CC BY
158
УДК: 631.86:631.53.02:633.11
ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ЛЕСОСТЕПИ
И.М. СЕРЖАНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Ф.Ш. ШАЙХУТДИНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
С.Ш. НУРИЕВ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник И.И. МАЙОРОВ, аспирант Казанский ГАУ E-mail: [email protected]
Резюме. В статье анализируются результаты опытов, заложенных на серых лесных почвах лесостепной зоны республики Татарстан с целью выявления эффективности бактериальных удобрений - Ризоагрин и Бактофосфин. В состав Ризоагрина входят ассоциативные микроорганизмы, которые могут фиксировать атмосферный молекулярный азот, Бактофосфин включает микроорганизмы, способные переводить трудно растворимые соединения фосфора в почве в доступные для растений. Оба препарата испытывали на продовольственной яровой пшенице на фоне современной технологии возделывания яровой пшеницы с использованием минеральных удобрений и известкованием. Применение Ризоагрина и Бактофосфина на фоне N30P30K30 + известь обеспечивало увеличение содержание минерального азота и доступного фомфора соответственно на уровне внесения Nm и P60, что служит материальным условием формирования повышенных урожаев яровой пшеницы. По воздействию на урожайность яровой пшеницы изучаемые биологические удобрения также не уступали традиционным, а их сочетание с известкованием и минеральными удобрениями обеспечивало наибольшие прибавки при высоком качестве товарной продукции. Прибавки урожаев варьировали в диапазоне 3,4. ..7,4 ц/га. Прирост урожайности яровой пшеницы обеспечивало увеличение числа продуктивных стеблей зерен в колосе, а также массы 1000 зерен.
Ключевые слова: Ризоагрин, Бактофосфин, фон питания, известь, урожайность, качество, кислотность, почва.
Горные породы, которые служат субстратом для почвообразования, не содержат азота, соответственно основные его запасы в почвах находятся в составе гумуса. При минерализации последнего азот становится доступным для корневой системы растений. Первоначальное содержание этого элемента в почвах связано с фиксацией атмосферного азота воздуха ассоциативными почвенными микроорганизмами. Этот процесс имеет место и сегодня, но он не полностью удовлетворяет потребности культурных растений [1].
Содержание фосфора в почвах во многом обусловлено составом почвообразующей породы, и в почвах северной части лесостепной зоны оно варьирует в пределах 0,10...0,15 % [2].
Однако растениям необходимы доступные формы этого элемента, которых недостаточно.
Оптимизация минерального питания сельскохозяйственных культур возможна путем применения биологических препаратов на основе различных микроорганизмов [3...7].
К числу таких средств относится Ризоагрин - это культура бактерий рода агробактериум, поддерживаемая в активном состоянии на специально приготовленном торфяном материале. Препарат представляет собой увлажненную сыпучую массу темного цвета, со специфическим слабым запахом. В одном грамме Ризоагрина содержится не менее 8...1210 клеток бактерий [8...10].
Ассоциативные азотофиксирующие бактерии, которые живут на корнях злаковых культур, осуществляют биологический перевод азота воздуха в органические соединения. Они хорошо сохраняют жизнеспособность в торфяной среде (до 9 мес.) и обладают конкурентоспособностью с естественной микрофлорой, в особенности с фитопатогенными грибами, благодаря чему обеспечивают определенный фунгицидный эффект [11...14].
Применение Ризоагрина, как под яровые, так и под озимые зерновые культуры позволяет получать высокие прибавки урожаев. Растения из семян, обработанных этим препаратом, хорошо развиваются в течение всей вегетации [15...17].
По образному выражению И.Н. Чумаченко (2003) фосфор - куратор энергетических процессов в жизни растений [18]. Подвижность этого элемента зависит от кислотности среды, в диапазоне от слабокислой до нейтральной она возрастает. Соответственно известкование создает более благоприятные условия, как для фосфорного, так и для азотного питания растений [19].
