CC BY
37
РАБОТЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
УДК 631.82:633.111
ПРЕДПОСЕВНАЯ ОБРАБОТКА СЕМЯН ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ БИОПРЕПАРАТАМИ НА ОСНОВЕ ДИАЗОТРОФОВ
О.И. Плечова, аспирант (научныйруководитель А.Х. Куликова, д.с.-х.н.) Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина, e-mail: [email protected]
В полевых экспериментах установлено, что предпосевная обработка семян биологическими препаратами на основе диазотрофов при возделывании яровой пшеницы позволяет значительно снизить дозу применения азотных удобрений и последствия экстремальных климатических условий, а также способствует повышению урожайности и улучшению качества зерна.
Ключевые слова: яровая пшеница, обработка семян, биопрепараты, удобрения, урожайность, качество зерна.
RESEARCH OF PRESOWING TREATMENT OF SPRING WHEAT SEEDS BY BIOPREPARATIONS
ON DIAZOTROPHIC BASEMENT O.I. Plechova, A.K. Kulikova
In the field experiments it has been determined that pre-sowing seed treatment with diazotroph-based biological products for spring wheat cultivation can significantly reduce the dose of nitrogen fertilizers application, negative consequences of adverse climatic conditions, contributes to the yielding capacity increase and spring wheat quality improvement.
Keywords: spring wheat, seeds treatment, biological preparation, fertilizers, yield, grain quality.
Яровая пшеница одна из наиболее ценных продовольственных культур в Поволжье и получение стабильных урожаев с высоким качеством зерна - важнейшая задача сельхозтоваропроизводителей. В ее решении большое значение имеет использование азотных удобрений, но усложнение экологической обстановки и рост цен на минеральные удобрения усилили интерес к поиску новых источников азотного питания растений, среди которых могут быть биопрепараты, созданные на основе диазотрофов [1].
Цель наших исследований - изучение сравнительной эффективности минеральных удобрений и биологических препаратов БисолбиФит стандарт и БисолбиФит супер при возделывании яровой пшеницы. Основой Бисолби-Фита служат живые бактерии Bacillus subtillis Ч-13, способные фиксировать азот атмосферы, синтезировать гормоны роста, переводить соединения фосфора в усвояемые формы, продуцировать соединения, обладающие фунги-цидными или фунгистатическими свойствами против фи-топатогенных грибов. БисолбиФит стандарт имеет ярко выраженные защитные свойства, БисолбиФит супер -ростстимулирующие, что подтверждается анализом лабораторной и полевой всхожести семян. В качестве носителя выступает диатомит - осадочная порода, сложенная мельчайшими створками диатомовых водорослей.
Исследования проводили в 2010-2012 гг. на опытном поле Ульяновской ГСХА им. П.А. Столыпина. Обработку семян биопрепаратами проводили в день посева в дозе 3 кг/т семян, а для удерживания их на поверхности зерна использовали прилипатель №КМЦ. Общая площадь делянки составляла 40 м2 (4 х 10 м), учетная - 20 м2 (2 х 10 м), расположение рендомизированное, по-вторность опыта четырехкратная. Почва опытного поля - чернозем выщелоченный среднемощный среднесугли-нистый: содержание гумуса 4,3%, подвижных соединений фосфора и калия (по Чирикову) соответственно 193
и 152 мг/кг почвы, рНКс1 5,3. Учеты и наблюдения, анализы почвенных и растительных образцов проведены в соответствии с общепринятыми методами.
Результаты исследований показали положительный эффект приема предпосевной обработки семян биопрепаратами в технологии возделывания яровой пшеницы (таблица). В условиях 2010 г. урожайность яровой пшеницы изменялась в пределах 0,89-1,27 т/га. Обработка семян препаратом БисолбиФит супер повышала урожайность до 0,96 т/га, препаратом БисолбиФит стандарт - 1,01 т/га. На варианте с ^0Р40К40 сбор зерна увеличился до 1,06 т/га, применение препарата БисолбиФит стандарт на этом фоне способствовало повышению урожайности на 0,09 т/га.
Невысокая урожайность яровой пшеницы в первый год обусловлена неблагоприятными погодными условиями - почти полным отсутствием осадков в течение вегетации и высокими температурами воздуха, превышающими 30°С. Однако первоначальный запас влаги в почве и небольшие осадки сразу после посева способствовали дружным всходам и создали условия для работы микроорганизмов, входящих в состав биопрепаратов. В дальнейшем установившаяся засуха усугубила состояние посевов. Наблюдения за растениями и микрофлорой почвы показали, что, тем не менее, жизнедеятельность их не прекращалась. Этому способствовала работа группы микроорганизмов, способных успешно функционировать даже в таких условиях. Среди них можно выделить актиномицеты, численность которых, по результатам исследований Марковской Г.К. и Степановой Ю.В. [2], в годы с критической влажностью увеличивается. Они способствуют формированию в ризосферной зоне доступных растению питательных веществ и физиологически активных соединений, регулирующих метаболизм и взаимоотношения между партнерами даже в экстремальных условиях.
