CC BY
180
УДК 633.11 «324»:631.811.98
ЭЛЕМЕНТЫ БИОЛОГИЗАЦИИ В ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Пигорев И.Я., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Тарасов С.А., аспирант Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И.Иванова, Курск, Россия E-mail: [email protected]
АННОТАЦИЯ
Приведены результаты исследований, направленных на изучение влияния обработки семян и посевов микробиологическими препаратами Гуапсин, Трихофит и Азолен, а также стимулятором роста Витазим на всхожесть, условия перезимовки, урожайность и показатели качества зерна озимой пшеницы. В Центральном Черноземье озимая пшеница является ведущей зерновой культурой. Однако возможный потенциал продуктивности культуры реализуется лишь на одну треть. В связи с этим совершенствование технологии ее возделывания является актуальной проблемой. Важно, чтобы при совершенствовании технологии обеспечивалось ресурсосбережение и снижалась химическая нагрузка на агробиоценозы. Изучаемые микробиологические препараты включают в свой состав живую культуру определенных полезных микроорганизмов и продукты их жизнедеятельности, обладающие ростостимулирующим и фунгицидным действием. Стимулятор роста растений Витазим относится к препаратам микробиологического происхождения, но не содержит живой культуры микроорганизмов. В его состав входят физиологически активные продукты жизнедеятельности микроорганизмов. Эффективность изучаемых препаратов в значительной степени может определяться температурными условиями и влагообеспеченностью в период вегетации культуры. Поэтому приведены результаты, полученные в среднем за три года исследований. Изучаемые препараты предлагается использовать не вместо традиционных химических средств интенсификации растениеводства (минеральных удобрений и пестицидов), а как дополнение к их действию, обеспечивающее повышение урожайности и качества зерна. Результаты исследований свидетельствуют о том, что обработка изучаемыми препаратами семян позволяет увеличить их полевую всхожесть на 2-6%, обработка семян и последующая обработка посевов - увеличить количество успешно перезимовавших растений на 5-10%. Установлено, что заметное влияние микробиологические препараты и стимулятор роста оказывают на урожайность и качество зерна озимой пшеницы. Обработка препаратами семян повышала урожайность культуры в среднем на 8-12%, обработка семян и посевов осенью в фазе кущения - на 9-17%, обработка семян и трехкратная обработка посевов - на 14-21%. Биологизация технологии возделывания озимой пшеницы за счет применения микробиологических препаратов и стимулятора роста оправдана и с экономической точки зрения. Относительно невысокая стоимость препаратов и небольшие нормы их внесения позволяют окупить дополнительные затраты, связанные с их использованием, полученными прибавками урожая. Из всех изучаемых препаратов наиболее эффективными были бактериально-грибковый комплекс Гуапсин + Трихофит и стимулятор роста Витазим. Более технологичным (наиболее удобным в использовании) является стимулятор роста растений Витазим. Этот препарат характеризуется неограниченным сроком хранения и совместимостью в баковых смесях с большинством агрохимикатов.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Озимая пшеница, микробиологические препараты, стимулятор роста, обработка семян, обработка посевов, метеорологические условия, полевая всхожесть семян, процент перезимовки, урожайность, содержание клейковины, экономическая эффективность, технологичность.
В Российской Федерации в структуре посевных площадей на долю озимой пшеницы приходится более 15,0%, и за счет этой культуры получают около 36% от всего объема зерна [13]. В Центральном Черноземье на посевные площади и валовой сбор урожая озимой пшеницы приходится еще больший процент. Например, в Курской области в структуре посевных площадей доля озимой пшеницы составляет около 28%, что обеспечивает получение примерно 45% от всего объема зерна [14]. Особая значимость озимой пшеницы как продовольственной культуры повышает актуальность решения вопросов, связанных с совершенствованием технологии ее возделывания. В настоящее время возможная потенциальная продуктивность культуры реализуется лишь на одну треть. Современные сорта озимой пшеницы способны формировать урожайность в пределах 10о ц/га и более, а фактическая урожайность обычно бывает в пределах 30 ц/га [3, 10]. Особого внимания требует и решение проблемы качества зерна озимой пшеницы. На протяжении ряда лет в Российской Федерации прослеживается тенденция снижения качества зерна, в частности, уменьшается содержание клейковины [8, 11, 12].
