Соя играет большую роль в обеспечении населения и животных белками, а также в повышении плодородия почвы.Легко растворимые белки, жиры, разные группы витаминов и углеводов в составе бобов определяют её разносто-роннее использование.
Основным условием выращивания культуры является хорошая вла-гообеспеченность в первый период вегетации, характеризующийсяочень медленным ростом растений. Усвоение азота и калия корня-ми сои определяется количеством доступного фосфора в почве(1).Довсходовую гибель семян объясняют наличием инфекционногозапаса на поверхности, либо внутри их (2). Важным фактором повы-шения урожайности сельскохозяйственных культур является исполь-зование потенциала ризосферных микроорганизмов, способных кмобилизации элементов питания из почвы.
Во многих странах об-суждается вопрос о сокращении расхода минеральных удобрений,изыскиваются пути мобилизации питательных элементов, содер-жащихся в самой почве или атмосфере, за счет применения препа-ратов на основе штаммов микроорганизмов, обитающих на корняхрастений или в ризосфере (в почве, прилегающей к корням растения,которая попадает под действие корневых выделений и почвенныхмикроорганизмов – прим. ред.).Биотехнология призвана оптимизировать применение микробио-логических средств, используя совместно или последовательноштаммы различных таксономических групп, которые бы взаимнодополняли друг друга по механизмам влияния на макроорганизмв целом. Целью исследований является оптимизация факторов, от-рицательно влияющих на развитие и урожайность сои, благодаряприменению бактериальных штаммов почвообитающих бактерийPseudomonasfluorescens, Azotobacterchroococcum и их комплекса.
Материалы и методы.
В вегетационном и полевом опытах исполь-зовали семена сои сорта ≪Зодиак≫. Проведен отбор посевного мате-риала, однородного по размеру и весу, который замачивали на 1 часв воде с последующей бактеризацией живыми бактериальными су-спензиями с титром 107 КОЭ/мл. В каждом из трёх вариантов и в кон-троле вегетационного опыта в сосуды емкостью 8кг почвы (черно-зем карбонатный) высевали по 10 семян с одновременным поливомрабочими растворами аналогичными бактеризации штаммами (1млдвухсуточной культуры живых бактериальных клеток в 100мл воды).
В период вегетации влажность почвы поддерживалась в пределах60-80% влагоёмкости регулярными поливами.В полевых условиях посадка семян сои по вариантам бактеризациипроводилась по схеме 10 х 30см на делянках площадью 20 кв.м вовторой декаде мая. Уход за растениями в период вегетации осу-ществлялся без применения механизации, гербицидов, поливов ивнесения удобрений. В период бутонизации выполнили одно опры-скивание против сосущих вредителей. Измерения проводили на 30растениях каждого из вариантов и в контроле, расположенных по ди-агоналям участков. Достоверность отличий от контроля оценивали спомощью t-критерия. Погодные условия вегетационного периода — втечение мая умеренно теплая погода с недобором осадков. Устойчи-вый переход среднесуточной температуры воздуха через 15oС насту-пил 9 мая. Сумма кратковременных осадков за месяц в виде ливнейсоставила 20-40мм. С июня по сентябрь среднемесячная температуравоздуха была выше нормы: 19-22,5oС, с максимальными показателя-ми до 37-39oС.
Результаты.
Предпосадочная бактеризация семян суспензиями жи-вых культур бактериальных штаммов во всех вариантах вегетацион-ных и полевых опытов уменьшила довсходовую гибель семян и про-ростков, что обеспечило густоту стояния растений во всех вариантах вегетационного и (в варианте совместного использования двух штам-мов) полевого опыта на 20% больше, чем в контроле. Высота расте-ний в фазу цветения в вариантах опыта превышала этот же показа-тель в контроле на 16,6-18,4см. Вес надземной части одного растенияпосле бактеризации посадочного материала превышал контрольныйна 2,8-4,1-11,3г ( t р< t т ). Вес корней одного растения увеличился в1,6 -2,0 -2,5 раза в полевых условиях, в 1,5 –13 – 10 раз — в вегетацион-ном опыте при поливе, где число клубеньков на корнях одного рас-тения при использовании суспензии Azotobacterchroococcum насчи-тывало 45, в варианте с Pseudomonasfluorescens -16, при совместном__
Увеличение урожайности в вариантах обработки семян бактериями в 3-8 раз, по сравнению с контролем, показывает положи-тельный эффект влияния микроорганизмов в ризосфере растения на его физиологическое состояние, следствием чего являетсяповышение его продуктивности в условиях засухи.
применении обоих штаммов – 30, а в контроле – 7клубеньков (Р<0,05по t критерию).В полевом опыте клубеньков на корнях не обнару-жено, что объясняется дефицитом почвенной и воздушной влаги.Однако взаимодействие бактерий в ризосфере сои способствовалоувеличению кустистости растений, утолщению побегов, ускорениюцветения на 5 дней по сравнению с контролем.При уборке урожая в сентябре было установлено значительное ко-личество пустых бобов у растений в контроле, нестандартные и де-фектные семена в бобах, процент которых был наименьшим в ва-рианте применения для бактеризации семян двух бактериальныхштаммов(таблица).Максимальное число бобов на одном растении по-лучено в варианте бактеризации суспензией Azotobacterchroococcum.Вес 1000 стандартных семян незначительно различался по вариан-там обработки бактериальными штаммами, но был больше, чем вконтроле. В течение вегетационного периода не было обнаруженосимптомов каких-либо грибных или бактериальных заболеваний налистьях, побегах, бобах, что можно также отнести к симбиотическомухарактеру взаимодействия продуктов жизнедеятельности бактерийи ферментативной системы растения-хозяина.
Обсуждение результатов.
Полученные данные согласуются с ре-зультатами исследований многих авторов о взаимодействии продук-тов метаболизма бактерий с белковыми компонентами растительныхклеток. В растительно-бактериальных взаимоотношениях одним измеханизмов формирования симбиотических систем является свя-зывание растительных лектинов с полисахаридным комплексомбактерий(3). Бактерии рода Pseudomonas известны как продуценты экзополисахаридов, которые локализованы поверхностно в наруж-ной мембране бактериальных клеток, моносахаридов, аминокислот,глюканов и леванов(4). Последние обладают защитными функциями,обеспечивая растения в стрессовых ситуациях (засуха) питательнымивеществами, аккумулируют влагу(5), создавая почвенные агломератыв прикорневой зоне, что позволяет нивелировать недостаток свобод-ной воды в почве (6). По данным А. Боронина (7), ферменты и органи-ческие кислоты псевдомонад способны растворять сложные фосфатысубстрата до легко усвояемых корнями форм фосфора, необходимогорастениям сои.
Бактерии Azotobacterchroococcum в ризосфере расте-ний синтезируют стимуляторы роста-ауксины и цитокинины. В комплексе с псевдомонадами ускоряется формирование клубень-ков на корнях заселенного бактериями растения в условиях опти-мальной влажности, что обеспечивает фиксацию атмосферного азотадля питания растения (8). Сообщается также о способности азотобак-тера продуцировать витамины и фунгистатическое вещество (мети-ловый эфир тетраеновой кислоты),угнетающее в ризосфере разви-тие патогенов, которые способствуют гибели семян после высадки впочву.
Выводы.
Полученные результаты подтверждают возможность со-вместного использования природных микроорганизмов длясоздания комплексных биопрепаратов, обладающих свойства-ми адаптогенов, регуляторов роста, что способствует уве-личению всхожести, интенсивности развития растений сои,повышению урожайности даже в условиях засухи.