CC BY
109
ния сахарной свеклы в КФХ «Аметист» Циль-нинского района Ульяновской области /В.И. Костин, Е.Е. Сяпуков, И.В. Сяпуков// Нива Поволжья. - 2002. - №2 (3). - С. 7-9.
5. Костин, В.И. Совершенствование
технологии возделывания сахарной свеклы в условиях Ульяновской области /В.И. Костин, Е.Е. Сяпуков, О.Г. Музурова// Ульяновск.- 2010. - 60с.
УДК 633.16
эффективность предпосевной обработки семян ячменя БИОПРЕПАРАТАМИ И ДИАТОМИТОВЫМ ПОРОШКОМ в условиях ульяновской области
Куликова Алевтина Христофоровна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры «Почвоведение, агрохимия и агроэкология»
Никифорова Светлана Александровна, кандидат сельскохозяйственных наук ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия»
432063, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1. Тел. 8(8422) 55-95-68, етаН:адгоес@уап-
dex.ru
Ключевые слова: биологические препараты, диатомитовый порошок, минеральные удобрения, урожайность, качество продукции, ячмень
Установлено, что препараты на основе высокоэффективных штаммов микроорганизмов способствуют повышению биологической активности почвы и улучшению обеспеченности растений элементами питания. При этом урожайность зерна ячменя в среднем за 3 года повышалась на 0,27 - 0,31 т/га (11 -13 %), на фоне NPK- на 0,7 - 0,85 т/га (29 - 35 %) с улучшением качества продукции.
Введение
Поволжье является крупнейшим зернопроизводящим регионом страны, в том числе фуражного и пивоваренного ячменя. В структуре посевов Ульяновской области ячмень занимает 18 - 21% от площади зерновых культур. При этом средняя урожайность его за последнее десятилетие не превышает 1,6 - 1,8 т/га. Имеются острые проблемы с качеством зерна (особенно пивоваренного), которое, помимо комплекса почвенно-климатических условий, в значительной степени определяется агротехникой возделывания.
Одним из наиболее перспективных экологически безопасных приемов повышения урожайности и качества сельскохозяйственной продукции в настоящее время признается использование бактериальных препаратов и высококремнистых пород как для внесения в почву, так и для пред-
посевной обработки ими семян культурных растений. Однако применение их требует научного обоснования для каждой культуры в конкретных почвенно-климатических условиях.
В связи с вышеизложенным целью исследований являлось изучение эффективности предпосевной обработки семян ячменя микробиологическими препаратами (Байкал ЭМ-1, Ризоагрин) и диатомитовым порошком в условиях Среднего Поволжья при применении как отдельно, так и совместно со средними дозами минеральных удобрений.
Методика исследований
Научно-исследовательская работа выполнена на опытном поле кафедры почвоведения, агрохимии и агроэкологии Ульяновской ГСХА в 2007 - 2009 гг. Схема опыта включала следующие варианты: 1-й вариант
- без удобрений (контроль); 2 - диатомит; 3
- Байкал ЭМ-1; 4 - Байкал ЭМ-1 + диатомит;
5 - Ризоагрин; 6 - Ризоагрин + диатомит; 7
- N40P40K40; 8 - N40P40K40 + диатомит; 9 -N40P40K40 + Байкал ЭМ-1; 10 - N40P40K40 + Байкал ЭМ-1 + диатомит; 11 - N40P40K40 + Ризоагрин; 12 - N40P40K40 + Ризоагрин + диатомит.
Обработка семян проводилась в день посева в следующих дозах: опудривание диатомитовым порошком - 20 - 30 кг/т семян, мелкодисперсное опрыскивание препаратом Байкал ЭМ-1 - 12 л/т семян, препаратом Ризоагрин - 200 г/га (согласно рекомендациям производителей). Для удерживания препаратов на поверхности семян использовались прилипатели - №КМц (для диато-митового порошка) и обрат (для биопрепаратов). В качестве минеральных удобрений применялись аммиачная селитра, двойной суперфосфат и хлористый калий.
