Фиксация атмосферного азота производится бактериями Rizobiumleguminosarum, которые представлены различными биотипами, способными вступать в симбиоз с корневой системой бобовых культур. Способность гороха к созданию эффективного бобово-ризобиального комплекса имеет сильно выраженную сортовую специфичность: от генотипов, вообще не способных образовывать клубеньки на корнях, до форм с интенсивным клубенькообразованием даже на фоне внесения повышенных дох минерального азота (Jacobsen, 1984, Сидорова, 1992).
Эффективность азотфиксации может быть весьма высокой. По данным Simsи др. (1986), в условиях Великобритании горох может потреблять из воздуха до 90% необходимого для формирования полноценной урожайности азота.
Под влиянием препаратов клубеньковых бактерий активизируются процессы метаболизма, оптимизируется генеративный процесс гороха, увеличивается количество бобов на растении и число семян в них, вследствие чего возрастает урожайность семян и содержание в них белка.
Исследованиями установлено, что бактеризация семян ризоторфином* и пастообразным сапропелевым нитрагином в среднем за три года дала прибавку урожайности семян гороха соответственно 0,21 и 0,31 т /га. Внесение жидкого нитрагина оказалось более эффективным, прибавка урожая за тот же период достигла 0,49 т /га. Рост урожайности сопровождался повышением содержания белка в семенах, что особенно заметно в варианте с применением жидкого нитрагина (табл. 6).
*культура клубеньковых бактерий, размноженных в стерильном торфе с частицами не более 0,25 мм; в 1 г. заводского ризоторфина содержится не менее 25 млрд. клубеньковых бактерий
Табл. 6. Урожайность гороха в зависимости от способа внесения Rhizobium, т/га.
| Вариант опыта | 1989 г. | 1990 г. | 1991 г. | Среднее | Содержание сырого белка, % |
| Без инокуляции | 2,79 | 3,73 | 2,95 | 3,16 | 23,5 |
| Ризоторфин | 2,86 | 3,39 | 3,27 | 3,37 | 23,9 |
| Паста сапропелевого нитрагина | 3,00 | 4,07 | 3,34 | 3,47 | 24,4 |
| Жидкий сапропелевый нитрагин | 3,13 | 4,23 | 3,59 | 3,65 | 24,7 |
Таким образом, применение Rhizobium на посевах гороха является эффективным средством повышения его урожайности.
Количество необходимого минерального азота почвы для зерновых бобовых культур находится в прямой зависимости от величины общего урожая (если считать, что они используют из почвы 1/3 азота от общего его содержания в растениях). Поэтому не каждая почва в состоянии обеспечить зернобобовые необходимым количеством минерального азота для получения высокого урожая за счёт своего плодородия.
В вегетационных и полевых опытах кафедры агрохимии ТСХА показано, что при внесении азотных удобрений относительное количество фиксированного азота зернобобовыми (в % от его накопления в растении) снижается (табл. 7).
Однако если обратить внимание на абсолютное усвоение азота зернобобовыми на различных фонах азотного удобрения, то при оптимальном азотном режиме (равном примерно 1/2…1/3 нормы азота удобрений от общего выноса азота с урожаем) растения усваивали из атмосферы столько же и даже больше азота, чем без внесения азотных удобрений. При этом урожай также увеличивался.
Следовательно, при хорошей обеспеченности растений минеральными соединениями азота в начальные периоды развития и создании благоприятных условий для симбиотической азотфиксации во
Табл. 7. Урожай и накопление азота в инокулированных растениях гороха при различной обеспеченности минеральным азотом (вегетационные опыты, 6 кг почвы на сосуд).
| Доза азота (мг на 1 сосуд) | Урожай, г | Общий вынос азота с урожаем, мг | Усвоение азота растениями, мг | Азот фиксированный (% от общего накопления) | ||
| общий (зерно + солома + корни) | зерна | из удобрений | из атмосферы | |||
| ГОРОХ (почвенная культура) | ||||||
| 0 | 42,8 | 12,0 | 670 | - | 544 | 81 |
| 100 | 43,3 | 11,7 | 672 | 80 | 514 | 77 |
| 500 | 64,1 | 15,2 | 1009 | 400 | 531 | 53 |
| 1000 | 69,6 | 16,6 | 1245 | 700 | 497 | 40 |
второй половине вегетации происходит успешное сочетание в использовании растениями азота обоих источников питания. Получается наиболее высокий урожай сухой массы и зерна, увеличивается общий вынос азота. При повышенной норме азота в среде клубеньки образовывались позже. Однако темп их развития затем возрастает и их становится даже больше, чем на бедном азотном фоне. Малые «стартовые» (20-30 кг/га) дозы азотных удобрений не давали эффекта.
Возникает вопрос о применении органических удобрений под горох. Анализ литературных источников свидетельствует, что внесение органики в зоне достаточного увлажнения (Беларусь, Нечерноземье России, Прибалтика) нецелесообразно вследствие сильного израстания, полегания посевов и трудностей при уборке. В этой зоне целесообразно использование последствия навоза и компостов, внесённых за 2-3 года до гороха.
