CC BY
71
УДИ 631.811 631.816 631.
10.18286/1816-4501 -2015-4-62-67
ПРИМЕНЕНИЕ БИОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТОВ В РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЯХ ВЫРАЩИВАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ
Захаров Сергей Александрович,, научный сотрудник ФГБНУ «Ульяновский НИИСХ»
433315, Ульяновская область, Ульяновский район, п. Тимирязевский, ул. Институтская 19; тел.: 8(84254)3-41-32; e-mail: [email protected]
Ключевые слова: минеральные удобрения, биоминеральные удобрения, биопрепарат, Бисолбифит, Экстрасол, модифицированные удобрения.
В работе проведен анализ сравнительной эффективности минеральных и биоминеральных удобрений при комплексном их применении на формирование урожая озимой пшеницы. Изучены действия минеральных и биоминеральных удобрений на формирование и состояние посевов, урожайность и качество зерна зерновых культур.
Введение
Одновременно с использованием хорошо известных азотных, фосфорных и калийных удобрений аграрная наука постоянно ведет поиск наиболее перспективных удобрений, которые положительно влияют на урожайность и качество выращиваемой продукции. Многие почвенные микроорганизмы синтезируют различные фитогормоны, участвуют в синтезе высокомолекулярных соединений, которые формируют запас питательных веществ в почве и создают оптимальные условия для роста и развития культурных растений. На этой основе производится ряд бактериальных удобрений и микробиологических препаратов.
Современное промышленное производство минеральных удобрений и мили-орантов основано на использовании различного исходного сырья химической и горнодобывающей промышленности. При микробиологических анализах проб различных видов минеральных удобрений и мили-орантов были получены данные об аборигенной микрофлоре, обитающей на исходном сырье и поселяющейся впоследствии на поверхности гранул минеральных удобрений на заключительном этапе их производства либо при их дальнейшем хранении и транспортировке. Основными представителями аборигенной микрофлоры являлись
штаммы бактерий из рода Bacillus. Видовое разнообразие оказалось незначительным и в основном было представлено видами Bacillus subtilis, cereus, Bacillus megaterium [1].
Вместе с тем, необходимо знать закономерности комплексного влияния различных видов удобрений и микроорганизмов, входящих в состав биопрепаратов, на урожайность культур. Это позволит оценить роль инокуляции препаратами ризосферных диазотрофов в формировании урожайности сельскохозяйственных культур. В результате этого будет выявлена роль диазотрофов в формировании величины и качества урожайности зерна сельскохозяйственных культур, установлена их роль в азотном питании растений. Полученные данные послужат основой для разработки приемов использования биопрепаратов в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур [2].
Основной способ уменьшить эти явления - умеренное и научно обоснованное применение удобрений (оптимальные дозы, минимальное количество вредных примесей, чередование с органическими удобрениями и пр.). Следует также помнить выражение, что «минеральные удобрения являются средством маскировки реальностей». По нашим данным, продуктами эрозии почв выносится больше минеральных веществ, чем их вносится с удобрениями.
I
Важным условием эффективного применения бактериальных удобрений является также правильное их сочетание с минеральными удобрениями. Отмечается, что небольшие дозы легкодоступного азота необходимы как стартовые для стимуляции развития азотофиксирующих бактерий и формирования у растений мощного фотосинтетического потенциала. Объясняется это тем, что микроорганизмы, внесенные с удобрениями, требуют некоторого времени для размножения. Внесение небольших доз минеральных удобрений, улучшая условия питания растений в ранний период, улучшает и их взаимоотношение с бактериями [3].
Биологизация гранул минеральных удобрений микробиологическими препаратами является на сегодняшний день одним из самых перспективных и действенных способов повышения эффективности их использования. Данный способ позволяет повысить окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая на 50 - 60 %. [4].
Объекты и методы исследований
Определение необходимой нормы внесения под сельскохозяйственные культуры является первым условием правильного применения удобрений.
Выбранные нами дозы удобрений приняты исходя из среднерекомендованных доз под зерновые культуры в условиях Ульяновской области.