Урожайность зерна яровой пшеницы в зависимости от применения минеральных
Вариант 2010 г. 2011 г. 2012 г. Средняя
1. Контроль 0,89 2,88 0,86 1,54
2. БисолбиФит стандарт 1,01 3,19 1,11 1,77
3. БисолбиФит супер 0,96 3,27 1,25 1,83
4. N^40^0 1,06 3,52 1,40 1,99
5. М40Р40К40 + БисолбиФит стандарт 1,15 3,64 1,48 2,09
6. М20Р40К40 + БисолбиФит стандарт 1,10 3,85 1,52 2,60
7. Р40К40 + БисолбиФит стандарт 1,01 3,90 1,65 2,19
8. М40Р40К40 + БисолбиФит супер 1,00 3,87 1,60 2,16
9. М20Р40К40 + БисолбиФит супер 1,21 4,00 1,87 2,36
10. Р40К40 + БисолбиФит супер 1,27 4,10 2,13 2,50
11. Р40К40 - 2,98* 0,97* 2,13*
НСР05 0,08 0,19 0,10 -
* вариант введен в 2011 г.
Анализ данных по структуре урожая показал, что вследствие применения биопрепаратов количество продуктивных стеблей повысилось с 536 до 540 шт/м2, что выше контроля на 11-15 шт/м2. Наибольшее их количество в варианте с предпосевной обработкой семян биопрепаратом БисолбиФит супер и минеральными удобрениями Р4оК4о. В этих вариантах и озерненность была выше - 17,6 шт/растение, на контроле она составила 13,93 шт/растение. Увеличение данных показателей обусловлено деятельностью микроорганизмов, способных синтезировать витамины и вещества фитогормональной природы. Важнейшие макро- и микроэлементы быстрее и полноценнее усваиваются растениями из почвы и удобрений, что позволяет снизить дозы азотных и фосфорных, а также микроэлементных удобрений.
Условия 2011 г. были благоприятными (количество осадков за период вегетации составило 225,2 мм, сумма активных температур - 1800,5°С) для роста и развития яровой пшеницы по сравнению с 2010 г., вследствие чего урожайность зерна в контроле была более, чем в 3 раза выше предыдущего года и составила 2,88 т/га. Внесение биопрепаратов в чистом виде способствовало формированию урожайности в 3,19 и 3,27 т/га, что выше контроля соответственно на 0,31 и 0,39 т/га. Действие биопрепарата БисолбиФит стандарт на фоне минеральных удобрений (К20Р40К40 и Р40К40) было практически одинаковым и позволило увеличить сбор зерна соответственно до 3,85 и 3,90 т/га. Прибавка урожайности зерна яровой пшеницы по отношению к контролю на данных вариантах составила 0,97 и 1,02 т/га. Предпосевная обработка семян биопрепаратом БисолбиФит супер на фоне минеральных удобрений ^20Р40К40 и Р40К40) обеспечила наибольшую урожайность в опыте, которая составила 4,00 и 4,10 т/га, что выше варианта с ^0Р40К40 на 0,48 и 0,58 т/га.
Высокая азотфиксирующая активность наблюдается на вариантах с применением азотного удобрения. В работе П.Р. Шотта [3] отмечено, что действие инокуляции адекватно внесению 20-30 кг/га минерального азота. Повышение урожайности культуры при этом обусловлено активизацией почвенной микрофлоры, положительно влияющей на прирост биомассы вследствие увеличения количества боковых стеблей растения. На вариантах с применением биопрепаратов происходило их увеличение на 55 шт/м2 по сравнению с контролем. Наибольшее их количество (650 шт/м2) наблюдалось в варианте
N20P40K40 + БисолбиФит стандарт, что положительно повлияло на усиление фотосинтетических процессов и в конечном итоге отразилось на продуктивности культуры. Так, индекс листовой поверхности яровой пшеницы в опытах увеличивался с фазы кущения до фазы колошения. Наибольшей величины ассимиляционная поверхность достигала в период последней и составила 43,18 тыс. м2/га в варианте N20P40K40 + БисолбиФит супер, в варианте N40P40K40 - 36,78 тыс. м2/га, что выше контроля на 18,9 и 12,5 тыс. м2/га.
В вегетационный период 2012 г. урожайность зерна мало отличалась от урожайности 2010 г. Так, на контроле она составила 0,86 т/га, в вариантах с биопрепаратами БисолбиФит стандарт и БисолбиФит супер - 1,11 и 1,25 т/га, в варианте N40P40K40 - 1,40 т/га. Разница между ними составляет 0,29 и 0,15 т/га в пользу NPK, что говорит о значимости минеральных удобрений. На фоне N40P40K40 обработка семян препаратом БисолбиФит стандарт обеспечила увеличение урожайности до 1,48 т/га, препаратом БисолбиФит супер на этом же фоне -1,60 т/га. Значительное увеличение сбора зерна получено от инокуляции семян препаратом БисолбиФит супер на фонах с N20P40K40 и P40K40 - 1,87 и 2,13 т/га.
