CC BY
11THE EFFICIENCY OF BIOPREPARATIONS ENDOPHYTIC BACTERIA ON SPRING WHEAT AND STABILITY
OF AGROECOSYSTEMS
A.A. AlferoS, AA. Zavalin1, L.S. Chernovd, V.K. Cliebotar2 1 PryanishnikovInstitute ofAgrochenustry, Piyanishnikova ill 31A, 127550 Moscow, Russia.
2 All-Russian Research Institute for Agricultural Microbiology, Podbelskogo sh, 3,196608 Saint Petersburg, Russia
The results of studies about the effect of biological preparations of endophytic bacteria on the spring wheat grain productivity with different backgrounds of mineral nutrition are presented. With the inoculation of spring wheat seeds with the endophytic bacteria BPj bio-preparation on a background without nitrogen and the introduction of N45 irrespective of the weather conditions, the grain yield increased, which is probably due to an increase in the availability of nitrogen and plants resistance to the stressing environment. The bio-preparation BPi effect varies from year to years of the research and the mineral nutrition backgrounds. A positive effect M'as noted on the phosphate-potassium fertilizers application, which M'as expressed in the grain yield increase in the on average by 25%. The Extrasol using only on a nitrogen-free background M'as contributed to an increase in yield on average by 26%. Combined application of the nitrogen fertilizer in a dose of 45 kg/ha and endophytic bacteria biological products allows to increase the spring wheat grain productivity by 1.6-2.1 times. The parameters of nitrogen cycles in spring wheat crops were determined: mineralization, immobiliza-tion/reimmobilization, netto mineralization in the conditions of sod-podzolic soil under applying nitrogen fertilizer labeled with 15N and inocidation with biopreparations. It is shown that the use of biological products does not increase the environmental sustainability of the agroecosystem.
Keywords: endophytic bacteria biopreparations, nitrogen fertilizer, grain yield, spring wheat, nitrogen fluxes, agroecosystem stability.
УДК 631.95:628.381.1
ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ОСАДКА ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД И
ДЕЙСТВИЕ ТОРФОГУМИИОВОГО УДОБРЕНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ И МАКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ЯРОВОЙ ТРИТИКАЛЕ
В.А. Касатиков, Ас.-х.и., Н.П. Шабардина, ВНИИОУ, В.А. Раскатов, к.б.н, РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева каяу4 7(а\уап с1ех. г и, гаькМохуСа г и
Представлены результаты, полученные в мелкоделяночном и микрополевом опытах, по изучению последействия осадка городских сточных вод и торфогуминового удобрения на урожайность и макроэлементный состав яровой тритикале.
Ключевые слова: осадок сточных вод, известкование, торфогуминовое удобрение, урожайность, яровая тритикале.
Б01: 10.25680/819948603.2019.106.14
Осадки сточных вод (ОСВ) и бытовые органические отходы - один из основных отходов производственной деятельности человека. Ежегодная масса производимых ОСВ при влажности 75% составляет 12,8 млн т. Утилизация осадков сточных вод является решаемой проблемой. Использование осадка городских сточных вод на удобрение в исходном состоянии или в составе компоста - один из приемов его утилизации [1-3].
Существует ряд других направлений использования осадков сточных вод, в том числе для производства органических удобрений на их основе, способствующих решению вышеуказанной экологической проблемы.
ОСВ и удобрения на их основе, благодаря высокому содержанию органического вещества улучшают плодородие почвы и его агрофизические свойства и повышают урожай сельскохозяйственных культур. Внесение ОСВ и компостов на их основе в почву влияет на агрохимические свойства почв, увеличение запасов органического вещества, усиление нитрификации в пахотном слое, возрастание биологической активности почвы, увеличение количества целлюлозоразлагающих бактерий и уменьшение доли плесневых грибов. Особенно отчетливо почвоулучшающие свойства данных органических удобрений проявляются на песчаных, супесчаных и малоплодородных деградированных почвах [2-4].
Цель наших исследований - изучить последействие осадка городских сточных вод, влияние известкования и торфогуминового удобрения на урожайность и макроэлементный состав яровой тритикале.
Методика. Исследования проводили в мелкоделяночном и микрополевом опытах, заложенных на опытном поле ВНИИОУ в звене севооборота озимая рожь -яровая тритикале. Почва участков дерново-подзолистая супесчаная, развитая на флювиогляционной супеси, подстилаемой моренным суглинком. Площадь делянки мелкоделяночного опыта 3 м2, повторность 6-кратная. Микрополевой опыт заложен в 3-кратной повторности в сосудах без дна (с1 = 20 см), вкопанных на делянках мелкоделяночного опыта с длительным применением различных доз осадка городских сточных вод (360-1440 т/га в сумме за годы исследований) в сочетании с различными уровнями известкования (3-6 т/га). Торфогуминовое удобрение (ТГУ) получено методом щелочной обработки 0,1 н. КОН диспергированного торфа. Далее рН среды доводили до нейтральной реакции добавлением 1 н. Н250|. Агроэкологическая характеристика ТГУ: влажность - 78,9 %, ]\Го6щ. - 1,54 %, Р205 - 0,37, К20 - 2,91 % (на сухое вещество), С0бЩ - 33,8 %.