Для нормального развития растений и активизации продукционного процесса гороху требуются микроэлементы, особенно бор и молибден. Бор регулирует синтез азотистых соединений и нуклеиновый обмен, активизирует образование ферментов. При его недостатке корневая система развивается слабо, корешки загнивают, нарушается рост надземных органов, отмирает точка роста. Молибден принимает участие в фиксации атмосферного азота, в азотном обмене, положительно влияет на углеводный обмен, способствует поступлению фосфора, повышает устойчивость к неблагоприятным условиям среды.
Многочисленные данные показывают, что применение молибдена повышает урожай семян гороха на 0,14-0,61 т/га. В опытах кафедры растениеводства Ивановского СХИ на дерново-подзолистых почвах, бедных молибденом, внесение этого микроудобрения значительно повышало урожай и обеспечивало бо’льшую эффективность применяемых фосфорно-калийных туков (табл. 8).
Табл. 8. Эффективность молибдена на посевах гороха
| Вариант | Урожай семян, т/га | Прибавка, т/га | ||
| от молибдена | от фосфора | от молибдена и фосфора | ||
| P0K60 | 0,85 | - | - | - |
| P0K60 + Mo | 1,01 | 0,16 | - | - |
| P60K60 | 1,19 | - | 0,34 | - |
| P60K60 + Mo | 1,44 | 0,25 | - | 0,59 |
| P90K60 | 1,28 | - | 0,43 | - |
| P90K60 + Mo | 1,81 | 0,63 | - | 0,96 |
Лучшим способом внесения молибдена является обработка семян перед посевом раствором молибденовокислого аммония или молибдата аммония-нитрата. На 100 кг семян расходуют 20-30 г первого или 40-45г второго, растворяя их в 0,5 -1,0 л воды. Обработку семян молибденом можно совмещать с их нитрагенизацией.
В метаболизме растений и функционировании гормонально-ферментативных систем гороха важную роль играют и другие микроэлементы: медь, цинк, кобальт, марганец, железо и т.д., при низкой обеспеченности которыми возникает необходимость внесения их в почву. Как следует из табл. 9, большинство пахотных земель НЗ РФ слабо обеспечено микроэлементами. По экспериментальным данным, на таких почвах эффективность внесения микроудобрений под горох высокая. В опытах Белорусской СХА применение Moв среднем за три года повышало урожайность на 0,43 т/га, а на фоне Cu – на 0,28 т/га.
Разные данные Географической сети, обобщающие 237 полевых опытов, проведенных 65 научными учреждениями различных зон страны, показывают, что эффективность минеральных удобрений, зависит от района и климатических условий в нём (табл. 10).
Табл. 9. Содержание микроэлементов в пахотных почвах.
| Группа обеспеченности | Распределение почв по обеспеченности микроэлементами, % | |||
| Cu | B | Fe | Mo | |
| Низкая | 41,8 | 12,2 | 70,0 | 90,0 |
| Средняя | 48,3 | 58,5 | 30,0 | 10,0 |
| Хорошая | 9,9 | 29,3 | 0 | 0 |
Табл. 10. Влияние минеральных удобрений на урожайность гороха
Район, почва | Урожайность на контроле (т/га) | Прибавка урожайности от вида удобрений (т/га) | ||
| P | PK | NPK | ||
| Нечерноземная зона,дерново-подзолистые | 1,41 | 0,19 | 0,24 | 0,22 |
| Лесостепные районы Центрально черноземной зоны и Поволжья, выщелоченные и обыкновенные чернозёмы | 2,08 | 0,2 | 0,26 | 0,23 |
| Лесостепные районы Украины,серые лесные и черноземы | 2,41 | 1,8 | 2,6 | 3,1 |
| Северный Кавказ, степные районы, чернозёмы и каштановые | 2,3 | 0,27 | 0,24 | 0,25 |
| Зауралье и Сибирь, выщелоченные и обыкновенные чернозёмы | 1,94 | 0,18 | 0,17 | 0,32 |
Горох требует слабокислых и нейтральных почв, поэтому своевременное известкование их - одно из важнейших условий формирования высокого урожая. Известковые материалы целесообразнее вносить под предшествующую культуру. Если горох размещается на кислой почве, известкование проводят осенью пылевидной известью с хорошей заделкой ее в почву. Следует иметь в виду, что помимо снижения кислотности известкование улучшает другие физико-химические свойства почвы - снижается содержание подвижных соединений алюминия, железа, марганца, активизируется деятельность клубеньковых бактерий, улучшается фосфорное и молибденовое питание, что активизирует фотохимические процессы. В опытах БелНИИ3К прибавка урожайности зерна гороха от известкования составляла 0,3-0,5 т/га. Известкование почвы под горох проводится в расчете по полной гидролитической кислотности. В качестве известкового материала лучше использовать доломитовую муку, одновременно являющуюся источником магния, в значительном количестве потребляемого растениями гороха.