CC BY
21
УДК 631.445.25
БИОПРЕПАРАТЫ: ЗНАЧЕНИЕ В СОВРЕМЕННОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ И ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
Н.В. Полякова, д.б.н., Ю.Н. Платонычева, к.б.н., Е.Н. Володина, к.б.н. Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, e-mail: [email protected]
Изучено влияние биопрепаратов Азотовит, Бактофосфин, Байкал и микроудобрения Микро-мак в условиях лесостепной зоны на урожайность яровой пшеницы сорта Курская 2038 и свойства темно-серых лесных почв. Исследования показали, что использование биопрепаратов на темно-серой лесной почве повышает урожайность на 7,8-13,2% по сравнению с контролем и улучшает состояние органического вещества за счет увеличения в его составе легкоразлагаемо-го компонента. Экспериментально установлено изменение численности почвенных бактерий, культивируемых на мясо-пептонном (МПА) и крахмало-аммиачном агаре (КАА) при использовании биопрепаратов. Наибольшая численность бактерий-аминогетеротрофов выявлена при сочетании Азотовита, Бактофосфина и Микромака (39,2 млн. в 1 г почвы), аминоавтотрофов -при использовании Микромака, Байкала и N70P50K50 (34,9 млн. в 1 г почвы). Установлена средняя степень взаимосвязи урожайности яровой пшеницы с легкоразлагаемым органическим веществом (r = 0,56) и сильная - с численностью почвенных микроорганизмов (r = 0,68-0,80). Наибольший условный чистый доход получен в опыте 2 при совместном применении препарата Байкал, микроудобрения Микромак и минеральных удобрений в дозе N70P50K50.
Ключевые слова: Азотовит, Бактофосфин, Байкал, Микромак, яровая пшеница, почва, микроорганизмы, эффективность, урожайность.
BIOPREPARATIONS: SIGNIFICANCE IN MODERN AGRICULTURE AND EXPERIENCE IN NIZHNIY NOVGOROD REGION
Dr. Sci. N.V. Polyakova, Ph. D. Yu.N. Platonycheva, Ph. D. E.N. Volodina
Nizhniy Novgorod State Agricultural Academy, e-mail: [email protected]
The effect of biopreparations Azotovit, Baktofosfin, Baikal and micronutrient Mikromak in the forest-steppe zone on the yield of spring wheat variety Kurskaya 2038 and properties of dark gray forest soils were studied. Studies have shown that the use of biopreparations at dark gray forest soil increases yield by 7.8-13.2% in comparison with control and improves the condition of organic matter due to the increase in its composition readily degradable component. Experimentally established changes in the number of soil bacteria cultivated on meat-peptone and starch-ammonium using biologics. The greatest number of bacteria-aminoheterotrophyc found in combination Azotovit, Baktofosfin and Mikromak (39.2 million/1 g soil), bacteria-aminoautotrophyc - using Mikromak, Baikal and N70P50K50 (34.9 million/1 g soil). It means that the degree of relationship yields of spring wheat with readily degradable organic matter (r = 0.56) and strong with number of soil microorganisms (r = 0.68-0.80). The largest contingent net income obtained in the experiment № 2 in the embodiment 7 in a joint application Baikal preparation, microfertilizer Mikromak and fertilizers in N70P50K50 dose.
Keywords: Azotovit, Baktofosfin, Baikal, Mikromak, spring wheat, soil, microorganisms, efficiency, yield.
В последнее время в практику сельского хозяйства широко внедряют ресурсосберегающие технологии, суть которых заключается, в том числе и в применении бактериальных препаратов. В литературе, начиная с конца 1980-х годов, имеется множество данных, подтверждающих положительное влияние предпосевного и некорневого внесения биопрепаратов [1-5]. Как препараты активного воздействия на растения и семена они открывают широкое поле их применения, повышая продуктивность агрофитоценозов и улучшая качественные характеристики растениеводческой продукции при
достаточно низком уровне затрат. В условиях Нижегородской области исследования о влиянии биопрепаратов на урожайность и качество сельскохозяйственных культур и на свойства почв, обусловливающих плодородие, активно проводятся учеными Нижегородской ГСХА [6-9].
Цель исследований - изучение влияния биопрепаратов Байкал, Азотовит, Бактофосфин и микроудобрения Микромак на свойства темно-серой лесной тяжелосуглинистой почвы и продуктивность яровой пшеницы сорта Курская 2038.
