CC BY
9АГРОХИМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И ТЕХНОЛОГИИ
УДК: 633.11.321: 632.954.51: 631.461
УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ
ГЕРБИЦИДОВ
В.С. Курсакова, д.с.-х.н., Д.В. Драчёв, Л.А. Ступина, к.с.-х.н., Т.Г. Хижникова, к.с.-х.н.,
Алтайский ГАУ
656049, Алтайский край, г. Барнаул, просп. Красноармейский, д. 98
Засорение посевов пшеницы значительно снижает её урожайность в зависимости от климатических условий года, сортовых особенностей и предшественников. Микробиологическая активность почв снижается при засорении. Применение гербицидов на пшенице, в том числе при её инокуляции азотфиксирующими бактериями, не оказывает губительного действия на зимогенную микрофлору.
Ключевые слова: урожайность, микробиологическая активность, чернозем, гербициды, азотфиксирующие бактерии.
Алтайский край является крупнейшей зоной возделывания яровой пшеницы в России. Её посевы занимают площадь около 2,5 млн га, валовой сбор зерна ежегодно составляет около 3 млн т. Однако урожайность этой культуры остается низкой, её потенциальные возможности реализуются всего на 30-40%.
Одним из основных резервов повышения урожайности пшеницы является соблюдение технологии её возделывания, постоянное совершенствование культуры земледелия, где одним из основных направлений должна быть работа по борьбе с сорняками. По данным ФАО в мире недобор урожая от сорняков в среднем равен 15-20%. В России потери урожая пропашных культур составляют ежегодно до 40%, зерновых 18-20%, а овощных культур до 50-80%. Неблагоприятное воздействие сорняков проявляется, в первую очередь, через создание ими повышенной засухи и чрезмерно высокого потребления питательных веществ, в несколько раз большее, чем у культурных растений [3]. Микробиологическая активность почв при высоком засорении также снижается, что приводит к ослаблению процессов минерализации органического вещества, нитрификации и азотфиксации [4,1]. Ведущая роль в борьбе с сорняками принадлежит агротехническим приемам, в частности обработке почвы [5]. Вследствие агротехнических ошибок возникает потребность в использовании гербицидов, которые также отрицательно воздействуют на многие полезные почвенные микроорганизмы [2].
Цель данного исследования - изучить влияние сорной растительности и гербицидов на урожайность мягкой яровой пшеницы и микробиологическую активность почвы.
Методика. Исследования проводили в 2006-2007 гг. на полях землепользования ОПХ «Пригородное» в окрестностях г. Барнаула, расположенного в зоне умеренно засушливой колочной степи Алтайского края. Почвы хозяйства на 98% представлены черноземом выщелоченным среднемощным среднегумусным. Обеспеченность почв подвижным азотом Ы-ЫОз - низкая, составляет около 7-10 мг/кг почвы в весенний период, подвижным фосфором и калием - достаточная - 180,0 и 270,0 мг/кг почвы соответственно. Реакция почвенного раствора - нейтральная. Объектом исследования служили два сорта мягкой яровой пшеницы: Саратовская 29 и Алтайская 98 среднеспелого типа. Посев проводили во второй декаде мая после предпосевной культивации на делянках площадью 2 м2 в трехкратной повторности при норме высева 5 млн всхожих семян на 1 га. Предшественником служили озимая рожь (2006) и черный пар (2007). В начале фазы кущения пшеницы проводили однократную обработку посевов гербицидами линтур - против однолетних и некоторых многолетних двудольных сорняков и топик - для борьбы с однолетними злаковыми сорняками в посевах пшеницы. Контролем
служили делянки, на которых проводили ручную прополку сорняков. Влияние засоренности на урожайность пшеницы и микробиологическую активность почв изучали на делянках, где меры борьбы с сорняками отсутствовали. В период вегетации вели наблюдения за сохранностью, ростом и развитием растений пшеницы, определяли видовой состав и биомассу сорной растительности, состав зимогенной микрофлоры на средах МПА, КАА, Чапека, содержание нитратов в пахотном слое в основные фазы развития пшеницы. Микробиологическую активность почвы изучали по интенсивности разложения льняного полотна.
