CC BY
34
УДК 631.811 631.816 631
К.Г. Зайцева, Г.В. Сайдяшева
ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ, БИОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТА НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА
ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
УЛЬЯНОВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА -ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ НАУКИ САМАРСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЦЕНТРА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ
НАУК, УЛЬЯНОВСК, РОССИЯ
K.G. Zaitseva, G.V. Saydyasheva INFLUENCE OF MINERAL, BIOMINERAL FERTILIZERS AND BIOPREPARATIONS
ON YIELD AND QUALITY OF SPRING WHEAT GRAIN ULYANOVSK RESEARCH INSTITUTE OF AGRICULTURE - BRANCH OF THE FEDERAL STATE BUDGETARY INSTITUTION OF SCIENCE OF THE SAMARA FEDERAL RESEARCH CENTER OF THE RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES, ULYANOVSK, RUSSIA
Ксения Геннадиевна Зайцева Галина Владимировна Сайдяшева
Ksenia Gennadievna Zaitceva Galina Vladimirovna Saydyasheva
Kseniazajceva393@gmail.com кандидат сельскохозяйственных наук
Galina_83@list.ru
Аннотация. Сейчас каждому учёному и земледельцу ясно, что планировать и получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур, базируясь только на всевозрастающей эксплуатации естественного плодородия почвы, нельзя. Это непременно приведёт к прогрессирующему падению урожаев. Удобрения выступают как важнейший фактор, способный из года в год повышать урожаи и значительно улучшать плодородие почвы. В настоящее время в земледелии из-за их дороговизны, использование минеральных удобрений сведено к минимуму. Повысить их результативность позволяют разработки современной микробиологии. Биологическая модификация или опудривание минеральных удобрений - новая разработка учёных микробиологов, заключающаяся в совмещении гранул минеральных удобрений с бактериальными препаратами группы «Экстрасол» на основе штамма Bacillussubtilis Ч-13. Ризос-ферные бактерии, входящие в состав биопрепарата, при нанесении на гранулы минеральных удобрений выполняют ряд полезных функций: фиксируют атмосферный азот и переводят его в доступную для растений форму, мобилизируют почвенные запасы NPK и микроэлементов, вырабатывают аминокислоты, витамины, гормоны, повышают усвояемость растениями питательных веществ из минеральных удобрений и почвы. Поэтому цель исследований заключалась в изучении влияния применения минеральных, биоминеральных удобрений и биопрепарата БисолбиФит в технологии выращивания яровой пшеницы. Задача исследований состояла в том, чтобы выявить характер воздействия биопрепарата, минеральных и биоминеральных удобрений на урожайные данные и качественные показатели зерна яровой пшеницы. Новизна работы состоит в том, что впервые в условиях лесостепи Поволжья установлена эффективность применения биоминеральных удобрений, обеспечивающих получение высокого урожая пшеницы хорошего качества. Данные исследований за 3 года показали, что под воздействием изучаемых в опыте удобрений и микробиологического препарата урожайность увеличивалась с 2,68 до 3,31 т/га, натура зерна повышалась до 771 г/л, количество клейковины - до 28,3 %, масса 1000 зёрен составила 38,8 г. На основе выполненной работы выявлено, что более эффективное действие на урожайность и качественные показатели зерна яровой пшеницы оказывал вариант, где применялись минеральные удобрения совместно с микробиологическим препаратом.
Ключевые слова: минеральные и биоминеральные удобрения, биопрепарат, урожайность, натура, белок, клейковина, масса 1000 зёрен, яровая пшеница.