В опыте четыре фона азотного питания (фон 1 - без удобрений, фон 2 - NH4N03, фон 3 - NH4N03m и фон 4 - ЛА NH4N03m)- на эти четыре фона наложены восемь вариантов: 1 - контроль, 2 - N,CP1CK1C, 3- N,cP,cK,cm обработка гранул минеральных удобрений биопрепаратом Бисолбифит 4 кг на 1 т удобрений, 4 - Уг l\l75P75K75 m - обработка гранул минеральных удобрений биопрепаратом Бисолбифит 4 кг на 1 т удобрений, 5 - Бисолбифит - предпосевная обработка + некорневая подкормка - 1 л/т (га), 6 - Nl5Pl5Kl5 + Бисолбифит - предпосевная обработка + некорневая подкормка -1 л/т (га), 7 - NH4N03m - 40 кг д.в + Бисолбифит 4 кг на 1 т удобре-
ний, 8 - Уг NH4N03m - 20 кг д.в + Бисолбифит 4 кг на 1 т удобрений.
N 15^15^15 и NH4N03 вносятся одновременно с севом сельскохозяйственных культур. Вносят комбинированные удобрения с одинаковым содержанием NPK.
Организация полевых опытов, проведение наблюдений, лабораторных анализов осуществлялись по общепринятым методикам и соответствующим ГОСТам. Данные результатов подвергались математической обработке методам дисперсионного анализа.
Результаты и исследований
В настоящее время существует разнообразие методов определения микробиологической активности почв, которые применяются в зависимости от характера задач, стоящих перед исследователем [5]. В наших же исследованиях был применен метод аппликаций, позволяющий получить данные о минерализации органического вещества почвы на определенном отрезке времени.
Данный метод был выбран нами еще и потому, что он дает возможность установить активность микрофлоры именно в ризосфере - области почвы вокруг корней, которая характеризуется наиболее высокой численностью микроорганизмов. Наряду с функцией деструктора органических соединений, микрофлора ризосферы выступает также в роли естественного стерилизатора патогенных организмов [6].
Кроме того, считается, что общую направленность микробиологических процессов в почве достаточно полно отражает скорость разложения клетчатки [7].
Целлюлозоразрушающая способность почвы является одним из показателей биологической активности, которая способна меняться в зависимости от вида вносимых удобрений. Скорость разложения клетчатки может достаточно полно отражать общую направленность микробиологических процессов в почве.
Наблюдения за распадом льняной ткани, проведенные нами в 2013 - 2014 годы под посевами озимой пшеницы, показали
Таблица 1
Биологическая активность почвы при применении биопрепарата, минеральных и биоминеральных удобрений, % (2013-2014 гг.]
Вариант Фон 1- б/у Фон 2-NH4N03
0-10 см 10-20 см 20-30 см 0-30 см 0-10 см 10-20 см 20-30 см 0-30 см
Контроль 16,9 20,2 21,7 19,6 15,8 18,4 25,0 19,7
NPK 24,5 28,1 28,4 27,0 19,7 21,5 25,3 22,1
NPKm 40,1 57,2 48,6 48,6 38,5 43,4 59,7 47,2
%NPKm 35,1 37,7 46,4 39,7 35,5 38,2 48,9 40,8
Бисолбифит 26,9 37,2 38,8 34,3 27,8 37,0 37,6 34,1
NPK+Бисолбифит 34,8 41,0 61,5 45,8 38,1 41,3 55,7 45,0
NH4N03m 31,3 38,5 48,5 39,4 33,0 61,1 50,5 48,2
Уг NH4N03m 28,3 35,4 43,6 35,7 29,7 36,2 42,9 36,3
Фон 3- NH4NO^m Фон 4-У2 NH4N03m
0-10 см 10-20 см 20-30 см 0-30 см 0-10 см 10-20 см 20-30 см 0-30 см
Контроль 25,3 31,4 38,8 31,8 21,9 26,7 34,9 27,8
NPK 27,9 36,0 44,1 36,0 22,8 31,0 36,8 30,2
NPKm 61,1 64,4 70,4 65,3 54,1 60,2 66,9 60,4
1/2NPKm 41,4 48,6 58,1 49,4 39,5 44,5 56,0 46,7
Бисолбифит 32,7 44,0 54,0 43,6 35,5 45,0 47,7 42,7
NPK+Бисолбифит 50,4 52,0 61,4 54,6 32,8 41,1 53,1 42,3
NH4N03m 44,6 49,5 60,5 51,5 48,0 48,7 62,8 53,2
Уг NH4N03m 37,8 45,5 54,9 46,0 35,5 43,5 51,4 43,5
неоднозначное влияние биологического препарата, а также минеральных и биоминеральных удобрений на биологическую активность почвы.