Изучаемые препараты содержат в своем составе микроорганизмы, способные усваивать молекулярный азот: Ризоагрин
- бактерии рода Agrobacterium radiobacter, штамм 204; Байкал ЭМ-1 - бактерии рода Azotobacter. Следует отметить, что препарат Байкал ЭМ-1 включает в себя также комплекс других полезных микроорганизмов (актиномицеты, дрожжи, молочнокислые бактерии и др.).
для проведения полевых опытов использовался диатомит, измельченный до порошкообразного состояния. Химический анализ его показал, что в нем содержится 85,2% кремния в переводе на оксидную форму, из них 42% - в аморфном состоянии. Кроме того, в составе диатомита присутствуют 1,06% K2O; 0,21% SO3; 0,05% P2O5 и другие элементы, которые важны с точки зрения питания растений. Однако, прежде всего диатомит представляет интерес как кремниевое удобрение.
во все годы исследований предшественником была викоовсяная смесь. Посевная площадь делянок 48 м2 (4x12), учетная - 20 м2 (2x10). Повторность опыта четырехкратная, размещение делянок рен-домизированное. Учет урожая проводили с площади учетной делянки комбайном
SAMPO 130. Химические средства защиты не применялись. Система обработки почвы основывалась на общепринятой в регионе.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный среднесуглинистый со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса 4,5% (среднее), обеспеченность по Чирикову подвижным фосфором 165 - 170 мг/кг (высокая), калием 95 - 100 мг/кг (средняя), рНкс| 5,6 ед., содержание актуального кремния 35 - 38 мг/ кг (низкий уровень дефицита, по Матыченко-ву В.В., 2007), сумма поглощенных оснований в А 28,8 - 39,0 мг-экв./100 г почвы, степень
пах гг/ г
насыщенности основаниями 94 - 98 %.
Организация полевых опытов, проведение наблюдений и лабораторных анализов осуществлялись по общепринятым методикам и соответствующим ГОСТам.
Результаты и их обсуждение
В настоящее время нет сомнений в том, что почвенные микроорганизмы играют ведущую роль в биохимических превращениях веществ и биологическом круговороте химических элементов в наземных экосистемах (в том числе и агроэкосистемах). Деятельность человека способствует усилению их биогеохимической функции, и появляется возможность регулировать активность микроорганизмов в нужном направлении, прежде всего для повышения доступности элементов питания растениям. Не случайно, по мнению ряда ученых [1,2], микробиологическая деятельность определяет биохимический потенциал почвы и является критерием оценки почвенного плодородия.
В этом отношении внесение в почву тех или иных функциональных групп микроорганизмов в виде бактериальных препаратов должно привести к изменениям в обеспеченности элементами питания растений в почве.
Об изменении биологической активности чернозема выщелоченного в зависимости от изучаемых факторов мы судили по ферментативной, целлюлозоразлагающей активности и дыханию почвы.
Наблюдения за распадом льняной ткани под посевами ячменя показали не-
о 40 с
СЙ
3 30
» 2.
Я
0
* 10 -\
I
о
□ 1 Е2 Е33 Н4 И 5
Контроль
6 □ 7
8 И 9 а 10
11 В 12
Рис. 1. Влияние биопрепаратов и диатомита на степень разложения льняного полотна под посевами ячменя, % (2007 - 2008 гг.)
однозначное влияние биопрепаратов и диатомита на данный показатель (рисунок). Низкая биологическая активность отмечалась на контрольном варианте (28%). достаточно высокая степень разложения льнополотна наблюдалась при совместном применении биопрепарата Байкал ЭМ-1 с диатомитом -36% и минеральными удобрениями - 41%. Препарат Ризоагрин в чистом виде значительно уступал по этому показателю: разложение полотна составляло 30%, в сочетании с диатомитом на фоне NPK - 38%. Преимущество бактериального препарата Байкал ЭМ-1 перед Ризоагрином состоит в его многоком-понентности, что способствовало значитель-
ному изменению микробиологических показателей почвы.