Результаты. Погодные условия в годы исследований несколько отличались друг от друга, что имело немаловажное значение для формирования урожайности пшеницы, степени засоренности посевов и развития в почве разных групп микроорганизмов. В 2006 г. только в июле месяце выпало достаточно осадков, ГТК составил 2,20, а май, июнь и август - отличались засушливыми условиями, ГТК - 0,36; 0,44 и 0,76 соответственно. В 2007 г. первая половина вегетации была благоприятной для развития растений, ГТК составил 1,411,37, а вторая половина отличалась острозасушливыми условиями, ГТК - 0,43-0,47. Засоренность посевов определяли в фазу колошения пшеницы (начало июля) и в фазу полной спелости (конец августа). Видовой состав, биомасса сорняков и степень засоренности отличались в годы исследований (табл. 1).
1. Степень засоренности и биомасса сорняков в посевах пшеницы _по фазам развития (1-колошение, 2-созревание)_
Год Сорт пшеницы Фаза развития Степень засоренности, шт/м2 Сухая масса сорняков, г/м2 Балл засоренности
2006 1 502 321 5
ö я & о 2 462 342 5
2007 Й д ^ О о 1 185 256 5
2 129 221 5
2006 1 316 227 5
Р К 3 1 2 442 349 5
2007 1 170 193 5
2 47 62 3
В 2006 г. степень засоренности обоих сортов пшеницы была очень высокой и составила 316-502 шт./м2 в период колошения пшеницы и оставалась высокой до конца уборки 442462 шт./м2. Видовой состав сорной растительности был представлен 7 видами, среди которых преобладали щетинник (мышей) сизый - Setaria glauca L. и ежовник обыкновенный -Echinochloa cruss galli L., среди особо злостных и трудно искореняемых - осот полевой (осот желтый) - Sonchus arvensis L. и чистец болотный - Stachys palustris L., поэтому балл засоренности был наибольший и составил 5. Высокая степень засоренности обусловлена, вероятно, не столько погодными условиями, сколько зерновыми предшественниками, но к периоду уборки высокая численность сорной растительности зависела от обеспеченности влагой второй половины лета.
В 2007 г. засоренность пшеницы была намного ниже, что обусловлено лучшим предшественником - чистым паром и
засушливыми условиями второй половины лета. Среди сорняков преобладали марь белая - Chenopodium album Ь.и липучка ежевидная - Lappula echinata L. Марь белая сохраняла высокую численность вплоть до уборки урожая, именно она обусловила максимальный балл засоренности, особенно на посевах пшеницы Саратовская 29. Характерно, что этот сорт в оба года исследований отличался более высокой засоренностью, чем сорт Алтайская 98.
2. Структура урожая сортов яровой пшеницы в 2006 г. (1) и 2007 г. (2)
Вариант Год Число растений пшеницы, шт/м2 Число стеблей, шт/м2 Длина колоса, см Кол-во колосков в колосе, шт. Число зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г Урожайность, ц/га
всего продуктивных
Саратовская 29 (без засорения) 1 188 385 320 5,8 10 29 35,7 33,1
2 194 352 308 7,4 15 27 32,5 25,0
Саратовская 29 (засоренный) 1 34 68 40 5,0 11 11 33,0 4,4
2 144 268 164 6,1 11 19 29,5 6,6
Алтайская 98 (без засорения) 1 181 381 347 6,1 10 15 33,1 17,5
2 279 418 390 8,2 12 29 29,6 31,0
Алтайская 98 (засоренный) 1 104 142 112 6,5 13 14 33,7 5,4
2 160 368 284 6,6 17 20 32,5 10,2
НСР05 по сортам Саратовская 29 и Алтайская 98 в 2006 г.-2,0 и 0,43; в 2007 г. - 0,99 и 0,50 ц/га.
Засоренность сильно повлияла на структуру и урожайность обоих сортов яровой пшеницы (табл. 2). Снижение урожайности за 2 года исследований составило для сорта Саратовская 29 - 74-87%, Алтайская 98 - 67-69% по сравнению с незасоренны-ми вариантами. Чем выше степень засорения, тем ниже урожайность, особенно у сорта Саратовская 29 (2006 г.). В то же время в благоприятных условиях этот сорт формирует более высокую урожайность, чем сорт Алтайская 98. Снижение урожайности обусловлено значительным уменьшением числа растений на 1 м2, в том числе продуктивных стеблей, длины колоса, числа зерен в колосе. Масса 1000 зерен снижается у сорта Саратовская 29 и увеличивается у сорта Алтайская 98, что обусловлено, вероятно, большей пластичностью последнего.