В условиях, когда за счет преимущественно химической интенсификации растениеводства стали проявляться проблемы экологического и экономического характера, перспективным направлением совершенствования технологии возделывания озимой пшеницы является использование элементов биологизации. При этом важно, чтобы включение в технологию биологических элементов не приводило к снижению урожайности и качества зерна. Выполнение этого условия можно обеспечить за счет рационального сочетания в технологии возделывания культуры химических и биологических факторов. Например, интродукция на семена и растения полезных микроорганизмов повышает биогенность в системе «почва-растение». В свою очередь повышение биогенности почвы позволяет сократить нормы внесения минеральных удобрений. Существует мнение экспертов, что внесенные в почву популяции микроорганизмов в зависимости от сложившихся условий в большей или меньшей степени приживаются в ней. Случаи полной гибели микроорганизмов после их интродукции отмечаются редко [9]. Известно, что определенные виды почвенных микроорганизмов принимают непосредственное участие в минерализации органического вещества, обеспечивая растения доступными элементами минерального питания. В то же время часть органического вещества при непосредственном участии микроорганизмов превращается в гумус [7, 15]. Повышение количества и доступности элементов минерального питания за счет интродукции микроорганизмов обеспечивает ресурсосбережение за счет сокращения использования дорогостоящих минеральных удобрений. Кроме того, снижается химическая нагрузка на агроэкосистему.
В последние годы на основе почвенных микроорганизмов разработано множество микробиологических препаратов, которые обладают ростостимулирующим и фунгицидным действием [1, 4, 5, 6]. Некоторые микробиологические препараты предлагается использовать для обработки пожнивных растительных остатков с целью ускорения их деструкции [2, 16]. Однако в настоящее время масштабы применения биопрепаратов в практике растениеводства пока еще весьма ограничены. Поэтому изучение эффективности новых препаратов при возделывании сельскохозяйственных культур, в том числе и озимой пшеницы, является актуальной проблемой.
Материалы и методика исследований. Основная цель наших исследований заключалась в совершенствовании технологии возделывания озимой пшеницы в условиях Центрального Черноземья за счет обработки семян и посевов микробиологическими препаратами Гуапсин и Трихофит, бактериальным удобрением Азолен и стимулятором роста микробиологической природы Витазим. Из всех перечисленных препаратов только Витазим не содержит живой культуры микроорганизмов. В его состав входят физиологически активные продукты жизнедеятельности микроорганизмов, в том числе лигносульфат кальция, микроэлементы в хелатной форме, органические кислоты, энзимы и витамины. Витазим синтезируют микробиологическим способом с помощью ферментации
различных растительных материалов и Сахаров определенной группой микроорганизмов. Все остальные препараты включают в состав живую культуру определенных полезных микроорганизмов, то есть их использование предусматривает непосредственную интродукцию микроорганизмов с семенами в почву или посредством обработки на растения. Препарат Гуапсин готовится на основе водной суспензии бактерий Pceudomonas aureofaciens В-306 (IBM B-7096) и Pceudomonas aureofaciens В-306 (IBM B-7097), продуктов их метаболизма и стартовых доз макроэлементов (N,P,K). Трихофит - микробиологический препарат, изготовляемый на основе водной суспензии грибов рода Trichoderma lignorum и бактерий рода Pceudomonas aureofaciens (штамм В-111). Препараты Гуапсин и Трихофит рекомендуется использовать совместно как бактериально-грибковый комплекс, оказывающий комплексное воздействие на условия формирования продуктивности возделываемых культур. Бактерии рода Pceudomonas, входящие в состав препарата Гуапсин, обеспечивают фиксацию азота из воздуха, увеличивают доступность для растений фосфора, выполняют антимикробную, антифунгинальную, энтомопатогенную и ростостимулирующую функцию. Вторая составная часть комплекса, представленная препаратом Трихофит, за счет выделяемых грибом Trichoderma продуцентов жизнедеятельности увеличивает доступность для растений калийных и фосфорных соединений и за счет биологически активных веществ оказывает стимулирующее действие на рост и развитие растений. Продуцируемые грибом Trichoderma антибиотики уничтожают возбудителей болезней растений, и происходит также подавление развития фитопатогенов за счет прямого паразитизма. Азолен представляет собой жидкое микробиологическое удобрение - концентрат свободноживущих азотфиксирующих почвенных бактерий Azotobacter vinelandii ИБ 4. Данный препарат обладает фунгицидными и ростостимулирующими свойствами. Он отличается высоким уровнем нитрогеназной активности и способностью синтезировать цитокининоподобные вещества (гормоны роста растении), что позволяет значительно снизить количество вносимых азотных удобрений и получать экологически чистые продукты.
