CC BY
53
УДК 632.1; 632.3/.4
роль биопрепаратов в повышении урожайности озимых культур
Игольников С.А., директор ООО «Камышинское ОПХ»;
Игольникова Л.В., к.с.-х.н. - ФГБНУ НВНИИСХ
Проблема повышения урожайности и качества продукции приобретает с каждым годом все большее и большее значение для сельского хозяйства. Тяжелое экономическое положение предприятий агропромышленного комплекса заставляет искать новые пути выращивания сельскохозяйственных культур, направленные на снижение их себестоимости и повышение качественных показателей.
Проблема повышения урожайности и качества продукции приобретает с каждым годом все большее и большее значение для сельского хозяйства. Тяжелое экономическое положение предприятий агропромышленного комплекса заставляет искать новые пути выращивания сельскохозяйственных культур, направленные на снижение их себестоимости и повышение качественных показателей.
Главная цель освоения новых технологий - это направление почвообразовательного процесса в его естественное природное состояние, при котором наши почвы прирастали органическим веществом. Это возможно только там, где применяются консервирующие обработки почвы, которые обеспечивают минимальное механическое повреждение верхнего слоя почвы и постоянное покрытие поверхности растительными остатками.
В производственной сфере специалисты хозяйств заинтересованы, в первую очередь, не столько в сохранении плодородия, сколько в успехе производства, повышении рентабельности. Хотя абстрагироваться от вопросов сохранения почвенных ресурсов безответственно. Выражение «земля утомлена» у всех на слуху. Признаками «переутомления» почвы являются: её пылевидное бесструктурное состояние, появление корки после каждого дождя. Но на самом деле, земля не столько утомлена - сколько истощена, повреждена бездумным хозяйствованием на протяжении многих десятков лет. В слое почвы 35-40 см природа создала сложнейший «биологический завод» по производству и переработке органических частей в гумус, в котором накапливаются и затем расходуются питательные вещества. Механическая обработка - есть грубое вмешательство человека, которое нарушает всю мудрость природы, все сложные микробиологические и химические почвообразовательные процессы.
Растения выработали способность оставлять после своей жизнедеятельности органического вещества больше, чем сами потре-
бляют. И только благодаря такому правилу, растения в симбиозе с микроорганизмами постоянно увеличивают плодородие почвы при условии их естественного сложения.
Накопление отмерших растительных остатков в виде особого слоя подстилки на поверхности почвы создает особое хранилище элементов питания, которые по мере ферментативного разложения микроорганизмами постепенно поступают в почву. Основная часть используется обитателями микромира почвы, остатки соединяются с минералами, превращаясь в гумус почвы. Гумус - это законсервированные питательные вещества почвы, большая часть гумуса труднорастворима, поэтому недоступна растениям. В природе, согласно современным представлениям науки, растения питаются от разложения свежей органики и только при неблагоприятных условиях переходят на питание «консервными запасами» гумуса. Именно этот постоянный и непрерывный процесс ферментативного разложения органической мульчи и обеспечивает динамическое плодородие почвы, полноценное питание растений. Если процесс разложения органического опада периодичный и не происходит вблизи корней, то растения быстро расходуют растворимые формы гуми-новых соединений (легкорастворимый гумус) и в остальной период времени просто голодают. Если процесс расщепления органики идет непрерывно и в непосредственной близости корней растений, то растения постоянно получают полноценное питание, которое способствует формированию высокого урожая. Поэтому, основным фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур является мульчирование почвы свежей органикой в достаточном количестве для протекания ферментативных процессов. Однако в почве для расщепления органики должны присутствовать соответствующие микроорганизмы, способные это переваривать.
Посмотрим, как же происходит процесс питания растений? В природе развитие растений и повышение плодородия почвы -
единый процесс. Главную роль здесь играют почвенные организмы - грибы, полезные микроорганизмы. Самостоятельно корневыми волосками растения могут впитывать только «подвижный гумус» - легкорастворимый, который быстро расходуется. Гумуса в почве много, но у растений нет ферментов для переработки сложных биохимических соединений, тогда им остается - либо голодать, либо привлекать « помощников», что растения с успехом и делают. Выделяя сахара в ризосферу, растения привлекают грибы и ризосферную микрофлору. Симбиотические грибы способны это улавливать и приближаются к корню растения своими гифами, и очень глубоко внедряются в корень специальными выростами. Такие симбиотические отношения между растением и грибами называют микоризой.
