CC BY
79
в/
ПОЛЕВОДСТВО И ЛУГОВОДСТВО
УДК 631.8:631.871+631.445.4(470.63)
Влияние биопрепаратов на темпы разложения соломистых остатков озимой пшеницы и продуктивность чернозема обыкновенного в зоне неустойчивого увлажнения
е.в. Богатырева,
научный сотрудник
Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Никонова, 49, Михайловск, Ставропольский край, 356241, Россия E-mail: sniish@mail.ru.
Резюме. В зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края проведены исследования по изучению эффективности новых биопрепаратов на основе гриба рода Trichoderma, способствующих ускоренному разложению растительных остатков, стабилизации почвенного плодородия и увеличению продуктивности озимой пшеницы. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный мощный малогумусный тяжелосуглинистый на карбонатных лессовидных суглинках, содержащий в пахотном слое 4,45% гумуса, 0,25% общего азота, 0,12% валового фосфора. Схема опыта включала следующие варианты: контроль (солома без обработки биопрепаратами); N50 - фон; N50 + стернифаг, 80 г/га; N50 + стернифаг, 160 г/га; N50 + триходермин, 40 г/га; N50 + триходермин, 80 г/га. Отмечено положительное влияние биопрепаратов на интенсивность минерализации растительных остатков. Через 11 мес. после закладки опыта в вариантах с применением биопрепаратов разложение соломенных остатков составило 94-97%, тогда как в контроле - 89%. Внесение стернифага в дозе 80 г/га способствовало увеличению количества подвижных фосфатов на 7,0 мг/кг, или 29% относительно азотного фона. В благоприятные по увлажнению
и тепловому режиму годы применение стернифага в дозе 80 г/га и триходермина в дозах 40 или 80 г/га под повторный посев озимой пшеницы позволяет дополнительно получать до 0,65-0,75 т/га зерна.
Ключевые слова: триходермин, стернифаг, биопрепарат, растительные остатки, гумус, озимая пшеница.
Для цитирования: Богатырева Е.В. Влияние биопрепаратов на темпы разложения соломистых остатков озимой пшеницы и продуктивность чернозема обыкновенного в зоне неустойчивого увлажнения// Земле -делие. 2015. № 8. С. 34-36.
Не так давно знаменитое на весь мир плодородие почв Ставрополья позволяло получать достойные урожаи зерновых культур без особых затрат. Солому вывозили с полей и использовали в виде подстилки или на корм скоту, нередко её часть сжигали, чтобы не мешала высеву последующих культур [1, 2]. Однако в последние годы, в связи с ликвидацией животноводства, в крае очень остро встал вопрос об утилизации соломистых остатков колосовых культур.
В Ставропольском крае повторные посевы озимой пшеницы занимают около 500 тыс. га, объем оставляемой соломы доходит до 2 млн т. При заделке в почву она оказывается важным поставщиком органического вещества, которое стимулирует действие процессов питания растений, улучшает физические, физико-химические и биологические свойства почвы [3, 4].
Процесс разложения растительных остатков наиболее интенсивно протекает в том случае, когда почвенные микроорганизмы обеспечены не только значительным количеством доступного углерода, но и основными элементами питания [5].
В середине 70-х гг. по югу России на черноземах обыкновенных была отмечена степень снижения целлюло-золитической активности в 4 раза, а на каштановых почвах - в 1,8, что привело к уменьшению интенсивности разложения запаханных пожнивных остатки и стало серьезной помехой для посевных агрегатов. Сейчас обстановка ухудшилась еще больше [6].
Действие биопрепаратов основано на мобилизации биологических факторов, заложенных природой. Действующие начало биопрепаратов - микроорганизмы, оказывающие положительное влияние на почву и растения [7].
В результате многолетних исследований учеными был выделен штамм №16 Trichoderma asperellum, на основе которого разработан препарат, обладающий высокими антагонистическими свойствам против различных возбудителей болезней, кроме того, у него обнаружены фосфатрастворяю-щие свойства [8].