Исследования проводились в условиях опытного поля Курского НИИ агропромышленного производства в 2010-2013 годах на черноземе типичном мощном тяжелосуглинистом, который характеризуется повышенным содержанием гумуса (6,0%), гидролизуемого азота (67 мг/кг) и обменного калия (168 кг/га), а также средним содержанием подвижного фосфора (146 кг/га) в пахотном слое почвы. Озимую пшеницу сорта Московская 39 возделывали в севообороте со следующим чередованием культур: чистый пар - озимая пшеница - сахарная свекла - яровая пшеница, яровой ячмень. Повторность в опыте трехкратная, варианты располагались систематически в один ярус. Делянки были представлены в форме вытянутого прямоугольника с учетной площадью 100 м2. Полевые работы на опытном участке проводились в оптимальные агротехнические сроки. Фон минерального питания по всем вариантам опыта N30P30K30. Обработку семян препаратами проводили за день до посева ранцевым опрыскивателем, затем семена подсушивали в затененном помещении. Обработку посевов озимой пшеницы проводили также ранцевым опрыскивателем в соответствии со схемой эксперимента.
Результаты исследований и их обсуждение. На результаты перезимовки озимой пшеницы, эффективность изучаемых препаратов и, в конечном итоге, на продуктивность культуры могут в значительной степени влиять метеорологические условия в годы исследований. По данным близлежащей к опытному участку метеостанции «Петренка» Курского района Курской области, погодные условия в период исследований по температурному режиму и количеству выпавших осадков заметно отличались как от средней многолетней нормы, так и по годам. В период от посева озимой пшеницы до прекращения активной вегетации только в условиях осени 2011 года температурный режим был близок к многолетней норме (рисунок 1).
Среднемесячная температура в 2012 -2013 году —«— Средняя многолетняя норма температуры
Рисунок 1 - Температура воздуха в годы исследований
Осенью 2010 года озимая пшеница развивалась в контрастных температурных условиях: сначала в условиях повышенного температурного режима, а затем при низких температурах, и в ноябре температура воздуха опять была выше нормы. Весь период развития озимой пшеницы осенью 2012 года проходил в условиях повышенной температуры. Зимний период в годы исследований также заметно различался по температурному режиму, что не могло не сказаться на результатах перезимовки озимой пшеницы. В 2010-2011 году и 2011-2012 году отмечались температуры заметно ниже многолетней нормы, а в условиях 2012-2013 года зимний период характеризовался мягким температурным режимом, и перезимовка озимой пшеницы проходила в благоприятных условиях. Возобновление вегетации озимой пшеницы в условиях весны 2011 года началось в третьей декаде апреля, в 2012 году - в первой декаде апреля, а в условиях 2013 года - во второй декаде апреля. После посева озимой пшеницы и последующей вегетации культуры больше всего осадков выпало в условиях 2010 года. Однако даже в условиях небольшого количества выпадающих осадков, как это было в сентябре 2011 и 2012 года, в почве было достаточно влаги для прорастания семян и последующего роста и развития культуры. В начальный период весенней вегетации озимой пшеницы во все годы исследований осадков выпадало меньше многолетней нормы. Однако в целом посевы культуры в весенне-летний период были в достаточной степени обеспечены влагой для нормального роста и развития.
Установлено, что обработка семян перед посевом препаратами способствовала увеличению полевой всхожести озимой пшеницы. В среднем за годы исследований обработка семян препаратом Витазим повышала их всхожесть на 3,3%, обработка комплексом Гуапсин + Трихофит - на 5,7% и препаратом Азолен - на 2,3%. Обработка семян и посевов препаратом Витазим увеличила количество успешно перезимовавших растений на 9,5%, комплексом Гуапсин + Трихофит - на 8,4% и препаратом Азолен -на 4,7%.
Обработка семян препаратами повышала урожайность в среднем на 8,2-11,9%, обработка семян и посевов в фазе осеннего кущения - на 8,6-16,7%, обработка семян и трехкратная обработка посевов - на 14,4-21,2% (таблица 1).