С помощью микоризы растения используют больший объем почвы. Гифы гриба более, чем на порядок тоньше корневых волосков и поэтому способны проникать в тончайшие поры почвы. В кубическом сантиметре почвы у корней общая протяженность нитей микоризы составляет от 20 до 40 метров. Гифы гриба - его «корни» распространяются на многие десятки метров и охватывают огромную территорию, которая растениям недоступна. Гриб поставляет растению сбалансированные питательные вещества и улучшает снабжение влагой. Он работает словно мощный насос, впитывая влагу из почвы и извлекая питательные вещества для растений. За счет микоризы корневое питание растений усиливается в 15 раз. Взамен растения очень щедро делятся со своими симбионтами, отдавая им до 40% продуктов своего синтеза.
Грибы способны преобразовывать труднорастворимые соединения (минералы, породу), содержание которых очень значительно, в доступное для растений питание, особенно фосфор, а также - железо, калий, кальций, магний, цинк, серу и другие необходимые растению элементы, абсорбировать, накапливать и передавать их растению в соответствии с
потребностью (На фото гифы гриба на корнях растения).
Ещё одно важное направление во взаи-моотношени-ях АМ-грибов с растениями - деструкция мертвых растений. Обладая мощным ферментативным аппаратом микориза расщепляет растительные остатки предшествующего урожая и исполь-
зует это питание для формирования нового урожая, выполняя при этом и фитосанитар-ные функции, вырабатывая сильные антибиотики, защищающие корневую систему растения от болезнетворных организмов.
К сожалению, многие факторы, такие как эрозия, удаление органического вещества, уплотнение, вспашка, культивации почвы, содержание земли под паром, а также использование химических удобрений и пестицидов, сократили и во многих случаях полностью устранили микоризные грибы на больших пространствах возделываемых земель.
Как же «оживить» землю и вернуть ей первозданное плодородие?
Вся проблема используемой сегодня технологии обработки почвы и выращивания культур заключается в том, что она ведет к уничтожению полезной микрофлоры в почве. Её место занимают нетипичные для почвообразовательных процессов и взаимодействия с растениями микроорганизмы. При этом корни растений заселяют неспецифичные микроорганизмы, которые не кормят растения элементами питания, а паразитируют на растительном организме.
Выходом из такой непростой ситуации является целый комплекс мер по оздоровлению пашни. Необходимо вытеснить патогенные бактерии из почвы и заселить в неё полезные микроорганизмы, которые обеспечат биологическую активность в корневой системе культурных растений и их полноценное питание. Полезная микрофлора запускает механизм саморыхления почвы. Это поможет избавиться от плужной подошвы, что будет способствовать резкому увеличению влаго-емкости почвы. Кроме того, за счет запуска естественных процессов иммобилизации питательных веществ за счет деятельности микроорганизмов снизятся расходы на минеральные удобрения.
В 2013 г. в ООО «Камышинское ОПХ» проводился семинар на тему «Сорта полевых культур и биотехнологии в засушливых условиях Волгоградской области». Хозяйство работает с двумя компаниями, производящих бактериальные препараты. Это ООО «Петербургские Биотехнологии», выпускающие препараты серии Ризобакт СП, и группа компаний «Биоцентр», создающие препараты серии СТИ-МИКС® (руководитель А.Г. Харченко).
Петербургскими специалистами разработана биотехнология выращивания зерна озимых зерновых и других культур, которая по экономической эффективности значительно превосходит технологию, основанную на применение минеральных удобрений, химических протравителей и стимуляторов роста. БИОТЕХНОЛОГИЯ заключается в применении
различных видов Ризобакт (СП), которые за счет активизации усвоения ризосферной микрофлорой азота воздуха, расщепления труднодоступных почвенных соединений фосфора и калия, микроэлементов в легкодоступные для растений формы, выделения природных антибиотиков и стимуляторов роста, позволяют достичь сбалансированного питания в каждую фазу развития растений, а не разрозненными частями как при типовых технологиях. Биотехнология позволяет повышать полевую всхожесть семян, формировать мощную корневую систему растений, увеличивать их продуктивную кустистость. Микробы создают как бы «чехол» возле корней, не пропуская патогенов к растению. Всё это способствует повышению зимостойкости и увеличению урожайности озимых зерновых культур.