Методика. Опыты заложены на территории ПХ «Пушкинское» Большеболдинского района Нижегородской области по схемам, представленным в таблицах 1 и 2 в четырехкратной повторности, площадь учетной делянки 50 м2.
Комплексное удобрение Микромак представлено раствором, содержащим необходимые элементы питания - азот, фосфор, калий и микроэлементы (гп, Мп, Си, Бе, N1, Ы, Со, К, В, Сг, Мо, V, 8е). Бактериальный препарат Байкал состоит из штампов полезных микроорганизмов (азотфиксирую-щие, фотосинтезирующие, молочнокислые бактерии, дрожжи, актиномицеты и ферментирующие грибы). Азотовит и Бактофосфин относятся к группе несимбиотических, свободноживущих отселек-тированных бактерий, начинающих активно развиваться при попадании в почву и интенсивно заселять прикорневую зону. Микроорганизмы, входящие в состав Азотовита фиксируют атмосферный азот, а микрофлора Бактофосфина расщепляет нерастворимую минеральную часть почвы, переводя фосфор и калий в легкоусвояемые формы, улучшая тем самым пищевой режим почв. Все препараты использовали для предпосевной инокуляции в дозах: Микромак - 2 л/т, Байкал - 0,5 л/т, Азотовит и Бактофосфин по 1 л/т семенного материала. Во втором опыте для сравнения с минеральными удобрениями вносили 200 кг/га диаммофоски (9:25:25) под предпосевную культивацию и 150 кг/га аммиачной селитры в подкормку в фазе кущения.
Почва на момент закладки опыта имела следующие агрохимические показатели: рНка 5,2-5,3; сумма обменных оснований 31-33 мг-экв/100 г почвы; емкость катионного обмена 35-37 мг-экв/100 г почвы; степень насыщенности основаниями 85-
87%; содержание подвижного фосфора 182-210 мг/кг, обменного калия 145-162 мг/кг почвы.
Результаты исследований. Все изучаемые препараты оказали положительное влияние на полевую всхожесть и продуктивность яровой пшеницы, хотя и отмечались существенные колебания по годам, связанные с климатическими условиями, особенно в 2010 г. Средние данные за три года (табл.
1) свидетельствуют о меньшей эффективности Бактофосфина по сравнению с другими препаратами за счет достаточно высокой обеспеченности почв фосфором. Отдельное использование препаратов Азотовит и Микромак способствовало достоверному увеличению урожайности яровой пшеницы на 2,4-3,3 ц/га (или 7,8-12,8%), что связано с поступлением в почву небольшого количества азота при обработке семян, необходимого для начального развития корневой системы растений.
Байкал, используемый во втором опыте (табл.
2), также способствовал еще большему повышению продуктивности яровой пшеницы (на 13,2% при отдельном использовании и на 26,8-32,1% при сочетании его с минеральными удобрениями и препаратом Микромак), что подтверждается увеличением полевой всхожести на 8,3-15,6%. Это можно объяснить оптимальным сочетанием удобрений с препаратами. Так, при обработке семян Байкалом почва обогащается азотом за счет бактериального комплекса, входящего в состав препарата, а Мик-ромак обеспечивает растения сбалансированным количеством макро- и микроэлементов, стимулируя ростовые процессы в начальные фазы развития растений, когда закладываются первичные корни.
Расчеты экономической эффективности применения препаратов показали, что наибольший эффект,
2
1. Урожайность (ц/га) и полевая всхожесть (шт/м ) яровой пшеницы по вариантам опыта _с препаратами Микромак, Азотовит и Бактофосфин_
Вариант 2007 г. 2008 г. 2009 г. В среднем за три года
1. Контроль 19,8 236 31,3 457 26.0 243 25,7 312
2. Микромак 22,0 307 34,9 560 30.2 268 29,0 378
3. Азотовит 21,6 281 34,7 552 28.2 282 28,1 372
4. Бактофосфин 20,6 248 34,6 557 27.7 265 27,6 357
5. Микромак + Азотовит 20,0 249 36,9 602 26.6 247 27,8 366
6. Микромак + Бактофосфин 21,3 267 35,0 617 26.7 283 27,7 389
7. Азотовит + Бактофосфин 22,0 297 32,8 557 28.5 289 27,8 381
8. Микромак + Азотовит + Бактофосфин 22,5 288 34,1 585 28.8 290 28,5 388
НСР05 21 32 11 21
42 81 37 47
Примечание: в числителе урожайность яровой пшеницы, в знаменателе - полевая всхожесть.