Таблица 1 - Влияние обработки семян и посевов препаратами на урожайность озимой пшеницы (в среднем за 2011-2013 гг.)
Препараты и нормы их внесения Способы использования Урожайность, т/га ± конт от роля
т/га %
Контроль (обработка водой) обработка семян 4,02 - -
Витазим, 1 л/т 4,45 +0,43 + 10,7
Гуапсин + Трихофит, по 3 л/т 4,50 +0,48 + 11,9
Азолен, 3 л/т 4,35 +0,33 +8,2
Контроль (обработка водой) обработка семян + посевов осенью в фазе кущения 4,06 - -
Витазим, 1 л/т + 1 л/га 4,71 +0,65 + 16,0
Гуапсин + Трихофит, по 3 л/т + Гуапсин 5 л/га 4,74 +0,68 + 16,7
Азолен, 3 л/т + 5 л/га 4,41 +0,35 +8,6
Контроль (обработка водой) обработка семян + посевов осенью + посевов весной + посевов в фазе выхода в трубку 4,11 - -
Витазим, 1 л/т + 1 л/га + 1 л/га + 1 л/га 4,98 +0,87 +21,2
Гуапсин + Трихофит, по 3 л/т + Гуапсин, 5 л/га + Гуапсин, 5 л/га + Гуапсин, 5 л/га 4,92 +0,81 + 19,7
Азолен, 3 л/т + Азолен, 5 л/га + Азолен, 5 л/га + Азолен, 5 л/га 4,70 +0,59 + 14,4
НСР05 0,13 -
Примерно одинаковую относительно высокую эффективность по влиянию на уровень урожайности культуры оказывали стимулятор роста Витазим и бактериально-грибковый комплекс Гуапсин + Трихофит. При обработке семян, а также семян и посевов в фазе осеннего кущения пшеницы наибольшую прибавку урожайности обеспечивал комплекс Гуапсин + Трихофит. Однако при обработке семян и трехкратной обработки посевов более эффективным был стимулятор Витазим. Больше всего клейковины в зерне пшеницы накапливалось при обработке семян и посевов микробиологическим препаратом Азолен. При сочетании обработки семян с трехкратной обработкой посевов препаратом Азолен отмечалось увеличение содержания клейковины в сравнении с контролем без обработок на 3,4%. Несколько меньше клейковины в зерне пшеницы (на 2,6% в сравнении с контролем) было при обработке семян и трехкратной обработке посевов симулятором роста Витазим. Наименее эффективным в отношении накопления клейковины оказался бактериально-грибковый комплекс Гуапсин + Трихофит (увеличение содержания клейковины на 2,1%).
Достоинством микробиологических препаратов Гуапсин и Трихофит является их относительно невысокая стоимость. Однако для них характерен относительно непродолжительный срок хранения (6 месяцев для препарата Гуапсин и 9 месяцев для препарата Трихофит), несовместимость с медьсодержащими и щелочными препаратами и ограниченные возможности использования при действии прямых солнечных лучей (применяют в вечерние часы или в пасмурную погоду). Стимулятор Витазим более технологичен. Он имеет неограниченный срок хранения и совместим с большинством агрохимикатов. Оценка экономической эффективности использования препаратов для обработки семян и посевов озимой пшеницы показала, что относительно невысокая их стоимость и малые нормы использования позволяют окупить затраты полученной прибавкой урожая. Наиболее высокий экономический эффект обеспечивает обработка семян озимой пшеницы бактериально-грибковым комплексом Гуапсин + Трихофит. Один рубль затрат на эти препараты окупается 4,13 рубля, полученными от реализации дополнительной продукции. Дополнительная
обработка посевов осенью в фазе кущения снижает окупаемость затрат на 0,94 рубля, а дополнительная трехкратная обработка посевов - на 2,14 рубля.
ВЫВОДЫ
Полученные в исследованиях результаты позволяют сделать выводы, что использование стимулятора роста микробиологической природы Витазим, бактериально-грибкового комплекса Гуапсин + Трихофит и микробиологического удобрения Азолен в технологии возделывания озимой пшеницы является перспективным направлением ее совершенствования. Применение данных препаратов повышает полевую всхожесть семян, увеличивает процент выживших после перезимовки растений, повышает урожайность и качество зерна. Полученные прибавки урожая окупают производственные затраты на препараты, что свидетельствует о целесообразности их применения с экономической точки зрения.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Биопрепараты в сельском хозяйстве (Методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве) / под ред. И. А. Тихоновича, Ю. В. Круглова. - М.: ГНУ ВНИИСХМ, 2005. - 154 с.