Препараты серии СТИМИКС® группы компаний «Биоцентр» созданы специально для борьбы с болезнями бактериальной и смешанной бактериально-грибной природы полевых растений, а также повышения урожайности всех возделываемых культур и их устойчивости к стрессам. СТИМИКС® - комплекс биологически активных веществ, полученных путем сложного управляемого гидролиза, где в качестве сырья используются специальное природное сырье, а качестве активного агента - сложные микробные препараты, представляющие консорциумы штаммов агрономически ценных микроорганизмов, выделенных из целинных почв и растений, закрепленный препаратом на основе солей гуминовых кислот.
Эффективность биопрепаратов в том, что в результате жизнедеятельности бактерий, возделываемое растение начинает получать дополнительное питание, затем начинает расти физиологическая активность самого растения - его корни начинают всасывать питание более интенсивно. Дополнительно к этому, почвенные псевомонады подавляют рост фитопатогенных микроорганизмов в ризосфере, что также способствует росту растений. В результате растение получает такое количество питательных веществ, что влияние ризосферных бактерий сравнимо с действием минеральных удобрений. Действие комплекса бактерий направлено также на восстановление супрессивности почвы и её естественного плодородия.
Применение микробных препаратов включает в себя обработку семян, растений в период вегетации, пожнивных остатков в момент их заделывания в почву. Разложение соломы в этом случае идет постепенно и не требует внесения минерального азота (обычно это 10 кг д.в./т). Обработка пожнивных остатков микробными составами особенно важна при
переходе на энергосберегающие технологии -минимальной и нулевой обработки почв, так как в течение 4-5 лет переходного периода наблюдается потеря более 25% урожайности, из-за увеличения количества корневых гнилей и общего фона болезней, по причине того, что с растительными остатками передаются и сохраняются в почве 75% болезней растений. Наряду с уменьшением почвенной инфекции наблюдаются процессы биологического разрыхления почвы.
Почвы ООО «Камышинское ОПХ» каштановые, малогумусные в комплексе с солонцами каштановыми от 10 до 25%. Преобладающий механический состав - среднесуглинистый и супесчаный. Среднее содержание гумуса -1,7%.
В хозяйстве существует трёхпольный севооборот: пар чистый - озимые - яровые.
Посев озимых произвели в сентябре 2012 г. В связи с циклом засушливых последних лет, запасы влаги в почве к моменту посева озимых были минимальными. Но благодаря выпавшим осадкам в начале сентября (18,6 мм), были получены хорошие всходы. В зимний период наблюдалось сильное промерзание почвы, которое сохранилось к началу таяния снега, в результате чего зимние осадки сошли с полей. Определение влажности почвы под озимыми в конце мая показало 5,8 - 11,4 мм продуктивной влаги в метровом слое почвы, ниже 80 см почва была абсолютно сухая. Погодные условия в 2013 году сложились крайне неблагоприятно для формирования зерна озимой пшеницы, оно проходило в условиях аномальной жары, острой атмосферной и почвенной засухи. Для производственных испытаний использовались биопрепараты ризо-бакт, стимикс. Для восполнения потребности растений в элементах питания применялись некорневые подкормки биопрепаратами, микроэлементами, карбамидом. В качестве контроля, где не вносились биопрепараты были взяты близлежащие участки питомников размножения Камышинского научного отдела (Камышанка 3, Камышанка 4, Камышанка 5, Камышанка 6).
Осенью семена озимой пшеницы сортов Станичная, Северодонецкая юбилейная, Ермак были обработаны биопрепаратом ри-зобакт 1,5 л/т+лигногумат 0,5 л/т. Согласно технологии применения препарата, протравливание проводилось непосредственно перед посевом, семена были высеяны в течение 8-10 часов. В осенний период на этих участках отмечалось мощное развитие корневой системы растений. Весной, в фазу кущения при среднесуточной температуре выше 15°С, произвели первую некорневую подкормку посевов: на 1 га - ризобакт 0,2 л + лигногумат 0,2 л. В фазу
трубкования произвели вторую некорневую подкормку: на 1 га - стимикс ст. 0,9 л, мочевина 25 кг, рексолин 47 г, монокалий фосфат 0,34 кг. В фазу колошения внесли третью некорневую подкормку: на 1га - мочевина 10-12 кг, рексолин 48-50 г, биоклей 0,1 л, серный цинк 0,17-0,20 кг, альтер 0,15 л.
