CC BY
37
УДК 633.854.78: 631.811.98
продуктивность подсолнечника и микробиологическая активность почвы под воздействием биопрепаратов в условиях республики татарстан
С.Р. СУЛЕЙМАНОВ, аспирант Р.М. НИЗАМОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Казанский государственный аграрный университет, ул. Карла Маркса, 65, Казань, 420015, Россия E-mail: [email protected]
Резюме. На опытном поле агрономического факультета Казанского государственного аграрного университета в 2012-2014 гг. проведены исследования с целью повышения продуктивности подсолнечника и эффективности его возделывания на основе применения биологических препаратов в условиях Республики Татарстан. Почва опытного участка -серая лесная: содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое - 3,5-3,7%, подвижного фосфора (по Кирсанову) - 145155 мг/кг, обменного калия - 108-120 мг/кг почвы, рНсол - 5,8. Предшественник - яровая пшеница. Повторность опытов четырехкратная, размещение делянок систематическое. Учетная площадь делянок - 44 м2 (2,2 * 20 м). Материалами для исследования послужили биопрепараты Альбит (поли-бета-гидроксимасляная кислота), Экстрасол (Bacillus subtilis Ч-13), РосПочва (биоорганическое удобрение), Мизорин (Arthrobacter mysorens), Флавобактерин (Flavobacterium sp. JT 30) и сорт подсолнечника Родник (Р 453). При постановке опыта проводили предпосевную обработку семян, со следующими нормами расхода препаратов: Альбит - 0,35 л/т; Экстрасол и РосПочва - 1 л/т; Мизорин и Флавобактерин -0,3 кг на гектарную норму семян. Использование препаратов Экстрасол и Мизорин способствовало повышению урожайности относительно контроля (2,02 т/га) на 0,78 и 0,61 т/га соответственно и увеличению содержания жира в семянках до 44,4 и 42,6% (контроль - 41,5%). При использовании Альбита разложение льняной ткани, расположенной в пахотном горизонте серой лесной почвы, составило 52%, РосПочвы -39%, Экстрасола - 32%; Флавобактерина - 24%, Мизорина -всего 6%. В условиях Республики Татарстан предпосевная обработка семян биопрепаратами влияет на продуктивность подсолнечника, качество получаемой продукции (увеличивается масличность) и микробиологическую активность серой лесной почвы.
Ключевые слова: подсолнечник, биопрепараты, урожайность, масличность, растительное масло, микробиологическая активность почвы.
Для цитирования: Сулейманов С.Р., Низамов Р.М. Продуктивность подсолнечника и микробиологическая активность почвы под воздействием биопрепаратов в условиях Республики Татарстан // Достижение науки и техники АПК. 2015. Т.29. № 8. С. 39-42.
Подсолнечник - перспективная масличная культура в Российской Федерации и Республике Татарстан. Расширение площади его посевов связано с высокой рентабельностью возделывания культуры и, в последние годы, частым повторением атмосферной и почвенной засухи в нашем регионе [1, 2].
В результате площади под подсолнечником в Республике Татарстан выросли с 17,0 тыс. га в 2010 г. до 81,0 тыс. га в 2014 г. при урожайности 10,8 ц/га [3].
В то же время объем производства семян подсолнечника по Татарстану к 2014 г. достиг лишь 87,5 тыс. т [4]. Наличие в республике маслоэкстракци-онного завода служит дополнительным стимулом для повышения валового сбора продукции этой культуры [5]. Вместе с тем существует ряд факторов, сдержи-
вающих дальнейший рост ее производства, наиболее весомые среди них - высокая потребность в органических и минеральных удобрениях (для образования 1 т семян требуется 50-60 кг азота, 20-25 кг фосфора и 150-160 кг калия) и значительное распространение вредителей и болезней[6].
Внедряемые сегодня адаптивно-ландшафтные системы земледелия предусматривают минимизацию энергетических затрат, а также повышение количества и качества урожая без ущерба окружающей среде. Одним из элементов реализации такого подхода может стать применение микробиологических препаратов [7, 8, 9, 10, 11].