В целях получения дополнительного количества подвижного фосфора в почве за счет его валовых запасов рекомендуется использование биопрепарата Бактофосфин, действующим началом которого служат почвенные микроорганизмы.
По данным разработчиков, препарат обладает про-
лонгированным действием, так как микроорганизмы
Таблица 1. Влияние известкования, минеральных удобрений, Ризоагрина и Бактофосфина на агрохимические свойства серой лесной почвы, мг/кг почвы
Минераль- Подвижный Обменный
Вариант рН ный азот фосфор
сол. (NО3+NH4} калий (К2О)
Опыт с Ризоагрином
Контроль без удобрений 5,3 13,9 155 92
Известь 5,9 17,1 164 97
(фон) Фон + Ризоагрин 5,2 17,9 179 105
5,4 21,4 185 122
Фон + известь 6,0 21,1 194 110
Фон + известь + Ризоагрин 6,1 24,6 206 130
Фон + известь + N.. 5,8 25,1 210 134
Опыт с Бактофосфином
Контроль без удобрений 5,3 13,9 155 92
Известь 5,9 17,1 164 97
(фон) Фон + Бактофосфин 5,2 17,9 179 105
5,2 19,5 200 106
Фон + известь 6,0 21,1 194 110
Фон + известь + Бактофосфин 6,0 21,1 215 128
Фон + известь + Р60 60 5,9 22,3 220 129
Таблица 2. Влияние известкования, минеральных удобрений, Ризоагрина и
Бактофосфина на урожай и качество зерна яровой пшеницы (2004-2005 гг.)
Вариант Урожайность, ц/га Содержание клейковины, %
2004 г. 1 2005г. 1 средняя
Опыт с Ризоагрином
Контроль без удобрений 21,3 18,9 20,1 22,75
Известь 26,9 22,9 24,9 25,80
^оРзоКзо (фон) 28,6 26,4 27,5 26,90
Фон + Ризоагрин 33,4 28,8 31,1 27,80
Фон + известь 34,5 29,9 32,2 26,96
Фон + известь + Ризоагрин 38,0 35,0 36,5 28,10
Фон + известь + N НСР0,5 Опыт с 39,7 37,3 2,67 2,53 Бактофосфином 38,5 28,10
Контроль без удобрений 21,5 18,9 20,2 22,75
Известь 26,9 22,9 24,9 25,80
^оРзоКзо (фон) 28,6 26,4 27,5 26,90
Фон + Бактофосфин 32,1 30,1 31,1 26,94
Фон + известь 33,8 30,6 32,2 26,96
Фон + известь + Бактофосфин 37,2 34,0 35,6 27,54
Фон + известь + Р НСР0,5 38,4 2,48 34,8 2,72 36,6 27,58
оказывают положительное влияние в течение всего вегетационного периода. Они переводят соединения фосфора почвы и удобрений в доступную форму, повышают устойчивость растений к различным заболеваниям, обеспечивают прибавку урожая от 15 до 40 %, позволяют эффективно расходовать минеральные фосфорные удобрения, снижая нормы их внесения в 2-3 раза. Число жизнеспособных клеток в 1 мл препарата составляет не менее 0,12 млрд. Бактофосфин применяют для обработки семян, рассады овощных культур и подкормки вегетирующих растений.
Цель наших исследований - определить влияние бактериальных удобрений на обеспеченность растений азотом и фосфором, а также урожайность и качество зерна яровой пшеницы на серых лесных тяжелосуглинистых почвах северной части лесостепи на фоне существующей технологии, предусматривающей применения минеральных удобрений и известкование.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2001-2005 гг. на опытном поле кафедры растениеводства и плодоовощеводства Казанского ГАУ.
Почва опытного участка - серая лесная тяжелосуглинистая со следующими агрохимическими показателями: гумус по Тюрину - 3,4...3,7 %, рНс0Л - 5,3...5,6; содержание подвижного фосфора и обменного калия -155.161 и 92.90 мг/кг почвы.