Дозы торфогуминового удобрения рассчитывали по содержанию общего углерода в вытяжке и вносили в жидком виде из расчета 3 и 6 г/м2 органического угле-
рода. В расчете на влажность ТГУ, равную 78,9%, его дозы были равны, соответственно, 42 и 84 г/м2, или 420 и 840 кг/га.
Культура - яровая тритикале.
Результаты и их обсуждение. Оптимизация гумусового состояния, физических, агрохимических и биологических свойств пахотного слоя почвы способствовала повышению урожайности яровой тритикале. При этом прибавки урожайности зерна возрастали в прямой зависимости от суммарных доз ОСВ, пропорционально уровням известкования, на 17,5-21,7 %; 31,7-36,7; 45,860,8 и 86,7-94,2 %. Достоверно значимые прибавки получены на всех фонах известкования, достигая максимума при дозе известкования 6-9 т/га (табл. 1).
1. Влияние длительного последействия ОСВ в сочетании с известкованием на урожайность яровой тритикале (2017 г.)
Вариант опыта
Контроль, без удобрений
ОСВ, 180 т/га + дол, м. 3 т/га
ОСВ, 360 т/га + дол, м. 3 т/га
ОСВ, 720 т/га + дол, м. 3 т/га
ОСВ, 1440 т/га + дол, м. 3 т/га
ОСВ, 180 т/га + дол, м. б т/га
ОСВ ,360 т/га + дол, м. б т/га
ОСВ ,720 т/га + дол. м. 6 т/га
ОСВ, 1440 т/га + дол, м. б т/га
ОСВ, 180 т/га + дол, м. 9 т/га
ОСВ ,360 т/га + дол, м. 9 т/га
ОСВ ,720 т/га + дол. м. 9 т/га
ОСВ, 1440 т/га + дол, м. 9 т/га
НСРп:
Урожайность , ц/га
12,0
14,1
15,8
17,5
22,4
14,4
16,1
18,6
22,8
14,6
16,4
19,3
23,3
1,60
Прибавка к контролю
ц/га
2,1
3,8
5,5
10,4
2,4
4,1
6,6
10,8
2,6
4,4
7,3
11,3
17
32
46
87
20
34
55
90
22
37
61
94
Вариант опыта Озимая Яровая Сумм. Прибавка
рожь тритикале продуктивность ц/га %
Контроль, без удобре- 35,0 16,9 51,9 - -
нии
ОСВ, 180 т/га + дол. м., 39,6 19,7 59,3 7,4 14
3 т/га
ОСВ, 360 т/га + дол. м., 43,1 22,1 65,2 13,3 26
3 т/га
ОСВ, 720 т/га + дол. м., 47,8 24,7 72,5 20,6 40
3 т/га
ОСВ, 1440 т/га+ дол.м., 52,8 31,4 84,2 32,3 62
3 т/га
ОСВ, 180 т/га + дол. м., 40,5 20,2 60,7 8,8 17
6 т/га
ОСВ, 360 т/га + дол. м., 43,1 22,7 65,8 13,9 27
6 т/га
ОСВ, 720 т/га + дол. м., 46,9 26,4 73,3 21,4 41
6 т/га
ОСВ, 1440 т/га + дол. 53,5 31,8 85,3 33,4 64
м.,6 т/га
ОСВ, 180 т/га + дол. м., 39,0 20,6 59,6 7,7 15
9 т/га
ОСВ, 360 т/га + дол. м., 42,3 23,1 65,4 13,5 26
9 т/га
ОСВ, 720 т/га + дол. м., 45,4 27,1 72,5 20,6 40
9 т/га
ОСВ, 1440 т/га+ дол.м., 50,3 32,4 82,7 30,8 59
9 т/га
НСР05 2,23 2,16 - - -
Плодородие JVsl»2019
Полученные данные о влиянии последействия различных доз ОСВ и уровней известкования на урожайность тритикале согласуются с данными в звене озимая рожь - яровая тритикале. И действительно величина продуктивности звена севооборота пропорциональна дозам ОСВ и не зависит от уровней известкования почвы.