Работами многих ученых доказано влияние средств природного происхождения на обмен веществ в растении, в результате которого происходит изменение процессов роста и развития всего организма или отдельных его органов и повышается устойчивость к стрессовым факторам [12, 13].
Регуляторы роста не заменяют удобрений, а дополняют их в системе питания культуры, повышают коэффициент использования питательных веществ из почвы и удобрений. Эти препараты обычно применяют для обработки семян перед посевом и в фазе 3-5 пар листьев подсолнечника [14, 15].
Однако включение таких препаратов в технологию возделывания культуры должно сопровождаться проверкой их влияния на рост, развитие и продуктивность растений.
Цель исследований - повышение продуктивности-подсолнечника и эффективности его возделывания на основе применения биологических препаратов в условиях Республики Татарстан.
Для ее достижения были поставлены следующие задачи: исследовать влияние применения различных биопрепаратов на урожайность и содержание жира в семянках подсолнечника; установить действие изучаемых биопрепаратов на биологическую активность серой лесной почвы.
Условия, материалы и методы. Испытания проводили в 2012-2014 гг. на опытных полях Казанского государственного аграрного университета. Почва опытного участка - серая лесная среднесуглинистая. В пахотном слое содержание гумуса (по Тюрину) составляет 3,5-3,7% (низкое), подвижного фосфора (по Кирсанову) - 145-155 мг/кг почвы (повышенное), обменного калия - 108-120 мг/кг почвы (среднее), рН солевой вытяжки - 5,8.
В годы проведения исследований (2012-2014 гг.) агрометеорологические условия (осадки и среднесуточная температура воздуха) были различными (рис. 1).
Материалом для исследования послужили биопрепараты Альбит (поли-бета-гидроксимасляная кислота), Экстрасол (Bacillus subtilis Ч-13), РосПочва (биоорганическое удобрение), Мизорин (Arthrobacter mysorens), Флавобактерин (Flavobacterium sp. JT 30) и сорт подсолнечника Родник (Р 453). При постановке
опыта проводили предпосевную обработку семян, со следующими нормами расхода препаратов: Альбит -0,35 л/т; Экстрасол и РосПочва - 1 л/т; Мизорин и Флавобактерин - 0,3 кг на гектарную норму семян.
Предшественник - яровая пшеница. Повторность четырехкратная, размещение делянок систематическое, учетная площадь каждой - 44 м2 (2,2x20 м).
Закладку опыта, фенологические наблюдения, структурный анализ растений и определение урожайности проводили в соответствии с действующими методиками [16, 17, 18]. При учете биометрических показателей отмечали высоту растений, количество листьев, площадь листовой поверхности и продуктивную площадь корзинки [18]. Микробиологическую активность почвы определяли методом аппликации (разложение льняной ткани) [19].
Для изучения процессов минерализации и трансформации растительные остатки подсолнечника измельчали до 2-3 см, смешивали с воздушно-сухой почвой, в которую были внесены биопрепараты, в соотношении 1:20, помеща-
ли в капроновые мешочки, которые закапывали в пахотный слой в месте отбора почвы на глубину 10-15 см. Одновременно закладывали контрольные образцы на участках без применения биопрепаратов [17].
Статистическую обработку результатов исследований однофакторного опыта проводили методом дисперсионного анализа [12] в программе Microsoft Office Excel.
результаты и обсуждение. Обработка семян подсолнечника биологическими препаратами приводила кзначительной активизации ростовых и репродукционных процессов, благодаря чему з начитель но повышались урожайность и качество семянок, в сравнение с контролем.
В результате применения биопрепаратов выход растительного масла был выше, чем в контрольном варианте, на 5,6-48,3%, а урожайность - на 0,150,78 т/га (см. табл.).
В среднем за годы исследований наибольшая продуктивность растений подсолнечника отмечена в варианте с предпосевной обработкой семян биорепа-ратом Экстрасол, в результате чего средняя урожайность сорта Родник составила 2,80 т/га, а прибавка к контролю - 0,78 т/га (38,0%). Также хорошие показатели наблюдали в варианте с Мизорином (выше контроля на 0,61 т/га). Значительно меньший эффект обеспечило применение биопрепарата Флавобактерин (прибавка 0,15 т/га).