Схемы полевых экспериментов предусматривали следующие варианты:
без удобрений; ^0Р30К30 (фон); фон + Ризоагрин; фон + известь; фон + известь + Ризоагрин; фон + известь + N ■
60’
без удобрений; ^0Р30К30 (фон); фон + Бактофосфин; фон + известь; фон + известь + Бактофосфин; фон +
известь + Р .
60
Ризоагрином обрабатывали семена пшеницы перед посевом из расчета 200 г на гектарную норму высева. Бактофосфин применяли в фазе кущения путем опры-
скивания из расчета 0,2 л/га, предварительно разбавив в 100 л воды.
Агротехника возделывания яровой пшеницы общепринятая в зоне. Общая площадь делянок 70 м2, учетная - 50 м2, повторность -четырехкратная.
Метеоусловия во время проведения опытов были типичными для лесостепи: среднемесячнаятемперату-ра за вегетацию колебалась от 9,3 до 20,6 оС, количество осадков - от 186 до 279 мм при запасах продуктивной влаги перед посевом - от 160 до 173 мм.
В ходе проведения исследований осуществляли наблюдения за агрохимическим состоянием почвы опытного участка, в течение вегетации яровой пшеницы - визуальные наблюдения за ростом и развитием растений, перед уборкой - структурный анализ урожая.
Результаты и обсуждение. В наших опытах нейтрализация избыточной кислотности до слабокислого и нейтрального диапазона после известкования, вероятно, активизировала биологическую активность почвы, результатом которой стало ускорение минерализации гумуса. Образующиеся при его распаде минеральные элементы способствовали пополнению фонда подвижных форм азота и фосфора. При этом наибольшее увеличение содержания минерального азота отмечено в трехкомпонентных вариантах с Ризоагрином и (прибавка к фону 6,7...7,2 мг/кг, к варианту фон+известь - 3,5...4,0 мг/кг), доступного фосфора - в трехкомпонентных вариантах с Бакто-фосфином и Р60 (прибавка к фону 36.41 мг/кг, к варианту фон+известь - 21.26 мг/кг). Причем действие изучаемых препаратов на величины этих показателей находилось на уровне внесения минеральных форм азота и фосфора (табл. 1).
В опыте с Ризоагрином естественной плодородие почвы (контроль) позволило сформировать урожай пшеницы на уровне 20,1 ц/га (табл. 2). Применение полного удобрения (фон) обеспечило прибавку -
7,4 ц/га, извести - 4,8 ц/га. аммиачной селитры ^60) на фоне ^0Р30К30 + известь - 6,3 ц/га, биологического препарата на таком же фоне - 4,3 ц/га (все прибавки достоверны, различия между вариантами с внесением Ризоагрина и не существенны).
В эксперименте с Бактофосфином сбор зерна в контроле составил 20,2 ц/га. В варианте с ^0Р30К30 он увеличился на 3 ц/га, с известью - на 4,7, ц/га, с двойным суперфосфатом (Р60), по сравнению с вариантом ^0Р30К30 + известь, - на 4,4 ц/га, с Бактофосфином, по сравнению с этим же вариантом, - на 3,4 ц/га (все
прибавки достоверны, различия между вариантами с внесением Бактофосфина и Р60 не существенны).
Применение бактериальных удобрений не только повысило урожай, но и улучшило качество зерна яровой
Таблица 3. Роль известкования, удобрений и Ризоагрина в формировании
урожая яровой пшеницы Омская-33 (2004-2005 гг.)
Показатель Кон- троль Из- весть Ризо- агрин Известь + Ризоагрин Известь + N*0
Число продуктивных стеблей, шт./м2 350 385 391 412 412
Высота стеблей,см 93 104 108 114 116
Число зерен в колосе, шт. 17 19 22 23 24
Масса 1000 зерен, г 33,9 34,1 36,2 38,5 38,9
пшеницы. Так, в опыте с Ризоагрином содержание клейковины возрастало от контроля к варианту с внесением NPK, извести и Ризоаргина с 22,75 до 28,10 %. Аналогичная картина наблюдалась в опыте с Бактофосфином, где наибольшее количество клейковины также отмечено при комплексном применении полного минерального удобрения, извести и биопрепарата или минерального фосфора - 27,54.27,58 %.