Интенсивность протекающих в почве биологических процессов во многом зависела от уровня ее удобренности. Варианты с минеральными, биоминеральными удобрениями и биопрепаратом увеличивали целлюлозоразлагающую активность по всем изучаемым фонам (табл.1) на 7,4 - 29 %; 2,4 - 28,5 %; 4,2 - 33,5 % и 2,4 - 32,6 % соответственно.
Следует отметить, что применение биоминеральных удобрений и биопрепара-
та как на вариантах, так и фоновым внесением увеличивало целлюлозоразлагающую активность по сравнению с контрольными вариантами и применением минеральных удобрений в чистом виде.
Азотным удобрениям при достаточной обеспеченности почвы подвижными формами фосфора и калия принадлежит основная роль в формировании урожайности зерна. Биопрепараты, используемые для инокуляции семян, способствуют увеличению сбора зерна за счет дополнительного снабжения растений азотом и продуцирования микроорганизмами физиологически активных веществ различных групп [8].
Таблица 2
Урожайность озимой пшеницы при применении биопрепарата, минеральных и биоминеральных удобрений, т/га (среднее за 2013-2014 гг.]
Фон 1- б/у Фон 2-NH4N03
Вариант т/га + % т/га + %
к контролю к контролю
Контроль 4,28 - - 4,59 - -
NPK 4,59 0,31 7,2 4,70 0,11 2,4
NPK m 4,95 0,67 15,6 4,97 0,38 8,3
1/zNPK m 4,85 0,57 13,3 4,94 0,35 7,6
Бисолбифит 4,60 0,32 7,5 4,82 0,23 5,0
NPK+Бисолбифит 4,68 0,40 9,3 4,80 0,21 4,6
NH4N03m 4,61 0,33 7,7 4,87 0,28 6,1
Уг NH4N03m 4,65 0,37 8,6 4,82 0,23 5,0
Фон 3- NH4N03m Фон 4 -Уг NH4N03m
т/га + % т/га + %
к контролю к контролю
Контроль 4,69 - - 4,60 - -
NPK 4,96 0,27 5,8 4,93 0,33 7,2
NPK m 5,27 0,58 12,4 5,20 0,60 13,0
1/zNPK m 5,23 0,54 11,5 5,37 0,77 16,7
Бисолбифит 4,88 0,19 4,0 4,87 0,27 5,9
NPK+Бисолбифит 5,08 0,39 8,3 5,17 0,57 12,4
NH4N03m 4,86 0,17 3,6 4,97 0,37 8,0
Vi NH4N03m 4,85 0,16 3,4 4,81 0,21 4,6
HCP0,05 2013 г. А-0,072; В-0,102; АВ-0,204 2014 г. А-0,049; В-0,070; АВ-0,140
Необходимо отметить, что применение биоминеральных и минеральных удобрений как отдельно, так и в сочетании их с NH4N03, NH4N03m и Vi NH4N03m положительно сказалось на урожайности озимой пшеницы (табл.2)
Естественное плодородие чернозема выщелоченного обеспечивало урожайность озимой пшеницы 4,28 т/га. Внесение изучаемых удобрений в чистом виде способствовало увеличению сбора зерна на 0,31-0,67 т/га относительно контрольного варианта.
На фоне с весенним внесением NH4N03 в дозе 40 кг д.в. урожайность на контрольном варианте составила 4,59 т/га. Варианты с биопрепаратом, минеральными и биоми-
неральными удобрениями повышали данный показатель на 0,11 - 0,38 т/га или на 2,4 - 8,3 % соответственно. Максимальная урожайность на данном фоне была отмечена на вариантах NPKm и 1/zNPKm (4,97 и 4,94 т/га соответственно).
