CC BY
47
УДК631.87:631.815(470.63)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОЛОМОРАЗЛАГАЮЩИХ БИОПРЕПАРАТОВ В ЗОНЕ НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ
Е.В. БОГАТЫРЕВА, старший научный сотрудник Ставропольский НИИ сельского хозяйства Рос-сельхозакадемии, Россия, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49 E-mail: sniish @mail.ru
Резюме. В 2011-2013 гг. в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края были проведены исследования по разработке технологических приемов применения новыхсоломоразлагающих биопрепаратов, способствующих повышению плодородия почвы, улучшению фитосанитарного состояния посевов и увеличению продуктивности озимой пшеницы в условиях региона. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный с содержанием в пахотном слое 4,45% гумуса, 0,25% общего азота, 0,12% валового фосфора, рН - 7,3. Схема опыта предусматривала следующие варианты: контроль (солома без обработки биопрепаратами); N50 - фон; N50 + стернифаг, 80 г/га; N50 + стернифаг, 160 г/га; N50+триходермин, 40г/га; N0+триходермин, 80 г/га. Совместное применение стернифага в дозе 160 г/га и триходермина - 80 г/га с азотными удобрениями способствовало увеличению накопления органического вещества в пахотном слое почвы, по сравнению с азотным фоном, на 0,06 и 0,07% соответственно. Внесение стернифага в дозе 80 г/га обеспечивало повышение содержания подвижных
по сравнению с внесением только N^1 на 6,0 мг/кгпочвы, или 23% Использование изучаемых биопрепаратов привело к снижению распространения корневой инфекции на озимой пшенице: биологическая эффективность против фузариоз-ной корневой гнили составила в целом по опыту от 30 до 60%, против гельминтоспориозной - от45 до 65%. Более высокий эффект изучаемых препаратов отмечен в благоприятные по увлажнению и тепловому режиму годы. При этом применение стернифага в дозе 80 г/га под повторный посев озимой пшеницы позволило получить прибавку урожая от 0,42 до 0,44 т/га. Внесение триходермина в дозах 40 или 80 г/га дало возможность дополнительно увеличить продуктивность культуры в среднем на 0,77 т/га. Ключевые слова: биопрепарат, растительные остатки, корневые гнили, гумус, озимая пшеница, стернифаг, разложение соломы, триходермин.
В биомассе озимой пшеницы, площадь посевов которой в Ставропольском крае превышает 1,5 млн га, на одну часть зерна приходится 1,3.. .2,7 частей соломы, проблема утилизации которой крайне актуальна.
Известно, что солома озимой пшеницы, оставленная в поле и запаханная в почву, имеет длительный период разложения из-за высокого содержания клетчатки и кремнийорганических соединений. В пахотном горизонте ее остатки сохраняются на протяжении 3...5 лет, они повышают иссушение почвы и непродуктивное расходование запасов азота. Ускорить процесс разложения соломы можно с помощью микроорганизмов, входящих в состав биопрепратов [1].
В случае заделки в почву солома служит важным источником органического вещества. При этом процесс разложения растительных остатков наиболее интенсивно протекает, если почвенные микроорганизмы обе-
спечены не только значительным количеством доступного углерода, но и основными элементами питания [2.4].
Состав и активность микрофлоры определяют интенсивность многих процессов, протекающих в почве, среди которых можно назвать усвоение азота, минерализацию органических остатков и образование гумуса [5].
К числу почвенных микроорганизмов, активно разлагающих клетчатку, относятся микромицеты рода Trichoderma, которые составляют основу биопрепаратов триходермин и стернифаг [6].