Микромицеты рода Trichoderma -почвенные микроорганизмы, активно разлагающие клетчатку, составляют основу биопрепаратов триходермин и стернифаг [9].
Главные факторы, лимитирующие перегнивание соломы, как в наших условиях, так и в других регионах России - недостаточное количество осадков летом и пониженные температуры в осенний период. При этом развитие микроорганизмов, которые входят в состав биопрепаратов, прежде всего, зависит от условий внешней среды [10, 11].
Цель исследований - определить эффективность использования биологических препаратов для ускоренного разложения растительных остатков, сохранения плодородия почвы и по-
1. Метеорологические условия за время проведения исследований, 2010-2014 гг.
■л о
СЧ 00
О
и
Ф
д
Ф ^
5
Ф
СО
Среднесуточная температура воздуха, оС Количество осадков, мм
Период 20102011 гг. 20112012 гг. 20122013 гг. 20132014 гг. среднемно-голетняя 20102011 гг. 20112012 гг. 20122013 гг. 20132014 гг. среднемно-голетнее
Подготовки почвы к посеву (август, сентябрь, октябрь) 17,8 15,5 18,3 14,0 16,1 155 115 94 68 139
Осеннее развитие(ноябрь) 10,2 -1,8 5,7 5,80 3,4 19 34 34 40 45
Зимне-весеннее накопле-
ние влаги (декабрь, январь, февраль, март) -0,3 -3,1 1,3 0,67 -0,7 106 105 98 146 124
Весенне-летнее развитие (апрель, май, июнь, июль) 16,4 19,3 18,0 13,2 16,5 300 230 343 262 217
2. Влияние биопрепаратов на деструкцию соломы в разные сроки наблюдений (в среднем за 2011-2014 гг.), %
Вариант Доза препара- Срок наблюдений
та, г/га 25.10. (3 мес. I 17.04. (9 мес.) 116.06. (11 мес.)
Контроль 0 40 79 89
N50 (фон) 0 44 87 97
Фон + стернифаг 80 160 50 53 87 84 97 95
Фон + триходермин 40 51 87 95
80 60 90 96
вышения продуктивности озимои пшеницы.
Исследования проводили в 20102014 гг на опытном поле Ставропольского НИИСХ. Почва участка - чернозем обыкновенный мощный малогумусный тяжелосуглинистый на карбонатных лессовидных суглинках, содержащий в пахотном слое гумуса 4,45%, общего азота - 0,25%, валового фосфора -0,12%. Количество подвижных форм фосфора и обменного калия соответствовало среднему и низкому уровням обеспеченности (20 и 169 мг/кг по Мачигину), рН 7,3.
Схема опыта включала следующие варианты: контроль (солома без обработки биопрепаратами); Ы50 - фон; Ы50 + стернифаг, 80 г/га; Ы50 + стер-нифаг, 160 г/га; Ы50 + триходермин, 40 г/га; Ы50 + триходермин, 80 г/га. Общая площадь опытной делянки -432 м2, уборочная - 72 м2, повторность трехкратная, размещение делянок рен-домизированное. Опыт в пространстве развернут четырьмя полями. Исходное почвенное плодородие выровненное с содержанием основных элементов на уровне контрольного варианта.
Предшественник (озимую пшеницу) убирали комбайном «Нива», оборудованным измельчителем соломы для равномерного распределения ее по полю. Обработку опытных делянок баковой смесью биопрепарата и КАС (карбомидно-аммиачная смесь) выполняли согласно схеме опыта с помощью опрыскивателя (расход рабочей жидкости 120 л/га). Дозу вносимого азота устанавливали по количеству ежегодно запахиваемой соломы в расчете 10 кг/т соломы (Ы50 - усредненная по годам). Сразу после опрыскивания почву дисковали на глубину 8-10 см. Перед посевом проводили культивацию.
Озимую пшеницу высевали сеялкой СЗП-3,6, уборку урожая осуществляли комбайном «Сампо».