2
2. Урожайность яровой пшеницы (ц/га) и полевая всхожесть (шт/м ) _по вариантам опыта с препаратами Байкал и Микромак_
Вариант 2009 г. 2010 г. 2011 г. В среднем за три года
1. Контроль 26,0 243 10,2 114 31,9 430 22,7 262
2. N7(^5(^50 33,4 269 12,4 125 41,1 487 29,0 294
3. Микромак 30,2 268 10,8 121 32,7 473 24,6 287
4. К70Р50К50 + Микромак 33,3 275 12,7 120 40,9 462 29,0 286
5. Байкал 29,3 263 11,8 113 36,0 478 25,7 285
6. К70Р50К50 + Байкал 30,8 287 13,8 132 41,8 489 28,8 303
7. К70Р50К50 + Микромак + Байкал 33,8 271 14,6 128 41,6 486 30,0 295
НСР05 0,9 32 05 6 10 17 32 18
Примечание: в числителе - урожайность яровой пшеницы, в знаменателе - полевая всхожесть.
3 4 5 Варианты опыта
1МПА ИКАЛ
а) опыт с Микромак, Азотовит и Бактофосфин НСР05 = 2,6; 2,4
3 4 5
Варианты опыта
б) опыт с Байкалом и Микромак НСР05 = 2,0; 1,1
Численность микроорганизмов в опытах, млн. в 1 г почвы
определяемый по окупаемости вложенных средств, был достигнут в варианте с отдельным использованием Байкала (13,4 руб. условного чистого дохода на каждый вложенный рубль). При этом наивысший условный чистый доход получен при внесении минеральных удобрений в сочетании с предпосевной обработкой семян препаратами Микромак и Байкал, где он составил 7585 руб/га посевной площади [10]. Кроме того, использование данного препарата по той же схеме повысило содержание клейковины с 27,8 до 30,8-32,8% и увеличило массу 1000 зерен с 32,3 до 34,6-35,7 г.
Применение биопрепаратов направлено не только на увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, но и на оптимизацию численности почвенных микроорганизмов. В данной работе рассматривалось влияние препаратов на две группы почвенных микроорганизмов: бактерий аминогете-ротрофов, культивируемых на мясо-пептонном агаре (МПА) и бактерий аминоавтотрофов на крахма-ло-аммиачном агаре (КАА).
Микроорганизмы, внесенные в почву с препаратом Азотовит, способствуют развитию как наземной, так и корневой биомассы. Кроме того они фиксируют атмосферный азот, переводя его в простые для усвоения формы. Отдельное использование Азотовита (рисунок) и сочетание его с другими препаратами увеличило численность микроорганизмов, синтезируемых органические формы азота с 27,1 до 34,0-39,2 млн. в 1 г почвы, достигая максимальных значений при тройном сочетании удобрений и препаратов за счет повышения урожайности яровой пшеницы и, как следствие, поступления в почву большего количества пожнивно-корневых остатков, которые служат питательным субстратом для данной группы бактерий.
Использование Бактофосфина в меньшей степени повлияло на численный состав почвенной микро-биоты, хотя в этих вариантах также установлено повышение количества бактерий на МПА на 16-20%, а бактерий на КАА на 5-16% по сравнению с контролем. Меньшая эффективность Бактофосфина объяс-
3. Оценка взаимосвязи урожайности яровой пшеницы с численностью микроорганизмов _и содержанием органического вещества__
Показатель Уравнение (n = 36) r R2
Гумус, % от массы почвы y = -2,2054x2 + 28,749x - 52,734 0,53 0,33
ЛОВ, % от массы почвы y = -10,56x2 + 31,788x + 17,398 0,56 0,41
Численность бактерий (на МПА), млн. в 1 г сухой почвы y = -0,0127x2 + 1,3664x + 7,4461 0,68 0,47
Численность бактерий (на КАА), млн. в 1 г сухой почвы y = -0,0002x2 + 0,1775x + 3,5413 0,80 0,67
Примечание. х - значение показателя.
няется, скорее всего, достаточно высокой обеспеченностью темно-серой лесной почвы подвижными формами фосфора.