2. Бирюков, Е. В. Возможности применения биопрепарата Триходермин в качестве микробиологического удобрения в условиях Тамбовской области / Е. В. Бирюков // Вопросы современной науки и практики. - 2008. - № 1(11). - С. 84-91.
3. Войсковой, А. И. Динамика посевных площадей и урожайности сортов озимой пшеницы в государственном сортоиспытании и производстве / А. И. Войсковой, Ф. И. Бобрышев, В. В. Дубина // Вестник РАСХН. - 2004. - № 1. - С. 50-52.
4. Дятлова, К. Д. Микробные препараты в растениеводстве / К. Д. Дятлова // Соросовский образовательный журнал. - 2001. - Т. 7. - № 5. - С. 17-22.
5. Завалин, А. А., Алметов Н.С. Применение биопрепаратов и биологический азот в земледелии Нечерноземья / А. А. Завалин, Н. С. Алметова. - М.: Изд-во ВНИИА, 2009. - 152 с.
6. Завалин, А. А. Биопрепараты, удобрения и урожай / А. А. Завалин. - М.: Изд-во ВНИИА, 2005. - 302 с.
7. Звягинцев, Д. Г. Почва и микроорганизмы / Д. Г. Звягинцев. - М.: Изд-во МГУ, 1987. - 256 с.
8. Ильина, О. Управление качеством хлеба, муки и зерна / О. Ильина, А. Юкиш // Хлебопродукты. - 2004. - № 12. - С. 18-21.
9. Коростелёва, Л. А. Основы экологии микроорганизмов / Л.А. Коростелева, А. Г. Кощаев. - СПб.: Лань, 2013. - 240 с.
10. Личко, Н. М. Продуктивность и качество зерна озимой пшеницы сорта Московская 39 в зависимости от уровня минерального питания в условиях ЦРНЗ / Н. М. Личко, С. Н. Коломиец // Зерновое хозяйство. - 2007. - № 7. - С. 12-14.
11. Мачихина, Л. Производство зерна в мире и в России с позиции продовольственной безопасности / Л. Мачихина // Хлебопродукты - 2008. - № 12. - С. 2-3.
12. Мелешкина, Е. П. Современные аспекты качества зерна пшеницы / Е. П. мелешкина // Аграрный вестник Юго-Востока. - 2009. - № 3. - С. 4-7.
13. Российский статистический ежегодник. 2013: стат. сборник / Росстат. - М.: Росстат, 2013. - 717 с.
14. Статистический ежегодник Курской области. 2013: стат. сборник / Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Курской области. -Курск, 2013. - 437 с.
15. Туев, Н. А. Микробиологические процессы гумусообразования / Н. А. Туев. - М.: Агропромиздат, 1982. - 239 с.
16. Petrov, V. B., Chebotar' V.K. Management of destruction and humification of the post-harvest rests of cereal crops using microbiological preparation Extrasol / V. B. Petrov, V. K. Chebotar // Agricultural Biology. - 2012. - № 3. - P. 103-108.
17. Глинушкин А.П. Фитопатогенный комплекс пшеницы и меры борьбы с ним / автореферат дис. ... доктора сельскохозяйственных наук : 06.01.07 // Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева. Москва, 2013.
18. Душкин С.А., Глинушкин А.П., Хайрулинова А.А. Фитосанитарное состояние растений - индикатор экологического качества // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2010. Т. 3. № 27-1. С. 52-54.
19. Beloshapkina O., Glinushkin A., Plygun S., Nikolaev N., Mishenina T., Myasnyankina G., Lukyantsev V., Dushkin S., Karamatova E., Vasilyeva A., Grigorieva N., Solovykh A., Rayov A. Effectiveness of winter wheat varieties of world selection in South Ural // Russian Journal of Agricultural and Socio-Economic Sciences. 2013. Т. 16. № 4. С. 1118.
20. Glinushkin A.P. Pesticides efficiency in wheat production // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2009. Т. 1. № 22-2. С. 39-42.