Наблюдения за выделением диоксида углерода из почвы под посевами ячменя показывают, что данный процесс очень динамичен. Количество выделившегося СО2 было наименьшим на контроле, значительно более высоким на вариантах с использованием биопрепаратов. В фазу колошения ячменя показатели составили: на контроле
- 0,41 кг-ч./га, при применении Байкал ЭМ-1
- 0,52, Ризоагрин - 0,46 кг-ч./га. Таким образом, в среднем биопрепараты повышали дыхание почвы на 12 - 27%. По-видимому, в этом случае проявляется высокая актив-
0
Таблица 1
Влияние биопрепаратов и диатомита, на общую биологическую активность чернозема выщелоченного, % (2007 - 2008 гг.)
Вариант Дыхание почвы Активность Разложение клетчатки Общая биологическая активность почвы
каталазы протеазы фосфатазы
I %
1 84 94 80 96 69 423 100
2 87 94 81 97 73 432 102
3 97 97 87 99 84 464 110
4 100 97 88 100 88 473 112
5 95 94 84 97 74 444 105
6 92 97 86 98 75 448 106
7 90 88 93 96 80 447 106
8 92 91 94 97 82 456 108
9 97 94 97 99 97 484 114
10 100 97 100 100 100 497 117
11 92 100 98 98 83 471 111
12 92 100 100 97 93 482 114
ность микроорганизмов, вносимых вместе с семенами в почву. Минеральные удобрения оказали в начале вегетации ячменя на дыхание почвы отрицательное влияние: происходило снижение выделения СО2 на 16%.
Для оценки общей биологической активности чернозема выщелоченного, понимаемой как суммарный результат сопряженно протекающих биохимических процессов, использовали метод относительных величин, предложенный Ацци [3]. В целом наши исследования показали достаточно высокую микробиологическую активность чернозема выщелоченного при выращивании ячменя (таблица 1).
Наибольшая суммарная биологическая активность почвы наблюдалась при совместном применении биопрепаратов и диатомита на фоне минеральных удобрений - соответственно 114 - 117%. Заметно повышало биологическую активность почвы использование биопрепаратов в чистом виде (на 5 - 10%), минеральные удобрения усиливали ее на 6%.
При использовании биопрепаратов и диатомита наблюдалось улучшение всех агрохимических показателей почвы. При этом, несмотря на активное потребление элементов растениями на формирование
урожайности, в среднем за вегетацию в пахотном слое поддерживался более высокий уровень подвижного фосфора (на 1 - 11 мг/ кг), обменного калия (на 2 - 17 мг/кг), минерального азота (на 0,7 - 6,3 мг/кг). Преимущество вариантов с применением биопрепаратов в сочетании с диатомитом на фоне минеральных удобрений сохранялось до конца вегетации ячменя.
Оказывая положительное влияние на основные агрохимические и биологические показатели чернозема выщелоченного, препараты на основе корневых диазотрофов Байкал ЭМ-1 и Ризоагрин способствовали повышению продуктивности ячменя, в технологии возделывания которого они применялись (таблица 2).
Анализируя урожайные данные в среднем за годы исследований, следует отметить, что при применении биопрепаратов продуктивность ячменя возросла в среднем на 0,21 - 0,25 т/га, или на 9 - 10%. Однако сочетание биопрепаратов с диатомитом позволило увеличить урожайность культуры на 0,27 - 0,31 т/га (11 - 13%). Большей эффективности данных препаратов при возделывании ячменя можно добиться на фоне применения минеральных удобрений. В этом случае при опудривании семян ячме-
Таблица 2
Влияние биопрепаратов и диатомита на урожайность ячменя, т/га, 2007 - 2009 гг.
Вариант Годы исследований Средняя за 2007 -
2007 200S 2009 2009 гг.