Отбор почвенных и растительных проб проводили в соответствии с общепринятыми методиками, лабораторные анализы - согласно существующим ГОСТам: нитратный азот определяли дисульфофеноловым методом по Грандваль-Ляжу, запасы влаги - весовым методом (ГОСТ 28268-89); гумус - по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91); подвижный фосфор и обменный калий -по Мачигину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26205). Степень разложения растительных остатков устанавливали весовым методом [12]. Экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа [13].
Вегетационные периоды 20102011 гг, 2012-2013 гг. и 2013-2014 гг характеризовались благоприятным
Обильные осадки в октябре (149% от нормы) не позволили провести сев в оптимальные сроки - первая декада месяца, отодвинув его на три недели. Резкое похолодание в ноябре, сопровождавшееся выпадением снега, препятствовало получению дружных всходов. Температурный режим зимнего периода и начала весны также был ниже климатической нормы. В начале апреля отмечено быстрое повышение среднесуточной температуры на фоне заметного дефицита осадков (45% среднемноголетнего показателя), что привело к значительному недобору урожая пшеницы в повторном посеве.
После обработки поля биопрепаратами почва в период подготовки к посеву характеризовалась достаточно высокой биологической активностью, интенсивность разложения соломы достигала 32-68%. Через 11 мес. после закладки опыта в вариантах с применением изучаемых препаратов разложение соломистых остатков достигало 94-97% против 89% в контроле (табл.2).
Различий между биопрепаратами и дозами их внесения по величине этого показателя не установлено.
температурным режимом и достаточ-
3. Влияние биопрепаратов на агрохимические показатели почвы в начале весенней вегетации, в среднем за 2011-2014 гг.
Содержание в слое 0-20 см
Вариант подвижный фосфор (Р2О5), мг/кг почвы обменный калий (К2О), мг/кг почвы гумус, %
Контроль N,0 (фон) 24 26 183 215 3,24 3,50
Фон + стернифаг, 80 г/га 31 192 3,30
Фон + стернифаг, 160 г/га 26 210 3,35
Фон + триходермин, 40 г/га Фон + триходермин, 80 г/га 28 27 191 195 3,34 3,37
НСР0,5 1,5-2,6 16-20 0,13-0,18
ным увлажнением (табл. 1). Повышенная температура и недобор осадков, отмеченные в ноябре 2010 г, не оказали отрицательного влияния на осенний рост и развитие озимой пшеницы, поскольку хорошая влагообеспеченность (112% от нормы) предпосевного периода способствовала накоплению влаги в почве и получению дружных всходов. В течение вегетации 2012-2013 гг. и 2013-2014 гг. решающее значение для формирования урожая имели осадки апреля и мая.
Погодные условия 2011-2012 гг. оказались крайне неблагоприятными для возделывания озимой пшеницы.
Обработка соломистых остатков стернифагом (80 г/га) оказала положительное влияние и на содержание подвижных фосфатов в слое почвы 0-20 см, которое возросло, по сравнению с контролем, на 7,0 мг/кг почвы (29%). Применение 160 г/га стернифага способствовало увеличению обеспеченности почвы обменным калием на 27 мг/кг почвы (табл. 3). Увеличение содержания подвижных форм фосфора и калия произошло и после внесения соломы в сочетании с азотными удобрениями, что, на наш взгляд, может быть обусловлено ростом микробиологической активности
4. Влияние биопрепаратов на урожайность озимой пшеницы, т/га
2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г.
Вариант урожай- прибавка урожай- прибавка урожай- прибавка урожай- прибавка
ность к контролю ность к контролю ность к контролю ность к контролю
Контроль (без биопрепаратов) N50 (фон) Фон + стернифаг, 80 г/га 3,19 3,16 -0,03 1,10 1,30 0,20 2,35 2,69 0,34 3,86 4,29 0,43
3,61 0,42 1,31 0,21 2,79 0,44 4,43 0,57
Фон + стернифаг, 160 г/га 3,53 0,34 1,33 0,22 2,59 0,24 4,28 0,42
Фон + триходермин, 40 г/га Фон + триходермин, 80 г/га 3,87 4,08 0,68 0,89 1,34 1,34 0,23 0,23 3,21 2,99 0,86 0,64 4,59 4,28 0,73 0,42
НСР0,5 0,40 0,32 0,39 0,46
(О Ф
Ш, ь
Ф
д
ф
ь
Ф
00 О 5
5. Влияние соломоразлагающих биопрепаратов на урожайность озимой пшеницы, в среднем за 2011-2014 гг.