Биопрепарат Байкал также способствовал изменению численности микроорганизмов в сторону увеличения. Так, при отдельном его использовании количество бактерий на МПА возросло на 52%, на КАА - на 48%, а при совместном использовании с препаратом Микромак и минеральными удобрениями соответственно на 68 и 55%. Из этого следует, что биопрепараты стимулируют ряд биологически активных веществ, обеспечивающих рост и развитие почвенной микрофлоры.
Увеличение количества почвенных микроорганизмов при использовании биопрепаратов положительно влияло на динамику легкоразлагаемого органического вещества, содержание которого изменялось от 0,49 до 0,66% в опыте с препаратами Азотовит и Бактофосфин и от 0,65 до 1,32% в опыте с Байкал и Микромак, достигая максимальных значений при их сочетании. Это можно объяснить более интенсивной минерализацией растительных остатков на делянках с препаратами. На это указывает тесная корреляционная зависимость содержания ЛОВ с численностью бактерий аминогетеро-трофов (г = 0,73). При этом содержание гумуса в опытах практически не изменилось, что может свидетельствовать о стабилизации гумусового состоя-
ния не только за счет того, что процессы гумусооб-разования охватывают более длительный период времени, но и за счет снижения процессов деструкции собственно гумусовых веществ.
Для оценки взаимосвязи урожайности яровой пшеницы, содержания органического вещества и численности микроорганизмов был проведен математический анализ с расчетом коэффициентов корреляции и детерминации и построены полиноминальные уравнения по результатам опыта с Байкалом (табл. 3). Полученные уравнения регрессии и коэффициент детерминации показывают, что численность бактерий тесно связана с урожайностью (г = 0,68 и 0,80) и средне с содержанием гумуса и ЛОВ (г = 0,53 и 0,56).
Таким образом, биопрепараты Азотовит и Байкал в условиях лесостепной зоны на темно-серых лесных тяжелосуглинистых почвах положительно воздействовали на урожайность яровой пшеницы (прибавка составила 2,4-3,0 ц/га), численность бактериальной микрофлоры возросла на 34-40% по сравнению с контролем. Наилучший результат получен от применения биопрепарата Байкал отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями и биопрепарата Микромак, также этот вариант экономически был более эффективным.
Литература
1. Whipps J.M. Microbial interactions and biocontrol in the rhizosphere // J. Exp. Bot., 2001, Vol. 52. - P. 487-511.
2. Кадыров С.В. Коновалов Н.Н. Изучение новых препаратов для обработки семян и растений // Агрохимический вестник, 2008, № 5. - С. 36-38.
3. Давлетшин Ф.М., Сафин Х.М., Аюпов Д.С. Использование биопрепарата Фитоспорин при возделывании яровой пшеницы в южной лесостепи Республики Башкортостан // Достижения науки и техники АПК, 2010, № 10. - С. 12-14.
4. Алметов Н.С., Алметов Н.С. Эффективность применения минеральных удобрений и биопрепарата Флавобакте-рин на яровую пшеницу // Плодородие, 2012, № 5. - С. 34-36.
5. Завалин А.А., Алметов Н.С., Чернова Л.С. Эффективность использования минеральных удобрений и биопрепаратов в зернотравяных севооборотах // Агрохимия, 2014, № 9. - С. 35-47.
6. Титова В. И., Дабахова Е.В., Сюбаева А.О. Изучение микробиологических и ростстимулирующих препаратов на кормовых культурах // Агрохимический вестник, 2011, № 2. - С. 31-33.
7. Сюбаева А.О. Титова В.И. Испытание биологического препарата Азофобактерин-АФ на редисе и салате // Агрохимический вестник, 2015, № 1. - С. 31-34.
8. Володина Е.Н. Влияние окультуривания на гумусовое состояние и биологические показатели темно-серых лесных почв: автореф. дисс. к.б.н. - М.: РГАУ-МСХА, 2010. - 23 с.
9. Платонычева Ю.Н. Полякова Н.В., Володина Е.Н. Изменение продуктивности яровой пшеницы и элементов питания темно-серой лесной почвы при использовании различных форм удобрений // Аграрная наука Евро -Северо-Востока, 2015, № 1. - С. 41-46.
10. Полякова Н.В., Платонычева Ю.Н., Володина Е.Н. Экономическая эффективность применения препаратов «Микромак» и «Байкал» при выращивании яровой пшеницы // Экономика сельского хозяйства России, 2015, № 1. - С. 41 -45.
