Научная статья на тему 'Повышение эффективности использования соломы и сидерата в системе удобрения озимой пшеницы'

Повышение эффективности использования соломы и сидерата в системе удобрения озимой пшеницы Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
285
65
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗЕЛЁНОЕ УДОБРЕНИЕ / СОЛОМА / БИОПРЕПАРАТ / ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА / GREEN MANURE / STRAW / BIOLOGICAL PRODUCT / WINTER WHEAT

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Куликова Алевтина Христофоровна, Яшин Евгений Александрович, Яшин Александр Евгеньевич

Установлено, что использование соломы предшественника при возделывании зелёного удобрения (викоовсяная смесь) как отдельно, так и совместно с биопрепаратом Байкал ЭМ-1 и азотной добавкой в дозе 10 кг/т соломы способствовало усилению деятельности почвенной микрофлоры, улучшению питательного режима чернозёма типичного и, как следствие, повышению урожайности озимой пшеницы на 3 17 %. Превышение её на варианте применения соломы совместно с биопрепаратом Байкал ЭМ-1 на фоне N 10 кг д.в./т соломы относительно контроля составило 0,38 т/га.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Куликова Алевтина Христофоровна, Яшин Евгений Александрович, Яшин Александр Евгеньевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EFFICIENCY INCREASE OF STRAW AND GREEN MANURE IN FERTILIZATION SYSTEM OF WINTER WHEAT

We studied the possibility of efficiency increase of straw, used before green manure crop, in the system of winter wheat fertilization. Research was carried out on the base of established field trial of Department of Pedology, agrochemistry and agroecology of FSBEI HE Ulyanovsk SAA. There were 6 variants under study in field conditions: nil treatment variant, application of all straw (barley) before green manure (vetch and oat mix), application of straw with extra dose of nitrogen (10 kg of active agent for 1tonne), application of straw preliminary treated by biological product Baikal EM-1, and also simultaneous application of straw, extra nitrogen and biological product. A separate variant involved only application of biological product. It is stated that usage of straw as fertilizer for green manure enhanced activity of soil microflora by 6 9 % not only separately, but also in combination with biological product and nitrogen addition in the dose of 10 kg/tn. As a result, evident improvement of nutritive regime of plow layer is observed: phosphorus content increased by 5 mg/kg, potassium -by 14 mg/kg of soil. Higher crop yield of green manure of vetch and oat mix was formed with application of combination of straw, biological product and extra dose of nitrogen (10 kg of active agent for 1tonne).Crop yield was higher than with nil treatment variant within 3-year period in average by 2,2tn/ ha (10 %), in certain years up to 3,4 tn/ha (17 %). Crop yield of winter wheat of this variant was higher than that of with nil treatment by 0, 38 tn/ha (17 %), in 2013 by 0,6tn/ha (27 %).

Текст научной работы на тему «Повышение эффективности использования соломы и сидерата в системе удобрения озимой пшеницы»

УДК 631.872:633.11

10.18286/1816-4501-2016-3-20-24

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛОМЫ И СИДЕРАТА В СИСТЕМЕ УДОБРЕНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

Куликова Алевтина Христофоровна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры «Почвоведение, агрохимия и агроэкология»

Яшин Евгений Александрович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «<Почвоведение, агрохимия и агроэкология»

Яшин Александр Евгеньевич, аспирант кафедры «<Почвоведение, агрохимия и агроэкология»

ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА

432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1; тел: 8 (8422) 55-95-68; e-mail: agroec@ yandex.ru

Ключевые слова: зелёное удобрение, солома, биопрепарат, озимая пшеница.

Установлено, что использование соломы предшественника при возделывании зелёного удобрения (викоовсяная смесь) как отдельно, так и совместно с биопрепаратом Байкал ЭМ-1 и азотной добавкой в дозе 10 кг/т соломы способствовало усилению деятельности почвенной микрофлоры, улучшению питательного режима чернозёма типичного и, как следствие, повышению урожайности озимой пшеницы на 3 - 17 %. Превышение её на варианте применения соломы совместно с биопрепаратом Байкал ЭМ-1 на фоне N 10 кг д.в./т соломы относительно контроля составило 0,38 т/га.