Цель наших исследований - разработать современные технологические приемы использования соломоразлагаю-щих биопрепаратов, которые способствуют повышению плодородия почвы, улучшению фитосанитарного состояния посевов и увеличению продуктивности озимой пшеницы в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2010-2013 гг. на опытном поле Ставропольского НИИ сельского хозяйства. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный мощный малогумусный тяжелосуглинистый на карбонатных лессовидных суглинках с содержанием в пахотном слое гумуса (по Тюрину) - 4,45%, общего азота -0,25%, валового фосфора - 0,12%, рН - 7,3. Количество подвижных форм фосфора и обменного калия (по Мачи-гину) соответствовало среднему и низкому уровню обеспеченности - 20 и 169 мг/кг почвы соответственно. Исходное плодородие почвы участка было выровненным.
Схема опыта включала следующие варианты: контроль (солома без обработки биопрепаратами);
- фон; + стернифаг, 80 г/га; + стернифаг, 160 г/га; + триходермин, 40 г/га; + триходермин, 80 г/га. Общая площадь опытной делянки - 432 м2, уборочная - 72 м2, повторность в пространстве - трехкратная, размещение делянок - рендомизированное.
Предшественник (озимую пшеницу) убирали комбайном «Нива», оборудованным измельчителем соломы для равномерного распределения ее по поверхности поля. Обработку делянок баковой смесью биопрепарата и КАС (карбомидно-аммиачная смесь) выполняли согласно схеме опыта с помощью опрыскивателя 0Н-350 (расход рабочей жидкости - 120 л/га). Дозу вносимого азота
Таблица 1. Метеорологические условия за время проведения исследований (2010-2013 гг.)
Среднесуточная температура воздуха, оС Количество осадков, мм
Период 20102011 20112012 20122013 средне-много- 20102011 20112012 20122013 средне-много-
гг. гг. гг. летняя гг. гг. гг. летнее
Подготовка по-
чвы к посеву (август, сентябрь, октябрь) Осеннее развитие (ноябрь) Зимне-весеннее 17,8 10,2 15,5 -1,8 18,3 5,7 16,1 3,4 155 19 115 34 94 34 139 45
накопление влаги (декабрь, январь, февраль, март) Весенне-летнее -0,3 -3,1 1,3 -0,7 106 105 98 124
развитие (апрель, май, июнь, июль) 16,4 19,3 18,0 16,5 300 230 343 217
Таблица 2. Влияние биопрепаратов на агрохимические показатели почвы в начале весенней вегетации (в среднем за 2011-2013 гг.)
Вариант Содержание в слое 0...20 см Легкоусвояемый азот (N-NO3) в слое 0.100 см, кг/га Степень микроагре-гатности в слое 0.20 см, %
подвижный фосфор (Р2О), мг/ кг почвы обменный калий (К20), мг/ кг почвы гумус, %
Контроль 24,0 177 3,27 43,6 41,97
N50 (фон) 26,0 190 3,41 49,1 42,81
Фон + стернифаг, 80 г/га 32,0 190 3,38 65,1 53,92
Фон + стернифаг, 160 г/га 25,0 215 3,47 49,0 48,27
Фон + триходермин, 40 г/га 26,0 178 3,47 66,2 60,48
Фон + триходермин, 80 г/га 24,0 195 3,48 60,5 59,63
НСР05 1,5...2,1 16,0...20,0 0,13...0,18 9,0...11,0 -
устанавливали по количеству ежегодно запахиваемом соломы в расчете 10 кг/т соломы. Сразу после опрыскивания почву дисковали бороной БДТ-3 на глубину 8... 10 см. Перед посевом проводили культивацию на 6. 8 см агрегатом в составе КПС-4+4 БЗСС-1,1. Озимую пшеницу Одесская 200 высевали сеялкой СЗП-3,6, уборку урожая осуществляли комбайном «Сампо».
Все агроприемы по уходу за посевами выполняли в оптимальные сроки при строгом соблюдении рекомендации, разработанных для зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края.
Отбор почвенных и растительных проб проводили в соответствии с общепринятыми методиками, а лабораторные анализы - согласно существующим ГОСТам. Экспериментальные данные обрабатывали с использованием метода дисперсионного анализа [7].