Без удобрений (контроль) 1,61 3,23 2,3S 2,41
Диатомит 1,67 3,37 2,49 2,51
Байкал ЭМ-1 1,71 3,62 2,65 2,66
Байкал ЭМ-1+ диатомит 1,74 3,69 2,74 2,72
Ризоагрин 1,77 3,53 2,56 2,62
Ризоагрин + диатомит 1,79 3,62 2,63 2,6S
NРK 2,03 3,S4 2,9S 2,95
NРK + диатомит 2,06 4,0S 3,1S 3,11
NРK + Байкал ЭМ-1 2,11 4,14 3,26 3,17
NРK + Байкал ЭМ-1 + диатомит 2,16 4,30 3,31 3,26
NРK + Ризоагрин 2,16 4,11 3,26 3,1S
NРK + Ризоагрин + диатомит 2,19 4,24 3,33 3,25
Фактор А НСРпс 05 Фактор B 0,07 0,07 0,0S -
0,12 0,12 0,13 -
Таблица 3
Влияние предпосевной обработки семян диатомитовым порошком и биопрепаратами на пивоваренные показатели зерна ячменя (2007 - 2008 гг.)
Показатель
Вариант белок, экстрактив- крахмал, круп- масса 1000
% ность, % % ность, % зерен, г
Без удобрений 10,3 S0,5 65,7 76,1 45,9
Диатомит 10,6 S0,2 65,1 76,0 46,3
Байкал ЭМ-1 10,9 7S,S 62,6 77,2 47,1
Байкал ЭМ-1+ Диатомит 10,9 76,5 5S,6 77,5 4S,2
Ризоагрин 10,5 S1,3 67,0 77,6 46,9
Ризоагрин + Диатомит 10,6 S0,S 66,1 77,7 47,0
NРK 11,0 77,3 60,0 76,9 47,6
NРK + Диатомит 10,9 79,1 63,1 77,S 4S,7
NРK + Байкал ЭМ-1 11,5 76,4 5S,3 77,0 49,3
NРK + Байкал ЭМ-1 + Диатомит 11,3 76,0 57,7 7S,3 49,7
NРK + Ризоагрин 10,S S0,0 64,7 79,2 4S,S
NРK + Ризоагрин + Диатомит 10,7 79,7 64,2 7S,6 49,S
Фактор А НСР05 Фактор В 2007 г. 0,21 0,S7 1,54 0,64 0,64
200S г. 0,2S 0,96 1,93 1,34 0,57
2007 г. 200S г. 0,36 0,49 1,51 1,66 2,66 3,34 1,11 2,32 1,11 0,9S
ня диатомитом, Байкал ЭМ-1, Ризоагрином и внесении N40P40K40 прибавка урожайности зерна достигает 0,7 - 0,85 т/га (29 - 35%). Следует отметить, что эффективность минеральных удобрений и биопрепаратов и, в меньшей степени, диатомита определяется погодными условиями вегетационного периода.
Отмечено [4], что при бактеризации семян диазотрофами происходит стимуляция поступления в растения необходимых макро- и микроэлементов при одновременном снижении поступления в продукцию тяжелых металлов. В наших исследованиях внесение в почву вместе с семенами микроорганизмов в виде бактериальных препаратов привело к изменениям в накоплении белка и макроэлементов. Совместное применение биопрепаратов на фоне минеральных удобрений в большей степени повлияло на накопление белка, что может негативно отразиться на пивоваренных качествах ячменя (допустимое содержание белка для пивоваренного ячменя - не боль-
ше 12%). Отличительной особенностью действия биопрепаратов является поступление дополнительного азота преимущественно в репродуктивные органы растений и пропорциональное увеличение их массы, в результате чего возрастает урожайность зерна. Выявленная закономерность является, по-видимому, следствием более равномерного поступления в почву биологического азота в течение вегетационного периода в сравнении с азотом минеральных удобрений [5].