Введение

Важнейшей проблемой сельскохозяйственного производства России остаётся поиск путей повышения продуктивности земледелия. Успешное решение этой по сути глобальной задачи в одном из крупных зернопроизводящих регионов России - в Поволжье - неразрывно связано с необходимостью обеспечить воспроизводство плодородия почв или поддержание его на достигнутом уровне. Последнее является основой устойчивого функционирования агроэкосистем.

Наиболее эффективным приемом воспроизводства плодородия считается внесение в почву органических удобрений, классическим из которых является навоз. Однако ограниченность его запасов в связи с резким снижением поголовья крупного рогатого скота и затратностью внесения в почву предполагает более широкое применение таких приемов, как использование сидера-тов и соломы зерновых культур в качестве удобрения. Возврат растительных остатков в почву - наиболее экономичный и экологически безопасный способ воспроизводства почвенного плодородия.

Однако применение их, особенно соломы, имеет свои особенности. Положительное действие соломы проявляется не сразу и определяется многими факторами. Микробиологическая трансформация соломы в почве часто сопровождается иммобилизацией питательных веществ, особенно азота, и снижением урожайности непосредственно удобряемых культур [1, 2, 3]. Кроме того, существует мнение, что отдельные виды микроорганизмов находятся на грани исчезновения, что чаще происходит в результате глобальной химизации в некоторых почвах. Их место занимают микроорганизмы, не участвующие в почвообразовательных процессах и не имеющие эффективного взаимодействия с растениями. В результате чего медленнее разлагаются растительные остатки, в том числе и солома. На полях часто можно видеть неразложившуюся солому прошлого, позапрошлого и даже третьего года [4]. Следовательно, повышение био-генности почвы при использовании соломы как органического удобрения, в том числе и сидератов, является насущной проблемой. Последнюю можно решить за счёт интродукции в почву полезных микроорганизмов в составе биологических препаратов.

Условия среды, в которую вносится биопрепарат, определяют, будут ли микроорганизмы входить в состав доминирующих популяций. Случаи полной гибели интроду-центов отмечаются редко [5].

Вышеизложенное определило цель наших исследований - изучить способы повышения эффективности использования соломы, вносимой под зелёное удобрение, и самого сидерата при возделывании озимой пшеницы.

Объекты и методы исследований

Исследования проведены на базе стационарного опыта кафедры почвоведения, агрохимии и агроэкологии ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА, внесённого в Государственной реестр длительных опытов Российской Федерации (сертификат №122), в пятипольном сидеральном севообороте зерновой специализации: пар сидеральный (викоовсяная смесь) - озимая пшеница - просо - яровая пшеница - ячмень.

Схема опыта включала 6 вариантов: 1 - контроль (без удобрений ); 2 - солома предшественника (под сидерат); 3 - солома предшественника + 10 кг ^т соломы; 4 - солома + биологический препарат Байкал ЭМ -1; 5 - солома + 10 кг ^т соломы + биопрепарат; 6 - биопрепарат. Севооборот развернут в пространстве и во времени. В качестве органического удобрения в почву заделывалась вся солома предшествующей культуры севооборота (ячменя). Для улучшения деятельности микроорганизмов в почву были внесены дополнительный азот в дозе 10 кг/т соломы в виде мочевины и биологический препарат Байкал ЭМ - 1. При обосновании схемы опыта предполагалось, что дополнительное внесение азота будет способствовать снижению дефицита азота в результате иммобилизации его бактериями при разложении соломы, а Байкал ЭМ - 1, содержащий целый ряд полезных микроорганизмов, ускорит разложение как соломы, так и сидерата и высвобождение элементов питания в доступной форме. Для оценки деятельности микроорганизмов применен метод определения целлюлозоразлагающей способности почвы.

Общая площадь делянки в опытах 120 м2 (6 х 20), учётная - 72 м2 (4 х 18), размещение их в пространстве рендомизированное. Почва опытного поля - чернозём типичный

среднемощный среднесуглинистый со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса 4,7 %, подвижных соединений фосфора и калия (по Чирикову) 185 и 196 мг/кг соответственно, РНКС| 6,4. Таким образом, обеспеченность почвы доступными фосфором и калием была высокой.