Способность подсолнечника создавать жирона-копительную ткань - признак генетически обусловленный, но под влиянием почвенно-климатических условий, технологических приемов и питательных веществ может изменяться степень ее заполнения синтезируемым маслом. К примеру, у современных сортов и гибридов масличность семян колеблется в пределах 48-56% [6]. Наши исследования показали, что
Таблица. влияние предпосевной обработки семян биопрепаратами на продуктивность подсолнечника, 2012-2014 гг.
рис. 1. Метеорологические условия в годы проведения исследований (по данным метеопоста Казанского ГАУ, Ферма-2): а - осадки: □ - среднемноголетние; Э - 2012 г.; ^ - 2013 г.; Н - 2014 г., б - среднесуточная температура воздуха: —♦— - среднемноголетние; -■-■ - 2012 г.; -а-- 2013 г.; -х-- - 2014 г.
Вариант Урожайность, т/га Маслич-ность,% Выход растительного масла, кг/га Прибавка растительного масла
кг/га %
Контроль (без обработки) 2,02 41,5 838,3 - -
Альбит 2,29 42,1 964,1 125,8 15,0
Экстрасол 2,80 44,4 1243,2 404,9 48,3
РосПочва 2,48 41,6 1031,7 193,4 23,0
Мизорин 2,63 42,6 1120,4 282,1 33,6
Флавобактерин 2,17 40,8 885,3 47,0 5,6
НСР05 0,13 0,24
Рис. 2. Влияние биологических препаратов на биоактивность серых лесных почв (разложение льняной ткани).
она может значительно изменяться под воздействием биопрепаратов (см. табл.).
Наибольшее влияние на масличность семян, как и на урожайность, оказал биопрепарат Экстрасол - содержание жира в семянках составило 44,4%, что на 2,9% выше контроля. При использовании Мизорина и Альбита величина этого показателя возросла на 1,1 и 0,6% соответственно. Несмотря на то, что препарат РосПочва оказывал положительное влияние на урожайность, он не способствовал изменению масличности семянок (41,6%), которая осталась на уровне контроля, а при обработке семян Флавобактерином она даже снизилась на 0,7%.
На количественный и качественный состав микрофлоры и ризосферы, кроме самого растения, большое влияние оказывает приемы агротехники, а также внесение биологических препаратов, в результате которых происходят не только изменения биогенности почвы, но и активности некоторых микробиологических процессов. В вариантах с применением биопрепара-
тов быстрее разлагается клетчатка, накапливается больше биологически активных веществ [9]. В нашем эксперименте полотна льняной ткани в почве под подсолнечником, семена которого обрабатывали биопрепаратами, разлагались более интенсивно, чем в контроле (рис. 2).
Среди 5-и исследуемых биопрепаратов наибольшее воздействие на биологическую активность почвы оказали Альбит и РосПочва, при использовании которых почвенные микроорганизмы в течение 40 дн. переработали соответственно 52 и 39% льняной ткани (рис. 3).
Альбит не содержит живых микроорганизмов, а только действующее вещество на их основе, поэтому усиление биологической активности почвы при использовании препарата произошло благодаря стимулированию и созданию оптимальных условий для естественной биоты.
Биопрепараты Флавобактерин и Экстрасол по влиянию на разложение льняной ткани занимали промежуточное положение (24 и 32% соответственно). Это может быть обусловлено отсутствием в их составе макро- и микроэлементов, положительно воздействующих на естественную почвенную микрофлору, что отчасти компенсируетувеличение численности бактерий, которых вносят вместе с препаратами.