Результаты структурного анализа урожая (табл. 3) свидетельствуют, что его увеличение в вариантах с внесением извести, минеральных удобрений и Ризоагрина обусловлено формированием большего числа продуктивных стеблей и зерен в колосе, а также массы 1000 зерен.
Выводы. Использование Ризоагрина способствует улучшению обеспеченности почвы минеральным азотом, Бактофосфина - подвижным фосфором. Причем на фоне ^0Р30^0 + известь величины этих показателей в случае применения бактериальных препаратов находятся на уровне внесения соответственно N60 в
виде аммиачной селитры и Р60 в виде двойного суперфосфата.
Основная часть урожая яровой пшеницы формируется за счет естественного плодородия почвы, она равна 20,1.20,2 ц/га. Наибольшую прибавку обеспечивает полное минеральное удобрение (^0Р30К30) - 7,3.
7,4 ц/га. При улучшении условий минерального питания путем дополнительного внесения фосфорных и азотных удобрений на фоне известкования сбор зерна увеличивается соответственно на 4,4 и 6,3 ц/га. Прибавка от Ризоагрина составляет 3,6.. .4,3 ц/га, от Бактофосфина 3,4.3,6 ц/га.
Применение Ризоагрина и Бактофосфина не только увеличивает урожайность, но и улучшает качество зерна яровой пшеницы. В варианте с Ризоагрином без известкования содержание клейковины в зерне пшеницы составило 27,8 %, а на фоне внесения извести - 28,1 % против 22,7 % на контроле. Влияние Бактофосфина на качество продукции было несколько меньше.
Литература.
1. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. М.: ГЕОС, 2007. 138 с.
2. Почвы Татарии/ отв. ред. М.А. Винокуров. Казань: Изд-во КГУ, 1962. 420 с.
3. Апаева Н.Н., Мартынов Г.П., Максимов В.А., Петухов А.С. Роль технологических приемов возделывания яровой пшеницы в формировании фитосанитарного состояния посевов //Вестник Казанского ГАУ. 2010. №3 (17). С.107-110.
3. Завалин А.А., Чеботарь В.К., Ариткин А.Г., Сметов Д.Б. Биологизация минеральных удобрений как способ повышения эффективности их использования //Достижения науки и техники АПК. 2012. №9. С. 45 - 48.
4. Ивенин В.В., Михалев Е.В., Ивенин А.В., Бахметьева А.Н. Экономическая и энергетическая эффективность биоудобрений при выращивании картофеля// Вестник Казанского ГАУ. 2011. № 3 (21). С. 121 - 124.
5. Курылева А.Г., Фатыхов И.Ш. Эффективность применения биопрепаратов и фунгицидов при предпосевной обработке семян ячменя «Раушан» // Вестник БГАУ. 2012. № 1. С. 15 - 19.
6. Кшникаткина А. Н., Аленин П. Г. Эффективность применения регуляторов роста, комплексных удобрений и бактериальных препаратов при возделывании полевого гороха (Pisum аrvense l.) //Нива Поволжья. 2011. № 2 (19). С. 22 - 27.
7. Петров В.Б., Чеботарь В.К. Микробиологические препараты - базовый элемент современных интенсивных агротехнологий растениеводства //Достижения науки и техники АПК. 2011. №8. С. 11 - 15.
8. Klemedtsson L, Svensson B.H., Rosswall T. Dinitrogen and nitrous oxide produced by denitrification and nitrification in Soil with and without barley plant //Plant Soil. 1987. Р. 303-319.