Abstract. Now it is clear to every scientist and farmer that it is impossible to plan and get high yields of agricultural crops based only on the ever-increasing exploitation of the natural fertility of the soil. It will inevitably lead to a progressive decline in yields. Fertilizers act as the most important factor that can increase yields from year to year and significantly improve soil fertility. Currently, in agriculture the use of mineral fertilizers is reduced to a minimum due to their high cost. The development of modern Microbiology makes it possible to increase their effectiveness. Biological modification or powdering of mineral fertilizers is a new development of scientists of Microbiology consisting in combining granules of mineral fertilizers with bacterial preparations of the "Extrasol" group based on the Bacillus subtilis h-13 strain. Rhizo-spheric bacteria that are part of the biological product when applied to the granules of mineral fertilizers perform a number of useful functions: fix atmospheric nitrogen and convert it into a form available to plants, mobilize soil reserves of NPK and trace elements, produce amino acids, vitamins, hormones, and increase the absorption of nutrients by plants from mineral fertilizers and soil. Therefore, the purpose of the research was to study the impact of the use of mineral, biomineral fertilizers and biologics Bisolbifit in the technology of growing spring wheat. The aim of the research was to identify the nature of the impact of bi-ologics, mineral and biomineral fertilizers on the yield data and quality indicators of spring wheat grain. The novelty of the work consists in the fact that for the first time in the conditions of the Volga forest-steppe, the effectiveness of biomineral fertilizers that provide a high yield of good quality wheat has been established. Research data for 3 years showed that under the effect studied in the experiment of fertilizers and microbiological preparation yield increased from 2.68 to 3.31 t/ha, the grain increased to 771 g/l, the amount of gluten to 28.3 %, weight of 1000 grains amounted to 38.8 g. based. On the performed work revealed that a more efficient effect on the yield and quality of grain of spring wheat had a variant where was applied mineral fertilizer in conjunction with microbiological preparation.
Keyword: mineral and biomineral fertilizers, biological product, yield, nature, protein, gluten, weight of 1000 grains, spring wheat.
xf ч Сельскохозяйственные науки
Вестник Курганской ГСХА_№ 3 2020_Agricultural Sciences
Введение. Плодородие почвы связано с содержанием в ней питательных минеральных веществ и потерями их в результате природных причин или деятельности человека [1].
Большое количество питательных веществ выносится из почвы с урожаем сельскохозяйственных культур. С увеличением урожайности неминуемо возрастают и потери элементов питания растений. Связывание в физиологические неактивные минералы или вымывание также приводит к потере питательных веществ, что неизбежно ведёт к снижению уровня плодородия почвы. Мобилизация питательных веществ из почвы в больших количествах очень проблематична. Только минеральные удобрения могут восполнять их вынос и поддерживать основу устойчивого и высокого плодородия почвы [2].
Результаты многочисленных исследований показывают, что минеральные удобрения повсеместно повышают урожай сельскохозяйственных культур [3-7]. Однако их использование в больших количествах приводит к серьёзным негативным экологическим последствиям [8]. Решение проблемы - применение микробиологических препаратов. Если раньше бактериальные препараты применяли только для обработки семян или вегетирующих растений [9-12], то сейчас многие учёные предлагают их наносить на минеральные удобрения одновременно с посевом. По мнению авторов, это позволит снизить дозы применяемых удобрений и тем самым снизить нагрузку на окружающую среду [13, 14].
Методика. Исследования проводились на полях ФГБНУ «Ульяновский НИИСХ» в 2014, 2015, 2016 гг. Полевой опыт заложен методом систематических повторений в трёхкратной по-вторности. Площадь учётной делянки - 100 м2.
Работа велась с минеральными, биоминеральными удобрениями и микробиологическим препаратом БисолбиФит. В качестве изучаемой сельскохозяйственной культуры взята яровая пшеница сорта Симбирцит. Схема опыта в годы исследований представляла собой:
1) вариант без удобрений;
2) вариант с предпосевной обработкой семян биопрепаратом БисолбиФит;
3) вариант с внесением минеральных удобрений;
4) и 5) два варианта изучаемых биоминеральных удобрений, отличающихся дозой внесения (15 кг д.в и 7,5 кг д.в. соответственно).
Результативность изучаемых видов удобрений и биопрепарата оценивалась на трёх фонах: фон без внесения удобрений, фон с ам-
миачной селитрой и фон с модифицированной аммиачной селитрой в дозе 20 кг д.в.
Для обработки минеральных удобрений применяли сухую форму биопрепарата Бисолби-Фит. Микробиологический препарат наносили на гранулы минерального удобрения в день их внесения из расчёта 4 кг на 1 тонну удобрений. Инно-куляцию семян БисолбиФитом проводили влажным способом за 1-2 дня до посева (400-600 г/т).
Работа велась на чернозёме выщелоченном тяжелосуглинистом со следующими показателями агрохимической характеристики почвы: содержание гумуса - 6,43-6,62 %, общего азота -0,26 %, содержание подвижного фосфора - 214228 мг/кг почвы, обменного калия - 101-117 мг/кг почвы по Чирикову. Агротехника общепринятая для зоны. Фенологические наблюдения, полевые учёты проводили согласно методике Государственного испытания (1989 г.) [15] и методике полевого опыта [16]. Содержание белка и клейковины определяли экспресс-методом в цельном зерне без размола на приборе Инфраматик 9200.