Урожайность, т/ га Прибавка
Вариант к контролю, т/га эффективностью/о к фону, т/га эффективность,/
Контроль (без биопрепаратов) N50 (фон) Фон + стернифаг, 80 г/га 2,63 2,86 0,23 9 - -
3,04 0,41 15 0,18 6
Фон + стернифаг, 160 г/га 2,93 0,30 11 0,07 2
Фон+ триходермин, 40 г/га Фон + триходермин, 80 г/га 3,25 3,17 0,62 0,54 41 22 0,39 0,31 14 11
НСР05 0,39 - - - -
почвы, вызванной дополнительным поступлением минерального азота, что способствовало повышению интенсивности разложения соломы.
От содержания в почве гумуса зависит ее структурность и биологическая активность. Совместное внесение биопрепаратов и азотных удобрений не привело к достоверному росту органического вещества в пахотном слое почвы относительно фона, что свидетельствует о незначительном влиянии биопрепаратов, на гумусное состояние чернозема обыкновенного.
В благоприятных погодных условиях вегетационных периодов 2010-2011, 2012-2013 и 2013-2014 гг сбор зерна озимой пшеницы был достаточно высоким. В вариантах с применением 80 г/га стернифага, 40 и 80 г/га триходермина на фоне отмечен достоверный прирост урожая, относительно контроля, на уровне 0,48, 0,75 и 0,65 т/га соответственно (табл. 4).
Из-за сложных метеорологических условий вегетационного периода 2011-2012 гг применение изучаемых биопрепаратов и азотного удобрения не оказало существенного воздействия на урожайность.
В среднем за четыре года исследований совместное внесение биопрепаратов с азотными удобрениями позволило увеличить сбор зерна озимой пшеницы, относительно контроля, на 15-24% (табл. 5). Применение трихо-дермина в дозе 40 г/га в сочетании с азотными удобрениями привело к достоверному росту урожайности, относительно фона, на 0,39 т/га.
Таким образом, наибольший эффект от изучаемых биопрепаратов отмечен в благоприятные по увлажнению и тепловому режиму годы. Применение биопрепаратов не привело к существенному ускорению разложе->я ния растительных остатков, однако о их внесение оказало положительное Ф влияние на плодородие чернозема ^ обыкновенного. Использование стерев нифага в дозе 80 г/га в сочетании с | КАС ^50) способствовало увеличению количества подвижных фосфатов в ® среднем на 7,0 мг/кг почвы (29%), в 5 дозе 160 г/га - привело к росту обе-$ спеченности почвы обменным калием
в среднем на 27 мг/кг почвы относительно контроля.
Кроме того, применение биопрепаратов в благоприятные по метеоусловиям годы (кроме 2012 г) способствовало повышению продуктивности озимой пшеницы, так, использование стернифага в дозе 80 г/га под повторный посев озимой пшеницы позволило получить прибавку к контролю на уровне 0,42-0,57 т/га. Внесение триходермина в дозах 40 и 80 г/га дало возможность дополнительно увеличить урожайность культуры в среднем за те же годы на 0,75 и 0,65 т/га соответственно.
Литература.
1. Агроэкологическое состояние черноземов ЦЧО / Под ред. А.П. Щербакова, И.И. Васенева. Курск: из-во ВНИИ Земледелия и защиты почв от эрозии, 1996. 326 с.
2. Турусов В.И., Новичихин А.М. Обработка черноземов: опыт и тенденции развития // Земледелие. 2012. №4. С. 7-9.
3. Тейт. Р. Органическое вещество почвы: биологические и экологические аспекты. М.: Мир, 1991. 399 с.