Метеорологические условия по годам исследований характеризовались повышенной контрастностью.
Так, вегетационные периоды 2010-2011 гг. и 20122013 гг. отличались благоприятным температурным режимом и достаточным увлажнением. Повышенная температура и недобор осадков, отмеченные в ноябре 2010 г., не оказали отрицательного влияния на осеннее развитие растений озимой пшеницы, поскольку повышенная влагообеспеченность (112% от нормы) предпосевного периода способствовала накоплению влаги в почве и формированию дружных всходов (табл. 1).
В течение вегетации 2012-2013 гг. решающее влияние на размеры урожая оказали осадки весеннее-летнего периода, особенно апреля и мая.
По сравнению с ранее упомянутыми годами, метеоусловия 2011-2012 гг. оказались крайне неблагоприятными для возделывания озимой пшеницы. Обильные осадки в октябре (149% от нормы) не позволили провести сев в оптимальные сроки (первая декада месяца), отодвинув его на три недели позже - 28 октября. Резкое похолодание в ноябре, сопровождавшееся выпадением снега, препятствовало формированию дружных всходов. Температурный режим зимнего периода и начала весны также был ниже среднемноголетнего уровня. При этом в начале апреля произошло быстрое повышение среднесуточной температуры на фоне заметного дефицита осадков (45% от среднемноголетнего количества), что привело к значительному недобору урожая.
Результаты и обсуждение. Анализ запасов легкоусвояемого азота в метровом профиле почвы в ранневесен-ний период выявил значительное увеличение содержания этого элемента при внесении
80 г/га стернифага и 40 г/га триходермина, относительно фона, на16,0 и 17,1 кг/га (32,6 и 34,8%) соответственно. Обработка соломистых остатков стернифагом (80 г/га) оказала положительное влияние и на концентрацию подвижных фосфатов в слое почвы 0.20 см, которая возросла, по сравнению с контролем, на 8,0 мг/кг почвы (33,3%). В вариантах с применением стернифага и триходермина в повышенных дозах обеспеченность почвы обменным калием оказалась выше, чем в контроле, соответственно на 38 и 18 мг/кг почвы (21 и 10%).
Использование изучаемых биопрепаратов улучшало микробиологическую активность почвы, по сравнению с контролем, при внесении стернифага (80 г/га) в 1,7 раза, триходермина (40 г/га) - в 2,2 раза. Микроорганизмы способствовали превращению трудноусвояемых растениями соединений в мобильные, лучше пригодные для поглощения и метаболизма (табл. 2).
От содержания в почве гумуса зависит ее структурность, биологическая активность и устойчивость к анторопогенному воздействию. Особенно ярко стабилизирующая роль органического вещества проявляется в условиях засухи благодаря его высокой водоудерживающей способности.
Внесение целлюлозоразрушающих препаратов обусловило более интенсивное накопление органического вещества в почве. Так, в среднем за 3 года исследований в начале весенней вегетации озимой пшеницы разница в количестве гумуса между контролем и вариантами с использованием биопрепаратов составила 0,11.0,21%. При этом на более легких дерново-подзолистых почвах процессы гумусообра-зования протекают менее интенсивно [8].
Внесение стернифага и триходермина значительно увеличило водопрочность микроструктуры почвы (по Качинскому). Из-за более активной гумификации растительных остатков степень агрегатности возросла с 41,97 в контроле до 48,27.60,48% (меньшая величина отмечена при использовании 160 г/га стернифага, большая - 40 г/га триходермина).
В последние годы во всех районах Ставропольского края значительные потери урожая вызывают корневые и прикорневые гнили, возбудителями которых служат несколько видов фитопатогенных грибов, обитающих в почве и сохраняющихся в ней растительных остатках. Развитие этого заболевания усиливают нарушения в агротехнике, несоблюдение севооборотов и высокая степень насыщенности их зерновыми культурами. В опыте наиболее высокое распространение корневых гнилей в фазе восковой спелости отмечено в контрольном варианте - 62% (табл. 3). Таблица 3. Влияние биопрепаратов на поражение посевов озимой пшеницы корневыми гнилями в фазе восковой спелости (в среднем за 2011-2013 гг.)