Таким образом, большая подверженность сорта Саратовская 29 внедрению сорной растительности в её ценозы обусловливает и более высокую потерю её урожайности в разных погодных условиях и по разным предшественникам по сравнению с более пластичным сортом Алтайская 98.
Влияние засоренности и гербицидов на микробиологическую активность и численность зимогенной микрофлоры было изучено в фазы развития пшеницы - всходы, колошение и созревание в слоях почвы 0-20 см, (табл. 3).
Численность зимогенной микрофлоры на питательных средах различается по составу и количеству в зависимости от сроков учета. На среде МПА выявляются микроорганизмы, усваивающие органические формы азота - это аммонифика-торы, представленные, в основном, бактериями. В начале вегетации пшеницы их содержание в почве максимальное 12,21-12,42 КОЕ, млн. в 1 г сухой почвы. И это значение выше, чем в другие сроки определения и по сравнению с микроорганизмами, выявляемыми на других средах. В период колошения пшеницы их численность снижается по всем вариантам, однако, засорение почвы и внесенные в этот период гербициды не оказывали на них губительного действия. К фазе созревания численность микроорганизмов на МПА увеличилась в варианте с ручной прополкой, а в других вариантах осталась практически без изменений.
На среде КАА выявляются микроорганизмы, усваивающие минеральный азот, и их численность служит показателем микробиологической активности аммонификаторов. В период всходов пшеницы содержание их было минимальным, что связано с недостаточной активностью микроорганизмов на
МПА. К фазе колошения их количество увеличивается, особенно в засоренном варианте. Гербициды несколько снижают микробиологическую активность в этот период, о чем свидетельствуют коэффициенты минерализации более высокие в контроле и при засорении, чем в варианте с гербицидами. Степень разложения льняного полотна в этом варианте также наименьшая.
К фазе созревания численность микроорганизмов на КАА увеличивается, в том числе и в варианте с внесением гербицидов, где микробиологическая активность оказалась даже выше, чем в контроле. Следовательно, рекомендуемые дозы используемых гербицидов оказывают небольшое негативное влияние на почвенную микрофлору лишь в период внесения, а затем даже активируют деятельность других групп, что видно по активизации целюлозоразлагающих микроорганизмов, а также по снижению содержания нитратов в пахотном слое только в этот период. Степень разложения льняного полотна к концу вегетации пшеницы была наименьшей в засоренных вариантах, что свидетельствует о снижении микробиологической активности под влиянием сорной растительности.
На среде Чапека развивается грибная микрофлора. Как следует из наших исследований, эта группа сапрофитов угнетается от внесения гербицидов в большей степени. Их численность в этом варианте оставалась самой низкой до конца вегетации, что следует считать положительным моментом, так как именно в этой группе много фитопатогенных форм, вызывающих заболевания у растений. Под сорной растительностью численность микромицет даже выше, чем в контроле. Следовательно, сорняки способствуют развитию микромицет и увеличению токсичности почв.
3. Микробиологическая активность почве по фазам развития пшеницы
и содержание нитратов в (1-всходы, 2-колошение, 2006-2007 гг.
Вариант Фаза раз-вития Общее кол-во м.о. в 1 г сухой почвы Коэффициент минерализации КАА/МП А % разложения льнян. полотна N-NO3, мг/кг
МПА, КОЕ, млн. КАА, КОЕ, млн. Чапек, КОЕ, тыс.
Контроль 1 12,42 4,28 5,82 0,34 7,11
2 3,79 5,41 5,96 1,38 14,1 7,63
3 7,82 7,43 9,25 0,95 35,4 8,30
С внесением гербицидов 2 5,57 5,00 4,45 1,04 8,2 5,70
3 5,54 6,62 6,08 1,25 40,8 10,57
Засоренный 2 4,94 7,68 4,94 1,58 9,4 9,18
3 5,97 7,05 11,40 1,18 29,6 11,77
Содержание нитратов в почве также служит показателем микробиологической активности почв. В наших исследованиях содержание их в почве во все сроки учета очень низкое, вероятно, вследствие того, что нитраты активно используются растениями. Тем не менее, наблюдается их снижение сразу после внесения гербицидов, а затем их количество вновь повышается. Кроме того, наблюдается увеличение нитратов в засоренных вариантах, а при наблюдавшейся меньшей микробиологической активности почвы по степени разложения полотна можно полагать, что происходило замедление поглощения их растениями, что многие ученые объясняют более низкой температурой почвы при засорении.