4. Богатырева Е.В. Эффективность соломоразлагающих биопрепаратов в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края //Достижения науки и техники АПК. 2014. №8. С. 31-33.
5. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М.: Изд-во МСХА, 2000. 473 с.
6. Харченко А.Г. Восстановление плодородия почвы: препараты для разложения растительных остатков // Ресурсосберегающее земледелие. 2011. №11. С. 36-40.
7. Лактионов Ю.И. Новые технологии возделывания озимых культур, основанные на использовании микробиологических препаратов ризоагрин и флавобактерин производства ФГУП «ЭКОС» Россельхозакадемии (г.Санкт-Петербург) // Главный агроном. 2011. №8 С. 20-21.
8. Жиглецова С.К., Старшов А.А., Клыкова М.В. и др. Совместное использование микроорганизмов с фосфатрастворяющими и фунгицидными свойствами для повышения урожайности и защиты зерновых культур от фузариозов //Агрохимия. 2015. №7. С. 49-57.
9. Морозов Д.О., Юваров В.Н. Новый высокоэффективный препарат для разложения стерни и соломы // Земля и Жизнь. 2011. №3 С. 8.
10. Бирюков Е.В. Возможность применения биопрепарата триходермин в качестве микробиологического удобрения в условиях
Тамбовской области// Вопросы современной науки и практики. Университет им. Вернадского №1 (11). 2008. Том 1. С. 84-92.
11. Сергеев Г.Я., Каверович В.В., Костен-ко Т. А. Влияние препарата Байкал ЭМ1 на скорость разложения соломы//Земледелие, 2006. №4. С. 14-15.
12. Практикум по земледелию, Б.А. Доспехов, И.П. Васильев, А.М. Туликов. М.: Колос, 1977г. 249 с.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Influence of Biological Preparations on the Rates of Decomposition of Straw Residues of Winter Wheat and Fertility of Typical Chernozem in the Zone of Unstable Moistening
E.V. Bogatyryova
Stavropol Research Institute of Agriculture, ul. Nikonova, 49, Mikhajlovsk, Stavropolsky Krai, 356241, Russian Federation
Summary. In the zone of unstable moistening of Stavropolsky Krai the investigations were carriedouton the effectiveness of new biological preparations based on the fungus Trichoderma, promoting the accelerated decomposition of plant residues, stabilization of soil fertility and increase in the productivity of winter wheat. The soil of the test plot is ordinary chernozem, thick, with low humus content, heavy loamy on carbonate loess loam. The content of humus in arable layer is 4.45%, of total nitrogen-0.25%, of total phosphorus-0.12%. The scheme of the experiment included the following variants: the control (straw without treatment by biological preparations); N50-the background; N50 + Sternifag, 80 g/ha; N50 + Sternifag, 160 g/ha; N50 + Trikhodermin, 40 g/ha; N50 + Trikhodermin, 80 g/ha. The positive influence of the biological preparations on the rate of mineralization of plant residues was noted. In 11 months the decomposition of straw residues was 94-97% in the variants with the biological preparations, whereas in the control it was 89%. The application of Sternifag at the dose of 80 g/ha contributed to the increase in the number of mobile phosphates by 7.0 mg/kg, or 29% relative to the nitrogen background. In the favorable in humidification and thermal regime years the application of Sernifag at the dose of 80 g/ha and Trikhodermin at the doses of 40 or 80 g/ha under the repeated crop of winter wheat enables to obtain in addition 0.65-0.75 t/ha of grain.
Keywords: Trikhodermin, Sternifag, biological preparation, plant residues, humus, winter wheat.
Author Details: E. V. Bogatyryova, research fellow (e-mail: sniish @mail.ru.)
For citation: Bogatyryova E. V. Influence of Biological Preparations on the Rates of Decomposition of Straw Residues of Winter Wheat and Fertility of Typical Chernozem in the Zone of Unstable Moistening. Zemledelie. 2015. № 8. Pp. 34-36 (In Russ).