Вариант Фузари-озная корневая гниль, % Биологическая эффективность Гельминто-спориозная корневая гниль, % Биологическая эффективность
к контролю к фону к контролю к фону
Контроль 42 - - 20 - -
N50 (фон) 26 38 - 10 50 -
Фон + стернифаг, 80 г/га 17 60 35 9 65 10
Фон + стернифаг, 160 г/га 22 48 15 11 45 -
Фон + триходермин, 40 г/га 18 57 31 10 50 -
Фон + триходермин, 80 г/га 20 52 23 8 60 20
Таблица 4. Влияние биопрепаратов на урожайность озимой пшеницы, т/га (2011-2013 гг.)
Вариант 2011 г. 2012 г. 2013 г.
урожайность прибавка урожайность прибавка урожайность прибавка
к контролю к фону к кон-тро-лю к фону к кон-тро-лю к фону
Контроль 3,19 - - 1,10 - - 2,35 - -
N50 (фон) 3,16 -0,03 - 1,30 0,20 - 2,69 0,34 -
Фон + стернифаг,
80 г/га 3,61 0,42 0,45 1,31 0,21 0,01 2,79 0,44 0,10
Фон + стернифаг,
160 г/га 3,53 0,34 0,37 1,33 0,22 0,03 2,59 0,24 -0,10
Фон + триходер-
мин, 40 г/га 3,87 0,68 0,71 1,34 0,23 0,04 3,21 0,86 0,52
Фон + триходер-
мин, 80 г/га 4,08 0,89 0,92 1,34 0,23 0,04 2,99 0,64 0,30
НСР0,5 0,40 0,32 0,39
В целом по опыту степень поражения фузариозной корневой гнилью в повторных посевах озимой пшеницы оказалась в 2 раза выше, чем гельминтоспориозной. Биологическая эффективность изучаемых биопрепаратов против фузариозной корневой гнили составила 38.60%, гельминтоспориозной - 45.65%. Уровень развития корневых гнилей снизился, по сравнению с контролем, при внесении стернифага (80 г/га) на 36%, триходермина (40 и 80 г/га) - на 34%. Следовательно, изучаемые биопрепараты способны сдерживать развитие корневой инфекции на озимой пшенице.
Благоприятные погодные условия вегетационных периодов 2010-2011 и 2012-2013 гг. позволили вырастить достаточно высокий урожай озимой пшеницы. В вариантах с применением стернифага (80 г/га) и триходермина (обе дозы) в эти годы была получена достоверная прибавка к контролю, которая в среднем за два года составила 0,43 и 0,77 т/га (16 и 28%) соответственно (табл. 4).
В течение вегетации 2011-2012 гг. метеорологические условия оказали негативное влияние на продуктивность озимой пшеницы и эффективность
изучаемых биопрепаратов. Применениебиопрепаратов и азотный фон не оказали существенного влияния на урожайность культуры, по сравнению с контролем.
Выводы. Использование соломоразлагающих биопрепаратов способствовало значительному снижению степени пораженности посевов озимой пшеницы корневыми гнилями, по сравнению с контролем: при внесении стернифага (80 г/ га) - на 36%, триходермина (40 и 80 г/га) - на 34%. Одновременно отмечено улучшение микробиологической активности почвы.
Обработка биопрепаратами оказала положительное влияние на содержание органического вещества и основных элементов питания в пахотном слое почвы. Так, использование стернифага (80 г/га) привело к увеличению количества подвижных фосфатов на 8 мг/кг почвы (33,3%). Применение стернифага и триходермина в повышенных дозах (160 и 80 г/га) способствовало увеличению обеспеченности обменным калием, по сравнению с контролем, соответственно на 38 и 18 мг/кг почвы (21 и 10%). Разница в содержании гумуса между контролем и вариантами с использованием биопрепаратов составила 0,11.0,21%.