Дополнительно было изучено влияние инокуляции семян растений пшеницы биопрепаратом экстрасол, содержащим несимбиотические азотфиксирующие бактерии, на микробиологическую активность почвы и изменение этого показателя при обработке пшеницы гербицидами, так как в литературе есть сведения о снижении активности азотфиксаторов при использовании гербицидов и ухудшении обеспеченности растений доступным азотом [4].
Инокуляция растений пшеницы несимбиотическими азотфик-сирующими бактериями практически не влияет на микробиологическую активность почвы (табл. 4). Результаты по численности
4. Влияние гербицидов на микробиологическую активность
почвы при инокуляции пшеницы экстрасолом _(среднее за 2006-2007 гг.)_
Общее кол-во м.о. в 1 г сухой почвы Коэффи- % разложения льняного полотна
Вариант МПА, КОЕ, млн КАА, КОЕ, млн Чапек, КОЕ, тыс. минерализации КАА/МПА N-NO3, мг/кг
Всходы
Экстрасол 12,21 4,18 8,56 0,34 - 8,56
Колошение
Экстрасол 4,42 7,18 4,42 1,63 15,8 7,64
Экстрасол + гербициды 5,57 5,00 4,45 1,04 8,8 5,61
Созревание
Экстрасол 9,88 14,28 4,37 1,44 33,6 13,52
Экстрасол + гербициды 5,54 6,42 6,08 1,25 39,2 10,74
сапрофитной микрофлоры и степени разложения льняного полотна аналогичны контрольному варианту (см. табл. 3).
Внесение гербицидов в этом варианте в фазу кущения пшеницы угнетает деятельность всей сапрофитной микро-
флоры и, вероятно, азотфиксаторов. В фазу колошения пшеницы степень разложения льняного полотна была в 2 раза ниже, чем в варианте с экстрасолом.
Но к периоду полной спелости пшеницы микробиологическая активность почвы в этом варианте повысилась даже больше, чем в варианте с инокуляцией. Следовательно, деятельность азотфиксаторов угнетается не более, чем других групп микроорганизмов, и применение гербицидов линтур и топик в рекомендуемых дозах возможно при использовании на пшенице микробных препаратов азотфиксирующих бактерий.
Литература
1. Звягинцев, Д.Т. Почвы и микроорганизмы/ Д.Т. Звягинцев - М.: Изд-во МГУ, 1987. - 256 с.
2. Круглов, Ю.В. Микрофлора почвы и пестициды/ Ю.В. Круглов -М.: Агропромиздат, 1991. - 157 с.
3. Куркин, К.А. Фитоценотическая конкуренция. Системные особенности и параметрические характеристики // Бот. журнал. - 1984. - Т. 69 №4 - С. 437-447.
4. Микроорганизмы и продуктивность земледелия/Е.Н.Мишустин -М.: Изд-во Наука, 1972. - 343 с.
5. Яшутин, И.В. Земледелие на Алтае: уч.-мет. и практ. пособие 2-е изд., перераб. и доп. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2001. - 736 с.
SPRING WHEAT YIELD AND THE MICROBIOLOGICAL ACTIVITY OF CHERNOZEMIC SOIL UNDER HERBICIDE
APPLICATION V.S. Kursakova, D. V. Drachev, L.A. Stupina, T.G. Khizhnikova Altay State Agrarian University, Krasnoarmeyski pr. 98, Barnaul, Altay krai, 656049 Russia
The weediness of wheat plantations significantly decreases the grain yield depending on the weather conditions, cultivar features, and preceding crops. The microbiological activity of soils decreases under weediness conditions. The application of herbicides for wheat, including at the inoculation with nitrogen-fixing bacteria, has no injurious effect on zymogenic microflora. Key words: crop yield, microbiological activity, chernozem, herbicides, nitrogen-fixing bacteria.