При использовании Мизорина разложение льняного полотна (6%) оставалось на уровне контроля, что, на наш взгляд, можно объяснять составом биопрепарата. Бактерии Аг^юЬа^ег mysorens, наряду с некоторыми ростовыми веществами (природные аналоги фитогормонов), синтезируют антибиотики, которые,
Рис. 3. Разложение льняной ткани в зависимости от применения биопрепаратов при обработке семян. Достижения науки и техники АПК. 2015. Т 29. № 8 -
по-видимому, ингибируют развитие почвенных микроорганизмов - сапрофитов [20].
Как показали результаты наших дальнейших исследований, процесс разложения органических остатков подсолнечника в почве также происходит неравномерно по вариантам опыта. При этом закономерности, установленные для льняного полотна, сохраняются. В контроле разложился всего 21 % растительных остатков, при использовании биопрепаратов Альбит и РосПочва - 32-34%, Экстрасол - 27%, Флавобактерин и Мизорин - 26 и 24% соответственно. Следовательно, биопрепараты положительно влияют не только
на продуктивность подсолнечника, но и на минерализацию растительных остатков этой культуры в почве.
выводы. Влияние изученных препаратов на биологическую активность почвы связано с их составом и технологией производства. Наиболее сильно ее увеличивают Альбит и РосПочва, что оказывает положительное воздействие на интенсивность разложения растительных остатков. Применение биопрепаратов Мизорин и Экстрасол позволяет увеличить продуктивность посевов подсолнечника в условиях Республики Татарстан до 2,632,8 т/га и выход масла с 1 га посевов до 1120-1243 кг.
Литература.
1. Низамов Р.М., Сагдиев Р.С. Агроэкологические основы возделывания подсолнечника на маслосемена в Республике Татарстан// Вестник Казанского ГАУ. 2009. № 3 (13). С. 112-14.
2. Низамов Р.М., Сагдиев Р.С. Продуктивность подсолнечника в зависимости от норм высева в условиях Республики Татарстан //Вестник Казанского ГАУ. 2011. № 1 (19). С. 144-146.
3. Сулейманов С.Р., Низамов Р.М. Влияние биопрепаратов на урожайность маслосемян подсолнечника // Зерновое хозяйство России. 2014. № 2(32). С. 20-22.
4. Информация о состоянии агропромышленного комплекса Республики Татарстан.иRL: http://www.mcx.ru/documents/ document/v7_show/31739.363.htm.(дата обращения: 01.06.2015).
5. Резервы роста производства масличного сырья растительного происхождения в Республике Татарстан/ С.Р. Сулейманов, Р.М. Низамов, Р.Б. Зиганшин, А.Н. Зяббаров//Аграрная наука XXI века. Актуальные исследования и перспективы. Труды международной научно-практической конференции. Казань: Изд. Казанского ГАУ, 2015. С. 113-117.
6. Ткалич И.Д., Ткалич Ю.И., Рычик С. Г. Цветок солнца (основы биологии и агротехники подсолнечника). Днепропетровск: Нова 1деолопя, 2011. 172 с.
7. Мостякова А.А., Владимиров В.П., Владимиров К.В. Влияние регуляторов роста и расчетных доз удобрений на продуктивность картофеля в лесостепи среднего Поволжья// Вестник Казанского ГАУ. 2014. № 2 (32). С. 131-135.
8. Гайнанов И.Н., Сафин Р.И. Влияние предпосевной обработки семян на продуктивность и фитосанитарное состояние гороха // Вестник Казанского ГАУ. 2014. № 3 (33). С. 107-110.
9. Мамсиров Н.И., Благополучная О.А., Мамсиров Н.А. Эффективность применения биопрепаратов при возделывании зерновых культур // Земледелие. 2014. № 5. С. 24-25.
10. Кирюшин В.И. О Белгородской модели модернизации сельского хозяйства и биологизации земледелия//Земледелие. 2013. № 1. С. 3-6.
11. Бондаренко А.Н., Зволинский В.П. Микробиологические препараты в аридных условиях// Земледелие. 2013. № 3. С. 19-20.
12. Амиров М.Ф., Амиров А.М. Оценка влияния биологических препаратов и минеральных удобрений на продуктивность яровой твердой пшеницы //Вестник Казанского ГАУ. 2015. № 1 (35). С. 98-102.