Действие ТГУ1 в дозе 3 г/м2 при его систематическом применении способствовало дополнительному увеличению прибавок урожайности тритикале относительно фона, как и в двойной дозе (ТГУ2). При этом следует отметить рост уровня прибавок к контролю урожайности яровой тритикале при двукратном повышении дозы известкования, соразмерной с данными, полученными в 2016 г. в условиях действия ОСВ (табл. 3).
3. Действие ТГУ по фону ОСВ на урожайность _зерна яровой тритикале (2017 г.)
Вариант опыта
Контроль, б/у
Урожайность, г/м2
129
Прибавка к контролю
г/м
Прибавка к фону
г/м
Фон
ОСВ, 360 т/га + дол. м., 3 т/га
ОСВ, 1440 т/га + дол. м., 3 т/га
ОСВ, 360 т/га + дол. м., 6 т/га
ОСВ, 1440 т/га + дол. м., 6 т/га
159
235
194
254
30
106
65
125
23
82
50
97
Фон + ТГУ1
Выявленная зависимость является систематической и проявляется в звене севооборота в условиях действия и последействия ОСВ. Об этом свидетельствуют данные таблицы 2.
2. Влияние длительного действия и последействия ОСВ в сочетании с известкованием на продуктивность звена севооборота ози-
ОСВ, 360 т/га + дол. м., 246 117 91 87 55
3 т/га
ОСВ, 1440 т/га + дол. м., 342 213 165 107 45
3 т/га
ОСВ, 360 т/га + дол. м., 270 141 109 76 39
6 т/га
ОСВ, 1440 т/га + дол. м., 6 394 265 205 140 55
т/га
Фон + ТГУ2
ОСВ, 360 т/га + дол. м., 286 157 122 127 80
3 т/га
ОСВ, 1440 т/га + дол. м., 411 282 219 176 75
3 т/га
ОСВ, 360 т/га + дол. м., 313 184 143 119 61
6 т/га
ОСВ, 1440 т/га + дол. м., 445 316 245 191 75
6 т/га
НСР05 38
Содержание азота в зерне яровой тритикале повысилось в удобренных вариантах по сравнению с контролем (табл. 4). При этом максимальный уровень азота в зерне яровой тритикале получен при дозе известкования 9 т/га. В то же время систематическое применение ОСВ на фоне с известкованием не способствует ожидаемому повышению содержания фосфора. В отличие от данных, полученных по действию ОСВ в 2016 г., по последействию не выявлен эффект ростового разбавления на содержание азота и фосфора в зерне яровой тритикале, обусловленный ростом урожайности. Установленная зависимость не распространяется также на концентрацию калия в зерне и соломе яровой тритикале.
Следует отметить, что в условиях последействия систематического применения ОСВ и известкования не отмечено различий в действии уровней известкования на макроэлементный состав зерна и соломы яровой тритикале при наличии положительной тенденции влияния доз ОСВ.
Вынос макроэлементов урожаем биомассы яровой тритикале зависит от их содержания в зерне и соломе и
45
урожайности, достигая максимальных значений в варианте по ОСВ, 1440 т/га по фону доломитовой муки в дозе 9 т/га.
4. Влияние длительного применения различных доз ОСВ в сочетании с известкованием на макроэлементный состав зерна и _соломы яровой тритикале_
Вариант Содержание. %
опыта в зерне в соломе
N Р2О, К,О N Р2О, К,О
Контроль, б/у 1.68 0.92 0.55 0.34 0.18 0.36
ОСВ. 180 т/га+ ДОЛ.М..
3 т/га 1.72 0.96 0.57 0.49 0.24 0.39
ОСВ. 360 т/га+ ДОЛ.М..
3 т/га 1.79 1.02 0.59 0.53 0.28 0.40
ОСВ. 720 т/га+ ДОЛ.М..
3 т/га 1.90 1.03 0.59 0.53 0.32 0.37
ОСВ. 1440 т/га+ дол.м..
3 т/га 2.02 1.04 0.60 0.53 0.34 0.39
ОСВ. 180 т/га+ ДОЛ.М..
6 т/га 1.74 0.92 0.58 0.36 0.22 0.35
ОСВ. 360 т/га+ ДОЛ.М..
6 т/га 1.82 0.93 0.59 0.41 0.24 0.38
ОСВ. 720 т/га+ ДОЛ.М..
6 т/га 1.98 0.94 0.59 0.41 0.25 0.48
ОСВ. 1440 т/га+ дол.м..
6 т/га 1.92 0.99 0.60 0.39 0.26 0.51
ОСВ. 180 т/га+ ДОЛ.М..
9 т/га 2.08 0.94 0.57 0.39 0.22 0.41
ОСВ. 360 т/га+ ДОЛ.М..
9 т/га 1.96 0.96 0.58 0.42 0.26 0.45
ОСВ. 720 т/га+ ДОЛ.М..