Наилучший эффект от обоих препаратов отмечен в благоприятные по увлажнению и тепловому режиму годы, когда применение стернифага в дозе 80 г/га под повторный посев озимой пшеницы позволило получить прибавку урожая на уровне 0,42.0,44 т/га. Внесение триходермина в дозах 40 и 80 г/га повышало продуктивность культуры в среднем на 0,77 т/га.
Литература.
1. Сергеев Г.Я., Каверович В.В., Костенко Т.А., Влияние биопрепарата Байкал ЭМ 1 на скорость разложения соломы// Земледелие. 2006. №4. С.14- 15.
2. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во МГУ, 1974. 333с.
3. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М.: Изд-во МСХА, 2000. 473с.
4. Богатырева Е.В., Шаповалова Н.Н. Роль различных органических и минеральных удобрений в сохранении и повышении плодородия черноземов Центрального Предкавказья// Ресурсосберегающие технологии использования органических удобрений в земледелии: сб. науч. статей. М.: Россельхозакадемия. ВНИПТИ органических удобрений, 2009. С.23-27.
5. Морозов Д.О., Юваров В.Н. Новый высокоэффективный препарат для разложения стерни и соломы // Земля и Жизнь. 2011. № 3. С. 8
6. Богатырева Е.В. Использование соломоразлагающих биопрепаратов в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края // Земледелие. 2013. №8. С.14-16.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
8. Русакова И.В., Воробьев Н.И. Влияние биопрепарата Баркон на процесс гумификации соломы //Агрохимия. 2011. №1. С.48-55.
EFFICIENCY OF STRAW DECOMPOSING BIOLOGICAL PREPARATIONS UNDER UNSTEADY WETTING CONDITIONS IN STAVROPOL TERRITORY
E.V. Bogatyreva
Stavropol Research Institute on Agriculture of Russian Academy of Agrarian Sciences
Summary. Researches were carried out in 2011-2013 under unsteady wetting conditions in Stavropol Territory in order to develop the tech-nological methods for usage of new straw decomposing biological preparations that enhance soil fertility, improve the phytosanitary conditions of crops and increase the productivity of winter wheat under conditions of the region. The soil of the experimental plot is typical black soil, in an arable layer the content of humus is 4.45 %, total nitrogen - 0.25 %, total phosphorus - 0.12 %, рН was 7.3. The scheme of the experiment included the following variants: the control (straw without processing by biological products); N50, background; N50 + sternifag, 80 g/ha; N50 + sternifag, 160 g/ha; N50 + trikhodermin, 40 g/ha; N50 + trikhodermin, 80 g/ha. Combined application of sternifag in a dose of 160 g/ha and trikhodermin in a dose of 80 g/ ha with nitrogen fertilizers promoted the increase in accumulation of organic matter in an arable layer of soil by 0.06 and 0.07 % correspondingly in comparison with nitric background. Applying of sternifag in a dose of 80 g/ha promoted increase in amount of mobile phos-phates at 6.0 mg-kg of soil, or 23% in comparison with nitric background (N50). Application of studied biological preparations led to decrease in distribution of root infection on winter wheat. In general through the experiment the biological efficiency against fusarium root rot was 38.. .60 %, against spot blotch it was 45...65 %. The better effect of studied preparations was noted under favorable moistening and thermal conditions. At that the application of sternifag in a dose of 80 g/ha for repeated crops of winter wheat allowed getting increase in yield from 0.42 to 0.44 t/ha. Applying of trikhodermin in doses of 40 or 80 g/ha made it possible to obtain the productivity increase of crop on average at 0.77 t/ha.
Keywords: biological preparation, plant residues, root rot, humus, winter wheat, sternifag, straw decomposition, trichodermin.