13. Лухменев В.П. Влияние удобрений, фунгицидов и регуляторов роста на продуктивность подсолнечника //Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 1. С. 41-46.
14. Антонова О.И., Деккерт В.А., Потапов С.А. Биопрепараты как средство повышения урожайности и качества зерна, маслосемян подсолнечника и корней сахарной свеклы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2003. № 2. С. 9-16.
15. Колягин Ю.С., Новичихин О.В. Влияние корневого питания на рост растений и урожайность подсолнечника //Аграрная наука. 2011.№ 10. С. 15-16.
16. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
17. Основы научных исследований в агрономии / В.Ф. Моисейченко, М.Ф. Трифонова, А.Х. Заверюха, В.Е. Ещенко. М.: Колос, 1996. 336 с.
18. Лукомец В.М., Тишков Н.М., Баранов В.Ф. Методика проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами. Краснодар, 2010. 327 с.
19. Мишустин Е.Н., Востров И.С. Аппликационные методы в почвенной микробиологии//Микробиологические и биохимические исследования почв. Киев: Урожай, 1971. С. 3-12.
20. Самохин Л.В. Влияние стрессовых факторов на взаимодействие ассоциативных ризобактерий и растений: автореф. дис.... канд. биол.наук. М., 2011. 23с.
productivity of sunflower and microbiological activity of soil under the impact
OF BIOLOGICAL PREPARATIONS uNDER CONDITIONS OF THE REPuBLIC OF TATARSTAN
S. R. Suleymanov, R. M. Nizamov
Kazan State Agrarian University, Karl Marx str., 65, Kazan, 420015, Russia
Summary. In 2012-2014 on the experimental field of the agronomic department of Kazan State Agrarian University the investigations were carried out to increase the productivity of sunflower and efficacy of its cultivation on the basis of application of biological preparations under conditions of the Republic of Tatarstan. The soil of the test plot was gray forest; humus content (according to Tyurin) in the topsoil was 3.5-3.7% (low); content of mobile phosphorus (according to Kirsanov) was 145-155 mg/kg, of exchange potassium-108-120 mg/kg of soil; pH of salt extract was 5.8. The preceding crop was spring wheat. There were four replications in the test; the arrangement of plots was systematic. The discount area of the plot was 44 sq. m (2.2 * 20 m). Biological preparations Albit (polybetahydroxybutyric acid), Extrasol (Bacillus subtilis Ch-13), Rospochva (bio-organic fertilizer), Mizorin (Arthrobacter mysorens), Flavobacterin (Flavobacterium sp. JT 30) and sunflower variety Rodnik (P 453) served as materials for investigation. The presowing treatment of seeds was conducted with the following rates of application: Albite-0.35 l/t, Extrasol and Rospochva-1 l/t, Mizorin and Flavobacterin-0.3 kg per 1 hectare rate of seeds. Application of Extrasol and Mizorin contributed to increase in productivity over the control (2.02 t/ha) by 0.78 and 0.61 t/ha, correspondingly, and rise of fat content in achenes up to 44.4 and 42.6% (41.5% in the control). With the application of Albit the decomposition of linen fabric, put in the topsoil, was 52%, of Rospochva-39%, Extrasol-32%, Flavobacterin-24%, Mizorin-6% only. Under conditions of the Republic of Tatarstan the presowing treatment of seeds by biological preparations influences on the sunflower productivity, quality of obtained production (oil content increases) and microbiological activity of grey forest soil. Key words: sunflower, biological preparations, yield, oil content, vegetable oil, and microbiological activity of soil. Author Details: S.R. Suleymanov, Post-graduate Student (е-mail: [email protected]); R.M. Nizamov, Cand. Sc. (Agr.), Assoc. Prof. For citation: Suleymanov S. R., Nizamov R.M. Productivity of sunflower and microbiological activity of soil under the impact of biological preparations under conditions of the republic of Tatarstan. Dostizheniyanauki i tekhnikiAPK. 2015. V. 29. № 8.pp. 39-42 (InRuss).
