаки, знижує концентрацію нітратів у ґрунтовому розчині і тим самим сприяє активізації мікробіологічних процесів і вивільненню азоту з гумусу. Крім того, через невідповідність у вмісті нітратів в ґрунті ділянки з паром і зайнятою рослинами інтенсивність процесів денітрифікації буде різною, що відображається на величині газоподібних втрат нітратного азоту і точності визначення величини азотфіксувальної здатності. Іншим способом є оцінювання азотфіксувальної здатності методом поєднання бобових культур зі злаковими в польових умовах (О методах исследования азотфиксирующей способности бобовых культур) [Трепачев Е.П.] Агрохимия. - 1981.- № 12.- С. 129-141.). При використанні цього способу порівняння вважають, що за ідентичних умов вирощування деяких видів бобових і злакових культур величину засвоєного азоту із ґрунтових запасів буде однаковою. Кількість зв'язаного азоту визначають за різницею між загальним винесенням азоту бобовою культурою і сумарним споживанням азоту злаковою культурою. Однак недоліками цього способу є різні вимоги бобових і злакових культур до світлового, температурного, водного режимів, їх неоднакова толерантність до різних хвороб, несприятливих ґрунтових умов (засоленню, кислотності), що не дозволяє постійно і з достатньою точністю визначати азотфіксувальну здатність рослин. Відомий спосіб оцінки азотфіксувальної здатності бобових культур, що включає інокулювання насіння вирощування вихідної бобової культури і тест-культури, інокулюють бобові культури, визначення накопичення сухої біомаси вихідної бобової і тест-культурою, винесення загального азоту досліджуваними культурами і азотфіксувальної здатності. При цьому накопичення сухої надземної маси бобової культури (гороху) визначають в період збирання врожаю. Розраховують винос азоту надземної і підземної біомасою рослин. За різницею між спожитим азотом бобовою культурою з активними і неефективними бульбами визначають величину симбіотичної азотфіксації і знаходять за формулою Nak-Nm=Nca, де Nак винос загального азоту бобовою культурою з активними бульбами, Nm - винос загального азоту мутантом з неефективними бульбами і Nca - кількість азоту, що утворилася в результаті симбіотичної азотфіксації. Як тест-культури використовують мутант гороху К-287/1 з 1 UA 111564 U 5 10 15 20 25 30 35 неефективними бульбами (Патент РФ на винахід №2195104 від 05.04.2001.). Аналогічною є методика оцінки азотфіксувальної здатності сої (Патент РФ на винахід RU 2514664). Недоліками цих методів є те, що різні сорти і гібриди різко відрізняються за вимогами до теплового, світлового, водного режимам, до ґрунтових умов, формують різну біомасу, а тому будуть накопичувати неоднакову кількість азоту. Важливою умовою точності визначення симбіотичної азотфіксації є усунення спонтанної інокуляції насіння бактеріями що є в ґрунті, а також переносяться з насінням. Перший чинник можна усунути вирощуванням культури на ділянках. Де вона тривалий час або взагалі не вирощувались. Досить важливо забезпечити головну вимогу - унеможливити наявність мікроорганізмів на поверхні насіння при повному збереженні його життєздатності. Технічна задача корисної моделі є підвищення точності визначення азотфіксувальної здатності. Поставлена технічна задача вирішується запропонованим способом, суть якого полягає в наступному. Паралельно висівають насіння бобової культури, оброблене препаратом бульбочкових бактерій, а також оброблене стерилізувальним розчином 0,1 % сулеми з експозицією 5 хв., яке відповідно не здатне піддаватись процесу симбіотичної азотфіксації. Густота висіву насіння на обох ділянках має бути однаковою, щоб створити однакові умови поживного, світлового, температурного і водного режимів. Визначають накопичення сухої надземної біомаси та коренів у шарі ґрунту 0-40 см і визначають у них накопичення азоту. Головними суттєвими відмінностями цього способу від попередніх способів є: 1. В обох випадках насіння, яке використовується для стерилізації, має однакові вихідні показники, що дозволяє підвищити точність визначення за рахунок дотримання принципу єдиної відмінності. 2. Визначення азотфіксувальної здатності проводять за різницею між стерилізованим та інокульованим насінням бобової культури, що дозволяє спростити формулу розрахунку. Виявлення ефективності бобово-ризобіального симбіозу ґрунтується на чіткому дотриманні принципу єдиної відмінності (головна вимога методики польових досліджень) за рахунок не лише культури, але й одного сорту, оптимізації умов мінерального живлення, обробітку ґрунту, інокуляції бульбочок, регуляції режимів зрошення, температурного, світлового і використання засобів захисту рослин. Чітке дотримання всього цього комплексу чинників значно підвищує точність визначення величини симбіотичної азотфіксації. Отже, азотфіксувальна здатність визначається за різницею між вмістом азоту у бобових рослинах, що виросли в однакових умовах із стерилізованого та інокульованого насіння. За рахунок дотримання принципу єдиної різниці у порівнянні з прототипом, це дозволяє підвищити точність методу оцінювання азотфіксувальної здатності. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Спосіб оцінювання азотфіксувальної здатності бобових культур, що включає паралельне вирощування насіння, обробленого препаратом бульбочкових бактерій, а також обробленого стерилізувальним розчином 0,1 % сулеми і визначення при цьому накопичення сухої надземної біомаси і коренів у шарі ґрунту 0-40 см, а визначення азотфіксувальної здатності проводять за формулою: Nазбк.=Nінок.-Nстер. , 2 де, Nазбк. - азотфіксувальна здатність бобової культури, г/м ; 2 Nінок. - азот, накопичений інокульованою рослиною, г/м ; 2 Ncтер. - азот, накопичений рослинами із стерилізованого насіння, г/м . Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2