Семена озимой пшеницы сортов Камышан-ка 3, Камышанка 4, Камышанка 5, Камышанка 6 были протравлены обычными протравителями: на 1 т - алькасар 0,96 л, гумат калия 0,3 л. В период вегетации этих сортов провели также 2-3 некорневых подкормки. Первая - на
1 га внесли стимекса ст. 1 л, мочевины 29-30 кг, рексолина 44-50 г, монокалия фосфата 0,5 кг. Вторую подкормку применили лишь на сортах Камышанка 5 и Камышанка 6: на 1 га - мочевина 18,8 кг, гумат калия 0,4 л. Третья подкормка была проведена в фазу колошения, на 1 га внесли - стимикса ст. 1 л, мочевины 1013 кг, фитостима Б 1 л, рексолина 46,5 г, серного цинка 0,24 кг, альтера 0,16 л, биоклея 0,1 л.
В результате применения биопрепаратов были получены следующие данные (таблица №1).
Таблица 1 - Урожайность озимой пшеницы при применении биотехнологий
в ООО «Камышинское ОПХ», 2013 г
Сорт Урожайность, т/га Качество зерна Себестоим., руб/кг Урожайность контроля, т/га
стекловид.,% клейковина,% ИДК
Камышанка 3 1,55 47,0 16,3 80,0 8,0 1,43
Камышанка 4 1,90 49,0 27,0 73,8 6,5 1,44
Камышанка 5 1,78 47,0 18,4 72,0 7,2 1,73
Камышанка 6 1,52 46,0 15,4 81,2 8,3 0,92
Станичная 2,33 50,5 22,0 82,0 5,3 -
Северод. юб. 2,04 50,0 24,1 83,0 6,2 -
Ермак 2,01 46,0 16,6 88,7 6,3 -
Совместное применение химических препаратов и стимикса в фазы кущения и колошения дало прибавку урожая сортов серии Камышанка по сравнению с контролем от 0,05 до 0,60 т/га. На посевах сортов Станичная, Северодонецкая юбилейная и Ермак сочетание обработки семян с обработкой по вегетации ризобактом с применением химических препаратов в фазу колошения также оказали положительный эффект в увеличении урожайности зерна озимой пшеницы, прибавка к контролю составила 0,56 т/га, а при дополнительной подкормке стимиксом совместно с мочевиной и микроэлементами - 0,65 т/га. На всех вариантах были получены семена с высокой всхожестью 96-98%, что является хорошим показателем, так как в последнее время семена озимой пшеницы получаются с пониженной всхожестью, не соответствующие стандарту.
На отдельном поле на сортах Северодонецкая юбилейная и Ермак были заложены следующие опыты: на части поля провели дополнительную некорневую подкормку карбамидом + стимиксом на фоне применения ми-
кроэлементов и фосфора. Прибавка на сорте Ермак составила 0,26 т/га, на Северодонецкой юбилейной - 0,49 т/га. Окупаемость удобрений в этом случае составила 22-42 кг зерна на 1 кг д.в. удобрений.
Экономическая эффективность применения биопрепаратов очевидна. Так, самая низкая себестоимость зерна отмечена на варианте с ризобактом, когда на осеннее применение биопрепарата наложили обработки по вегетации, где прибавка урожая составила 0,58 т/ га.
Таким образом, совместное применение в баковых смесях химических и биологических препаратов на посевах озимой пшеницы и обработки семян биопрепаратами показало их эффективность в засушливых условиях ООО «Камышинского ОПХ», которая проявилась в виде прибавки урожая в первый год применения, а также снижения инфекционного фона на полях. В связи с этим возможен пересмотр системы защиты растений в сторону уменьшения количества применяемых химических пестицидов и уменьшения количества применяемых химических азотных удобрений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мишустин Е.Н., Емцов В.Т. Микробиология. -М.: Колос, 1970. - 343с.
2. Туев Н.А. Микробиологические процессы гу-мусообразования. - М.: Агропромиздат, 1989. - 236 с.
3. Харченко А.Г. Путь по которому следует идти // Поле деятельности, 2014. - №3. - С. 30-36.
4. Фёдорова Г.П. Петербургские Биотехнологии: методическое руководство. - Санкт - Петербург, 2013. - 10 с.