9 т/га 1.82 0.97 0.59 0.48 0.32 0.48
ОСВ. 1440 т/га+ дол.м..
9 т/га 1.80 0.97 0.60 0.50 0.34 0.46
По действию ТГУ отмеченные выше зависимости сохраняются (табл. 5). Выявлено наличие эффекта ростового разбавления на содержание в соломе азота при действии ТГУЬ азота и фосфора при действии ТГУ2.
Заключение. Использование нетрадиционных источников питания растений в виде ОСВ и ТГУ оказывает заметное положительное влияние на продуктивность культур в звене озимая рожь - яровая тритикале. Выявлено достоверное положительное последействие повышенных доз ОСВ и различных уровней известкования на их урожайность. Применение ТГУ на фоне ОСВ способствует повышению урожайности озимой ржи на 9-40%, а яровой тритикале на 91-245% в условиях микрополевого опыта при отсутствии заметного
влияния на агрохимический состав зерна и соломы, за исключением азота.
5. И. мшимо длительного применения различных доз ОСВ в сочетании с известкованием и действием ТГУ на химический состав _зерна и соломы яровой тритикале_
Вариант Содержание. 0 о
опыта в зерне в соломе
N Р2О5 К,О N Р2О5 К,О
Контроль, б/у 1.97 1.07 0.65 0.70 0.29 0.44
Фон
ОСВ. 360т/га+ дол. м..
3 т/га 2.03 0.93 0.62 0.86 0.31 0.35
ОСВ. 1440 т/га+дол.
м., 3 т/га 2.23 0.94 0.62 0.85 0.29 0.38
ОСВ. 360 т/га +дол. м..
6 т/га 1.73 0.93 0.56 0.85 0.23 0.41
ОСВ. 1440т/га+дол. м..
6 т/га 1.77 1.07 0.62 0.83 0.26 0.43
Фон + ТГУ,
ОСВ. 360т/га+ дол. м..
3 т/га 1.68 0.91 0.59 0.49 0.20 0.38
ОСВ. 1440 т/га+дол.
м..З т/га 2.20 1.03 0.71 0.67 0.26 0.41
ОСВ. 360 т/га + дол. м..
6 т/га 1.68 0.94 0.65 0.51 0.23 0.41
ОСВ. 1440т/га+дол. м..
6 т/га 1.89 0.97 0.67 0.56 0.29 0.41
Фон + ТГУ,
ОСВ. 360т/га+ дол. м..
3 т/га 1.58 0.91 0.59 0.49 0.19 0.38
ОСВ. 1440 т/га+дол. м..
3 т/га 1.67 0.93 0.62 0.46 0.20 0.44
ОСВ. 360 т/га + дол. м..
6 т/га 2.01 1.01 0.68 0.43 0.18 0.38
ОСВ.1440 т/га+ дол. м..
6 т/га 2.01 1.03 0.69 0.56 0.20 0.41
Литература
1. Анализ опыта почвенного пути утилизации осадков сточных вод /Сюняев Н. К., Тютюнькова М. В., Слипец А. А. и др. - М.: ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева. 2008. - 108 с.
2. Касатиков В. А., Раскатов В. А., Шабардина Н.П. Влияние микробиологических деструкторов лигнинсодержащих отходов на агроэко-логические свойства компоста на основе осадка сточных вод и опилок// Доклады МСХА. - Вып. 283. - 2010,- С.806-811.
3. Касатиков ВА., Шабардина Н.П., Раскатов ВА. Последействие систематического применения осадка городских сточных вод по фонам известкования на агробиологические и экологические свойства дерново-подзолистой почвы// Плодородие. - 2017. - №1. - С. 43-45.
4. Keller С., KayserA., Schulin if. Heavy-metal uptake by agricultural crops from sewage sludge treated soils of the Upper Swiss Rhine Valley and the effect of time.// Environmental restoration of metals-contaminated soils. USA 2001. p. 273-293.
THE AFTEREFFECT OF URBAN WASTEWATER SLUDGE AND THE EFFECT OF PEAT HUMIC FERTILIZER ON THE YIELD OF SPRING TRITICALE AND ITS MACRONUTRIENT COMPOSITION
I : i. Kasatikov', N.P. Shabardina1, I .' I. Raskatov 1 I XffOL , Pryanishnikova id. 2, 601390 Vyatkino township, Russia, e-mail: kasv47(a>yandex.ru. 2 RSAU-Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Timiryazeva ill 49,127550 Moscow, Russia, e-mail: raskatow(filistriL
In this article we present the results obtained in small and micro field experiments for studying an aftereffect of application of sludge of municipal wastewater and peat-humic fertilizer on yield and macronutrient composition of spring triticale. Key words: sewage sludge, liming, peat humic fertilizer, yield, spring triticale.