Закладка и проведение опытов, анализы почвенных и растительных образцов осуществлялись строго в соответствии с методическими требованиями и ГОСТами (полевые опыты ежегодно принимались методической комиссией УГСХА), анализы проведены в аккредитованной испытательной лаборатории «Ульяновская ГСХА» (№ аккредитации РОСС^и. 001.513.748). Аналитическая повторность - трёхкратная.

Результаты исследований

Микробиологическая активность почвы. Плодородие почвы и её рациональное использование в сельскохозяйственном производстве во многом определяется интенсивностью и направленностью биохимической деятельности микроорганизмов. Последнее определяет скорость трансформации различных соединений, разложения растительных остатков, накопления элементов питания растений в доступной форме и в конечном итоге -плодородие почвы. Для оценки деятельности почвенной биоты принято использовать показатель «биологическая активность почвы» [6].

Показателем общей биологической активности непосредственно в природе является деятельность целлюлозоразрушающих микроорганизмов, определяемая степенью распада и убыли сухой массы льняной ткани, выдержанной в почве определённый период времени. Последнее общепринято потому, что разложение целлюлозы осуществляется самыми разными в систематическом отношении микроорганизмами: грибами, микобактериями, актиномицетами, аэробными и анаэробными бактериями. В связи с этим для оценки микробиологической активности почвы нами принято определение активности разложения целлюлозы методом аппликации льняной ткани [7].

Интенсивность разложения льняной ткани под посевами озимой пшеницы представлена на рисунке.

Определение активности микроорганизмов в почве по вариантам опыта показа-

я К н

о

4

о с

£

0 X

в: К л

в ф

= X

1

о

5

я

04

Варианты

Рис. 1 - Биологическая активность чернозёма типичного под посевами озимой пшеницы (2013 - 2014 гг.)

ло, что заделка соломы ячменя в дозе 3 т/ га (вся солома предшественника) и сидерата (викоовсяная смесь) сопровождалась заметным усилением деятельности микроорганизмов (на 6 %). Добавление к соломе азота в дозе 10 кг на 1 тонну, а также отдельное применение биопрепарата существенного преимущества по сравнению с применением соломы в чистом виде не имело, хотя появлялась чётко выраженная тенденция к повышению биологической активности почвы.

Более значительное влияние на деятельность микроорганизмов оказало совместное применение соломы с дополнительным азотом и Байкалом ЭМ -1: превышение контроля составило 9 % (относительных 47 %).

По-видимому, поступление в почву достаточно хорошо разлагаемой зеленой массы сидерата (в нашем случае викоовся-ная смесь) с содержанием азота 1,57 - 1,64 % в сухом веществе создает благоприятные условия разложения соломы даже при применении в чистом виде и повышение цел-люлозоразлагающей активности составляет 32 относительных процента, которое при совместном использовании с N 10 кг/т соломы и биопрепаратом под посевами озимой пшеницы увеличивается на 47 % (относительных).

Агрохимические показатели. Результирующим показателем биологической активности почвы является накопление питательных элементов в почве.

В большинстве почв общий запас азота, фосфора и калия составляет значительные величины, в десятки и сотни раз превышающие вынос этих элементов урожаем культуры, однако основная часть их находится в почве в виде соединений, недоступных и малодоступных для питания растений. Общий запас питательных веществ в почве характеризирует лишь её потенциальное плодородие, и без внесения удобрений очень часто для формирования высокой урожайности не хватает тех количеств усвояемых форм питательных веществ, которые образуются в почве за вегетационный период [8, 9, 10]. Поэтому для повышения эффективного плодородия почвы крайне важны применение органических и минеральных удобрений и активизация деятельности микроорганизмов в почве.

Наблюдения за агрохимическими показателями чернозёма типичного при использовании соломы ячменя и сидерата на удобрение в течение 2013 - 2014 гг. (таблица 1) показали, что применение соломы как в чистом виде, так и совместно с дополнительным азотом обеспечивает заметное

Таблица 1

Агрохимические показатели почвы под посевами озимой пшеницы (2013 - 2014 гг.)