обработка семян биопрепаратами и диатомитом оказала неоднозначное влияние на пивоваренные показатели зерна ячменя (таблица 3).
Так, содержание белка по вариантам повышалось на 0,3 - 0,6%, на фоне минеральных удобрений - на 0,4 - 1,2%. Однако при этом наблюдалось снижение экстрактивности и крахмала, как главного экстрактивного вещества, в большей степени на вариантах с инокуляцией семян Байкал ЭМ-1 совместно с диатомитом в чистом виде и на фоне NPK. При применении Ризоагрина зна-
чительного снижения данных показателей не наблюдалось. Под действием изучаемых факторов отмечено повышение крупности зерна ячменя на 1,1 - 3,1%. Наибольшее увеличение данного показателя наблюдалось при обработке семян Ризоагрином на фоне минеральных удобрений и составило 79,2%.
Полученные результаты дают основание считать, что по комплексу качественных показателей, отвечающих требованиям ГОСТа 5060-S6 [6], ячмень сорта Одесский 100 соответствует II классу и может быть использован в пивоваренной промышленности.
Результаты химического анализа показали, что содержание тяжелых металлов и радионуклидов в зерне ячменя ни по одному элементу не превышают ПДК их в продукции. Под действием инокулянтов наблюдалось снижение накопления в зерне цинка на 3 - 4%, меди - на 4 - 5%, свинца - на 14
- 24%, кадмия - на 10 - 12%. При совместном применении минеральных удобрений с биопрепаратами указанная закономерность проявлялась в большей степени, и накопление их в зерне было на 21 - 29% меньше.
Расчеты показали, что использование биологических препаратов и диатомита является более рентабельным по сравнению с фоном минеральных удобрений. Уровень рентабельности превысил контроль на 3
- 11,9% (контроль - 39,1%). Так, отдельное применение диатомита повышало рентабельность на 3%, тогда как использование Байкала ЭМ-1 и Ризоагрина - на 11,1 и S%, совместно с диатомитом - на 11,9 и 9% соответственно. Наибольший экономический эффект был получен при совместном использовании препарата Байкал ЭМ-1 и диатомита: уровень рентабельности составил 51%.
Определение биоэнергетической эффективности технологии возделывания ячменя показало, что затраты техногенной энергии по вариантам опыта составили от 15,59 тыс. ГДж/га на контроле до 15,62 -15,72 тыс. ГДж/га на опытных вариантах, на фоне минеральных удобрений от 22,SS ГДж/ га до 23,24 ГДж/га. Все варианты, в которых применялись биопрепараты, отличались
большей энергетической эффективностью по сравнению с контролем. Коэффициент энергетической эффективности зерна при инокуляции биопрепаратами повышался на S - 12%, однако при их сочетании с минеральными удобрениями значение показателя находилось на уровне контрольного варианта (2,5). Наиболее энергетически эффективным является вариант с использованием биопрепаратов Байкал ЭМ-1 и Ризо-агрин как в чистом виде, так и совместно с диатомитом (энергетический коэффициент
- 2,7 - 2,S).
Выводы
1. Разложение льняного полотна под посевами ячменя составляло 30 - 36%, на фоне минеральных удобрений - 34 - 41% (на контроле 2S%). Отмечено повышение дыхания почвы на 12 - 27%. Наибольшая суммарная биологическая активность почвы наблюдалась при совместном применении биопрепаратов, диатомита и минеральных удобрений и составляла 114 - 117%. Отдельное применение бактериальных препаратов повышало биологическую активность на 5 - 10%. Минеральные удобрения усиливали ее на 6%.
2. При использовании биологических препаратов и диатомита наблюдалось улучшение всех агрохимических показателей почвы. При этом, несмотря на активное потребление элементов растениями на формирование урожайности, в среднем за вегетацию в пахотном слое поддерживался более высокий уровень подвижного фосфора (на 1 -11 мг/кг), калия (на 2 - 17), азота (на 0,7 - 6,3 мг/кг). Преимущество вариантов с применением биопрепаратов в сочетании с диатомитом на фоне минеральных удобрений сохранялось до конца вегетации ячменя.