Причиной невысокой урожайности стало отсутствие осадков в фазе кущения - формирования вторичных стеблей и корней, для хорошего развития которых необходимы достаточное количество влаги и питательных веществ, особенно фосфора. В таких условиях происходило незначительное увеличение количества продуктивных стеблей. Так, на контроле оно составило 532 шт/м2, на варианте с биопрепаратами 543-546 шт/м2, на фоне N40P40K40 - 550 шт/м2. На вариантах с биопрепаратами урожайность была выше, благодаря работе Bacillus subtillis Ч-13, которые участвуют в мобилизации фосфора почвы, в превращении трудноусвояемых и трудномо-билизуемых фосфорных соединений в доступную для растений форму. Так, на вариантах с предпосевной обработкой семян биопрепаратом БисолбиФит супер и N40P40K40 и N20P40K40 содержание подвижного фосфора в среднем за период вегетации составило соответственно 197 и 198 мг/кг, на контроле - 141 мг/кг. При совместном внесении биопрепаратов и минеральных удобрений доля первых составляла от 5 до 20%, что обусловлено активной азотфиксирующей способностью ризосферных бактерий Bacillus subtillis Ч-13.
Содержание основных элементов питания в зерне яровой пшеницы в зависимости от применения минеральных удобрений и биопрепаратов, 2010-2012 гг.
Качество зерна зависит от метеорологических условий, типа почвы, агротехники, удобрений, сортовых качеств семян. Оно часто не удовлетворяет предъявляемых к нему требований, однако следует отметить, что природно-климатические условия большей части Ульяновской области благоприятны для возделывания и получения зерна яровой пшеницы хорошего качества.
На рисунке представлено содержание основных элементов питания в зерне яровой пшеницы. Результаты свидетельствуют, что используемые препараты способствуют улучшению азотного питания растений. При этом колебание содержания азота в зерне незначительно варьировало по годам в пределах 2,20-2,52%. На фоне естественного почвенного плодородия данный показатель составил 2,2%, а при применении биопрепарата БисолбиФит супер повысился до 2,32%. Использование препарата БисолбиФит супер и ^0Р40К40 позволило получить максимальное содержание данного элемента в зерне - 2,52%, что подтверждает эффективность небольших стартовых доз азотных удобрений при применении биопрепаратов для повышения качества зерна в условиях рискованного земледелия лесостепи Поволжья. На фоне Р40К40 количество азота в зерне было наименьшим (2,05%), что согласуется с мнениями ученых о снижении содержания азота в продукции вследствие внесения фосфорно-калийных удобрений без азота [1, 4].
При оценке действия биопрепаратов на качественные показатели зерна яровой пшеницы выявлено, что концентрация азота в растениях определялась погодными условиями периода вегетации, минеральными удобрениями, инокуляцией семян бактериальными препарата-
ми, что и способствовало интенсивному развитию микроорганизмов и созданию более благоприятных условий для азотфиксации.
Содержание фосфора в зерне колебалось от 0,74 до 1,08%. При инокуляции семян биопрепаратами в чистом виде количество фосфора составило 0,82-0,83%, что обусловлено, как уже отмечалось выше, способностью ассоциативных бактерий к мобилизации фосфорсодержащих труднорастворимых соединений почвы и усилением поступления его в растения. Внесение фосфорно-калийных удобрений слабо влияло на концентрацию фосфора в зерне. Наибольшее содержание Р2О5 (1,08%) наблюдалось на варианте БисолбиФит супер и ^0Р40К40.
Различий в концентрации калия в зерне в зависимости от погодных условий вегетационного периода не отмечено. При применении минеральных удобрений отмечается тенденция незначительного увеличения его содержания в зерне от 0,56 до 0,65%. Обработка семян биопрепаратами способствовала повышению калия в зерне по сравнению с контролем на 0,08-0,11%.
Таким образом, применение биопрепаратов на основе диазотрофов (БисолбиФит стандарт и БисолбиФит супер) для предпосевной обработки семян позволяет не только повысить урожайность, улучшить качество зерна, но и значительно снизить дозы азотных удобрений при возделывании яровой пшеницы. При этом наибольшая (2,60 т/га) урожайность в среднем за 3 года сформировалась на фоне N2^40$-'!« с предпосевной обработкой семян биопрепаратом Би-солбиФит стандарт, что на 0,61 т/га (23%) выше, чем на варианте N40P40K40,
Литература
1. Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай. - М.: ВНИИИА, 2005. - 302 с.
2. Марковская Г.К., Степанова Ю.В. Ресурсосберегающая обработка почвы в полевых севооборотах лесостепи Самарской области и ее влияние на микробиоту чернозема обыкновенного // Актуальные вопросы агрономии, агрохимии и агроэкологии: Материалы Международной научно-практической конференции - Ульяновская ГСХА, 2012.
- С. 124-131.
3. Шотт П.Р. Улучшение обеспеченности зерновых культур азотом с помощью ризосферных азотфиксирующих бактерий // Вузовская наука - сельскому хозяйству: Материалы Международной научно-практической конференции
- Барнаул: АГАУ, 2005. - С. 172-175.
4. Волкогон В.В. Мжробюлопчш аспекти оптимiзацü азотного удобрения сшьськогоснодарських культур. - К: Аграрна наука, 2007. - 143 с.