Вариант рНкс| Содержание, мг/кг

азот легкогидро-лизируемый Р О 2 5 К2О5

Контроль 5,77 92 189 190

Солома предшественника 5,77 94 194 204

Солома + 10 кг N / т соломы 5,79 95 193 205

Солома + биопрепарат (Байкал ЭМ - 1) 5,81 94 195 204

Солома+10 кг N / т соломы+биопрепарат 5,80 96 193 210

Биопрепарат (Байкал ЭМ - 1) 5,78 92 190 192

НСР0,5 0,1 2 4 6

Таблица 2

Урожайность викоовсяной смеси, т/га (зеленая масса)

Вариант 2012 г. 2013 г. 2014 г. Средняя Отклонение от контроля

т/га %

Контроль 19,8 15,8 20,2 18,6 - -

Солома предшественника 19,3 16,8 21,5 19,2 +0,6 3

Солома + 10 кг N / т соломы 20,3 17,0 22,4 19,9 +1,3 7

Солома + биопрепарат (Байкал ЭМ - 1) 21,1 17,2 22,9 20,4 +1,8 10

Солома + 10 кг N / т соломы + биопрепарат 21,3 17,6 23,6 20,8 +2,2 12

Биопрепарат (Байкал ЭМ - 1) 20,6 17,6 22,5 20,2 +1,6 9

НСР0,5 0,4 0,5 0,5 - - -

Таблица 3

Урожайность озимой пшеницы, т/га

Вариант 2013 г. 2014 г. 2015 г. Средняя Отклонение от контроля

т/га %

Контроль 2,49 2,21 2,14 2,28 - -

Солома предшественника 2,45 2,42 2,18 2,35 +0,07 3

Солома + 10 кг N / т соломы 2,64 2,51 2,25 2,47 +0,19 8

Солома + биопрепарат (Байкал ЭМ - 1) 2,60 2,58 2,30 2,49 +0,21 9

Солома + 10 кг N / т соломы + биопрепарат 2,76 2,81 2,41 2,66 +0,38 17

Биопрепарат (Байкал ЭМ - 1) 2,55 2,46 2,22 2,41 +0,13 6

НСР-5 0,03 0,06 0,07 - - -

улучшение агрохимических показателей даже на высоком уровне обеспеченности элементами питания (прежде всего, фосфором и калием).

Так, содержание доступного калия (К2О) повысилось до 210 мг/кг при добавлении к соломе дополнительного азота (10 кг/т соломы) и биопрепарата Байкал ЭМ - 1 (на контроле 190 мг/кг почвы). Последнее, по видимому, обусловлено более высокой урожайностью викоовсяной смеси (сидера-та) на этом варианте и в связи с этим большим поступлением калия в почву по сравне-

нию с другими вариантами. В то же время изменений в реакции почвенного раствора (в сторону подкисления) не произошло. Следовательно, внесение соломы в почву, особенно совместно с дополнительной дозой азота и биопрепарата, создает более благоприятную среду для произрастания возделываемых культур, под которые она вносится.

Урожайность викоовсяной смеси и озимой пшеницы. Улучшение питательного режима почвы подтверждается урожайными данными, которые показали, что применение биопрепарата Байкал ЭМ - 1 способству-

1!

га еа »1

Р и ш М

00 и

ет заметному повышению эффективности соломы и сидерата в системе удобрения сельскохозяйственных культур (таблицы 2, 3).

Так, урожайность викоовсяной смеси при внесении соломы в среднем за 3 года повысилась на 1,3 т/га, максимальная эффективность ее достигалась при совместном применении с дополнительным азотом и биологическим препаратом и выражалась в прибавке зеленой массы на 12 %.