9. Hovland J. Fertilizers and biological nitrogen fixation: sustainability ofnutriens supply in agriculture // Proc. Thind European Nitrogen Fixation Conference. 1998. P. 43.
10. Карначева Н.С., Полевова Н.В., Полях Г.И. Биометод в Республике Татарстан //Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан. Материалы IVреспубликанской научной конференции. Казань: Изд-во «Новое значение», 2000. С.164.
11. Ибрагимов Д.С. Биотехнологии на полях Татарстана // Труды научно-практической конференции. Казань, 2004. С.19-25.
12. Файзуллин И.И., Набиуллин Р.З., Ахметзянов М.Р. Биологизация земледелия - основа высокопродуктивного сельского хозяйства // Вестник Казанского ГАУ. 2011. №1(19). С.153-156.
13. Хадеев Г.Г., Таланов И.П. Влияние комплексной защиты растений на фотометрические показатели и урожайность яровой пшеницы //Вестник Казанского ГАУ. 2011. №2(20). С.153-156.
14. Низамов Р.М., Сулейманов С.Р., Зиганшин Р.Б. Влияние биопрепаратов на посевные качества семян подсолнечника // Совершенствование адаптивной системы земледелия. Материалы всероссийской научно-практической конференции. Казань: изд-во Казанского ГАУ. 2013. С. 128-131.
15. Чекмарев П.А., Лукманов А.А., Нуриев С.Ш. Плодородие и продуктивность почв Республики Татарстан. Казань, 2011. 245 с.
16. Шакиров Р.И., Гилязов М.Ю. Действие биопрепаратов и микроудобрений на коэффициенты использования макроудобрений и урожайность ярового ячменя // Агрохимический вестник. 2010. №4. С.26-27.
17. Чумаченко И.Н. Фосфор в жизни растений и плодородии почв. М.: ЦИНАО, 2003. 124 с.
18. Шильников И.А. Агрохиммелиорация - основа применения удобрений//Плодородие. 2006. № 5. С.24-26.
EFFECTIVENESS OF BIOLOGICAL FERTILIZER ON YIELD AND QUALITY OF GRAIN OF SPRING
WHEAT IN THE NORTHERN PART OF STEPPE I.M. Serzhanov, F.Sh. Shaykhutdinov, S.Sh. Nuriev, I.A. Mayorov
Summary. The article analyzes the results of experiments laid down on grey forest soils of the forest-steppe zone within the Republic of Tatarstan for the purpose of difining the effectiveness of bacterial fertilizers - Rizoagrin and Baktofosfin. Rizoagrin is enriched with associative microorganisms capable to fix atmospheric molecular nitrogen in plant-available forms. Baktofosfin is rich by micro-organisms that can place hard soluble phosphorus compounds in the soil and rocks in the form available to plants. Both drugs were tested under the Feid spring wheat. The effectiveness of biological products was evaluated on the base of modern technology of cultivation spring wheat on the basis applying mineral fertilizers and liming acid soils. The results of the study were compared through the power supply of soil macronutrients by the content of mineral nitrogen, ammonium and nitrate, available phosphorus and exchangeable potassium. Under the influence of Rizoagrin the mineral nitrogen content increased to 9.0 mg / kg of soil , and under the influence of Baktofosfin the content of available phosphorus increased 38 mg / kg of soil , which is a material condition for the formation of high yields of spring wheat. At the same time the yield of spring wheat and grain quality was determined by through the gluten content. Biological fertilizers which were studied weren’t inferior conventional fertilizers according to the yield of spring wheat and their combination with liming and mineral fertilizers showed the highest gain in high quality marketable products. Gain yields are characterized by relatively high rate and vary in the range of 3,4-7,4 kg/ha. The increase productivity of spring wheat compares indicators of the structural analysis of spring wheat yield and the number of productive stems, stem height, number of grains per ear, weighing 1000 grains.
Key words: Rizoagrin, Bactophosphin, ground, lime, yield, quality, acidity, soil.