На фонах с модифицированной аммиачной селитрой, как в половинной, так и в полной дозах из-за повышения активности микроорганизмов наблюдалось еще большее увеличение урожайности по сравнению с фонами Б/у и NH4N03. Наибольшая урожайность была получена на фоне Vi NH4N03m на варианте TzNPKm - 5,37 т/га и на фоне NH4N03m на варианте NPKm - 5,27 т/га. В целом по опыту наиболее высокая
Таблица 3
Качественные показатели зерна озимой пшеницы Харьковская 92
Вариант Фон 1- 6/y Фон 2-NH4N03
Масса 1000 зерен Натура Клейковина Белок Масса 1000 зерен Натура Клейковина Белок
Контроль 38,9 812 23,9 12,5 39,5 807 23,3 12,4
NPK 39,7 814 23,8 12,5 41,1 809 23,3 12,5
NPKm 41,4 815 23,9 12,6 41,5 813 23,4 12,5
1/2NPKm 40,1 810 23,9 12,5 40,5 813 24,0 12,6
Бисолбифит 39,8 813 24,4 12,7 40,3 813 24,4 12,7
NPK+Бисолбифит 40,2 819 24,1 12,6 40,4 810 23,2 12,4
NH4N03m 40,7 818 24,7 12,8 41,8 819 23,2 12,4
Уг NH4N03m 40,2 816 25,3 12,9 40,2 816 24,6 12,8
Фон 3- NH4N03m Фон 4-1/2 NH4N03m
Масса 1000 зерен Натура Клейковина Белок Масса 1000 зерен Натура Клейковина Белок
Контроль 39,4 815 23,8 12,5 40,3 808 24,5 12,6
NPK 40,5 817 23,8 12,5 40,5 811 24,1 12,8
NPKm 41,5 811 25,0 12,8 41,2 815 24,5 12,7
1/2NPKm 40,5 818 24,6 12,8 40,6 814 24,6 12,9
Бисолбифит 40,2 811 25,5 13,1 40,5 812 24,5 12,7
NPK+Бисолбифит 40,3 811 24,9 12,9 40,8 810 24,9 12,9
NH4N03m 41,2 811 24,2 12,7 40,9 810 25,5 13,1
1/2 NH4N03m 40,3 812 24,8 12,9 40,6 814 25,6 13,1
урожайность сформировалась на вариантах с внесением биоминеральных удобрений.
Как показали исследования, варианты с удобрениями и биопрепаратом способствовали повышению содержания клейковины и белка в зерне, где эти показатели варьировали от 23,3 до 25,6 % и от 12,4 до
13,1 %. (табл.З)
Выводы. Следует отметить, что применение минеральных и биоминеральных удобрений позволяет не только повысить урожайность озимой пшеницы, но и влияет на качественные показатели зерна. В свою очередь применение биоминеральных удобрений позволяет повысить коэффициент усвоения растениями питательных веществ, а также ускорить биологические процессы в
почве, которые способствуют не только повышению урожайности, но и повышению плодородия почвы.
Библиографический список
1. Чеботарь, В.К. Применение биома-дефицированных минеральных удобрений Ульяновск / В.К. Чеботарь, А.А. Завалин, А.Г. Ариткин.- УлГУ, 2014 - 21 с.
2. Никитин, С.Н. Влияние средств химизации и биологизации на урожайность озимой пшеницы / С.Н. Никитин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - № 1. - 2014. - 24 с.
3. Никитин, С.Н. Оценка эффективности применения биопрепаратов в Среднем Поволжье / С.Н. Никитин - Ульяновск: Изд-
во ИПК «Венец» УлГТУ, 2014.
4. Чеботарь, В.К. Применение биома-дефицированных минеральных удобрений / В.К. Чеботарь, А.А. Завалин, А.Г. Ариткин. - Ульяновск: УлГУ, 2014 - 118 с.
5. Орлов, Д.С. Химия почв / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, Н.И. Суханова. - М.: Высшая школа, 2005. - 561с.
6. Смирнов, Б.А.. Влияние разных по интенсивности систем обработки и удобрений на изменение биологических показателей плодородия почвы / Б.А. Смирнов, П.А.
Котяк, Е.В. Чебыкина // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. -2008. - №7.-С. 21-23.
7. Сорокин, Н.Д. Количественная оценка микробиологической активности / Н.Д. Сорокин // Почвоведение. - 1993. - №8. - С. 99-103.
8. Кожемяков, А.П. Перспективы применения биопрепаратов ассоциативных азот-фиксирующих микроорганизмов в сельском хозяйстве / А.П. Кожемяков, А.В. Хотянович // Бюллетень ВИУА. -1997. - №110. - С. 4-5.