Урожайность озимой пшеницы определяется в том числе массой сидерата, заделываемого в почву, и скоростью его разложения. Соответственно, более высокая урожайность зерна озимой пшеницы сформировалась на варианте применения соломы совместно с биопрепаратом Байкал ЭМ - 1 на фоне N10 кг/т соломы. Превышение ее относительно контроля составило 0,38 т/га, или 17 %. Вариант с использованием соломы и биопрепарата по урожайности озимой культуры заметно уступал. Однако, что очень важно с экономической точки зрения, наиболее эффективно применение соломы с биологическим препаратом. Использование соломы с добавкой азота 10 кг/т и биопрепарата способствовало повышению урожайности в среднем за 3 года на 0,38 т/га. Тем не менее, в связи с дороговизной азотных удобрений, уровень рентабельности производства зерна на данном варианте ниже контроля и составляет 52 %, тогда как на варианте совместного применения соломы и биопрепарата 63 % (на контроле 53 %). Следовательно, для повышения эффективности соломы и зеленого удобрения при возделывании озимой пшеницы экономически более целесообразно внесение соломы с биопрепаратом Байкал ЭМ - 1.

Выводы

1. Использование соломы в качестве удобрения сидеральной культуры как отдельно, так и в сочетании с биопрепаратом и азотной добавкой в дозе 10 т/га соломы способствовало усилению деятельности почвенной микрофлоры на 6 - 9 %

2. Внесение соломы по сравнению с неудобренным фоном привело к заметному - на 5 мг/кг - увеличению содержания в пахотном слое доступного фосфора и на 14 мг/кг почвы - калия.

3. При внесении в почву ячменной соломы с биопрепаратом урожайность викоов-сяной смеси повысилась в среднем за 3 года

1!

га еа »1

р и ш ■ !

00 и

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

на 1,8 т/га. По эффективности совместное применение соломы с биопрепаратом превосходил вариант с добавкой 10 кг азота на тонну соломы.

4. Более высокая урожайность зерна озимой пшеницы сформировалась на варианте с применением соломы совместно с биопрепаратом Байкал ЭМ - 1 на фоне 10 кг азота на 1 тонну соломы. Превышение ее относительно контроля составило 0,38 т/га, или 17 %.

Библиографический список

1. Верниченко, Л.Ю. Влияние соломы на почвенные процессы и урожай сельскохозяйственных культур / Л.Ю. Верниченко, Е.И. Мишу-стин // Использование соломы как органического удобрения. - М: Колос, 1980. -С. 3 - 33.

2. Колсанов, Г. В. Экологические и агрохимические аспекты утилизации соломы в Ульяновской области / Г. В. Колсанов / Материалы научно-исследовательской конференции «Проблемы экологии Ульяновской области». - Ульяновск. - 1997. - С. 74 - 75.

3. Колсанов, Г. В. Солома как удобрение в зернопропашном севообороте на черноземе лесостепи Поволжья / Г. В. Колсанов // Агрохимия. - 2006. - № 5. С. 30 - 40.

4. . Харченко, А.Г. Новый ключ к восстановлению плодородия почвы [Электронный ресурс] / А.Г. Харченко // Зерно. - 2012. - № 9. - Режим доступа: http://www.zernoua.com/?p=14127.

5. Коростелева, Л.А. Основы экотоксико-логии микроорганизмов / Л.А. Коростелева, А.Г. Кощаев. - Спб: Изд-во «Лань». - С. 213 - 240.

6. Технология прямого посева и микробиологическая активность чернозема выщелоченного / С.Д. Гилев, И.Н. Цымбаленко, А.П. Курлов, И.В. Русакова // Земледелие. - 2015. - № 3. - С. 28 - 30.

7. Методы почвенной микробиологии и биохимии / под ред. Д.С. Звягинцева. - М., 1980. - 240 с.

8. Минеев, В.Г. Биологическое земледелие и минеральное удобрение / В.Г. Минеев, Б. Добрецени, Т. Мазур. -М.: Колос, 2013. - 415 с.

9. Назаров, Виктор Алексеевич. Агро-экологические приемы повышения плодородия черноземных почв Поволжья: автореф. дис. ...д-ра с.-х. наук / В.А. Назаров. - Саратов,2005. - 39 с.

10. Колсанов, Г.В. Солома как удобрение в зернопропашном севообороте на черноземе лесостепи Поволжья / Г.В. Колсанов // Агрохимия. - 2006. - № 5. - С. 30-40.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.