3. Использование биопрепаратов и диатомита повышало урожайность в среднем за 3 года исследований на 0,27 - 0,31 т/га (11
- 13%), на фоне минеральных удобрений -0,7 - 0,S5 т/га (29 - 35%). Наиболее высокая урожайность ячменя наблюдалась в вариантах с применением Байкал ЭМ-1 + диатомит и Ризоагрин + диатомит на фоне минеральных удобрений и составила 3,26 и 3,25 т/га соответственно (на контроле 2,41 т/га).
4. Обработка семян биопрепаратами и диатомитом оказала неоднозначное влияние на пивоваренные показатели зерна ячменя: содержание белка повышалось на
0,3 - 0,6%, на фоне минеральных удобрений
- на 0,4 - 1,2%; экстрактивность снижалась под действием препарата Байкал ЭМ-1 совместно с диатомитом на 4%, под действием препарата Ризоагрин снижения ее не наблюдалось, происходило повышение крупности и массы 1000 зерен.
5. Применение биологических препаратов в сочетании с диатомитом способствовало получению более экологически безопасной продукции. Под действием иноку-лянтов наблюдалось снижение накопления в зерне цинка на 3 - 4%, меди - на 4 - 5%, свинца - на 14 - 24%, кадмия - на 10 - 12%. При совместном применении минеральных удобрений с биопрепаратами указанная закономерность проявлялась в большей степени, и накопление их в зерне было на 21
- 29% меньше.
6. Использование биопрепаратов совместно с диатомитом экономически эффективно. Уровень рентабельности возделывания ячменя при этом повышался на 11,9 и 9% соответственно (на контроле
- 39,1%), коэффициент энергетической эф-
фективности составил 2,8. Совместное их применение с минеральными удобрениями снижает экономическую эффективность возделывания ячменя.
Библиографический список
1. Аристовская, Т.В. Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза / Т.В. Аристовская М.: 1984. С. 25-40.
2. Звягинцев, Д.Г. Почва и микроорганизмы / Д.Г. Звягинцев. // М.: Изд-во МГУ, 1987. 256с.
3. Карягина, Л.А. Влияние известкования на биологическую активность и баланс гумуса в дерново-подзолистой суглинистой почве / Л.А. Карягина, Л.И. Котюкевич // Почвоведение. 1991, № 5, С.84-91.
4. Степанок, В.В. Влияние бактеризации семян ассоциативными диазотрофами на поступление свинца и кадмия в растения ячменя / В.В. Степанок, Л.Ю. Юдкин, Р.М. Рабинович // Агрохимия, 2003, № 5, с. 69 - 80.
5. Шотт, П.Р. Биологическая фиксация азота в однолетних агроценозах лесостепной зоны Западной Сибири / П.Р. Шотт. Ав-тореф. дисс. ... д-ра биол. наук. - Барнаул. 2007. 38 с.
6. Ячмень пивоваренный. Технические условия. - ГОСТ 5060-86, 1988.
УДК 631.51:631.461
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА МИКРОБИОТУ ПОЧВЫ НА ПОСЕВАХ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ЗАВОЛЖЬЯ
Марковская Галина Кусаиновна, кандидат биологических наук, профессор, заведующая кафедрой «Садоводства, ботаники и физиологии растений»
Степанова Юлия Владимировна, аспирант
ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия».
446442, Самарская обл., пгт. Усть-Кинельский, ул. Учебная, д.1 Тел.:8 (84663) 46-5-67
е-mail:[email protected]
Ключевые слова: вспашка, минимальная обработка, прямой посев, микромицеты, актиномицеты, бактерии, споры, Среднее Поволжье.
Проведён сравнительный анализ численности основных групп почвенных микроорганизмов (бактерий, грибов и актиномицетов) при различных технологиях основной обработки почвы.