Результаты. Метеорологические условия в годы исследований оказывали воздействие на урожайность яровой пшеницы. Но во все годы проявилось положительное влияние на урожайность минеральных, биоминеральных удобрений и биологического препарата БисолбиФит (таблица 1).
Таблица 1 - Урожайность яровой пшеницы с 1 га по вариантам опыта, т
аз CD Откл. к контролю
Вариант 2014 1 2015 2016 1 ст CD о. ? О ^ +/- %
Фон 1 - без удобрений
1.Контроль 2,69 2,54 2,81 2,68 - -
2.БисолбиФит 2,99 2,90 3,14 3,01 0,33 12,3
3.N15P15K15 3,07 2,85 3,20 3,04 0,36 13,4
4ДДЛ<м 3,22 2,99 3,30 3,17 0,49 18,3
3,10 3,01 3,10 3,07 0,39 14,6
Фон 2 - NH4NO3
1.Контроль 2,94 2,80 2,99 2,91 - -
2.БисолбиФит 2,99 3,02 3,29 3,10 0,19 6,5
3.N15P15K15 3,09 2,98 3,14 3,07 0,16 5,5
4ДДЛ<м 3,32 3,13 3,30 3,25 0,34 11,7
3,17 3,10 3,27 3,18 0,27 9,3
Фон 3 - / NH4NO3M
1.Контроль 2,93 2,56 3,03 2,84 - -
2.БисолбиФит 3,21 2,63 3,19 3,01 0,17 6,0
3.N15P15K15 3,18 3,05 3,25 3,16 0,32 11,3
4ДДЛ5М 3,32 3,13 3,48 3,31 0,47 16,5
3,30 3,08 3,37 3,25 0,41 14,4
НСР05 х 1,48 % х
На контрольном варианте в среднем за 3 года урожайность составила 2,68-2,84 т/га. Применение минеральных, биоминеральных удобрений и биопрепарата способствовало росту урожайности. Применение микробиологического препарата БисолбиФит способствовало повышению урожайности зерна на 6,0-12,3 %. Внесение чистых минеральных удобрений в количестве М15Р15К15 обеспечило прибавку 0,36-0,47 т/га.
Смесь азофоски и микробиологического препарата вызвала наибольший рост урожайности 3,17 т/га на фоне без удобрений, 3,25 т/га -на фоне с чистой аммиачной селитрой (ЫН4Ы03) и 3,31 т/га - на фоне с модифицированной аммиачной селитрой в половинной дозе (1/2ЫН4Ы03м). Немного уступал ему вариант с модифицированной азофоской в половинной дозе (1/2Ы15Р15К15м) 3,07, 3,18 и 3,25 т/га соответственно. Высокая эффективность биоминеральных удобрений объясняется тем, что элементы питания, необходимые для роста яровой пшеницы, были сбалансированы, а микробиологический препарат обеспечивал их доступность растениям.
При изучении влияния данных видов удобрений и биопрепарата на качественные показатели зерна были проведены качественные анализы по следующим показателям: натура, масса 1000 зёрен, содержания белка и клейковины (таблица 2).
Таблица 2 - Влияние минеральных удобрений и биопрепарата БисолбиФит на качественные показатели зерна, 2014-2016 гг.
Вариант Белок, % Клейковина, % Натура, г/л Масса 1000 зёрен, г
Фон 1 - без удобрений
1.Контроль 12,8 26,8 753 37,0
2.БисолбиФит 13,0 27,8 765 37,2
3Д5Р15К15 12,9 27,1 761 37,7
13,1 27,4 768 38,0
12,9 27,2 762 38,0
Фон 2 - ЩШ,
1.Контроль 13,0 27,0 760 37,3
2.БисолбиФит 13,2 27,7 766 37,7
3Д5Р15К15 13,1 27,5 766 37,8
4ДДЛ5М 13,1 27,4 770 38,5
13,1 27,7 766 37,4
Фон 3 - / щисдм
1.Контроль 12,9 27,3 764 37,7
2.БисолбиФит 13,4 28,3 763 38,2
3Д5Р15К15 13,1 27,9 766 38,0
4Д<Р,Л5М 13,0 27,3 771 38,8
13,1 27,6 765 38,0
Из таблицы 2 видно, что прибавка по содержанию белка в зерне яровой пшеницы под действием вносимых удобрений и биопрепарата была практически равноценной и варьировала в пределах 13,0-13,4 %.
Под действием минеральных и биоминеральных удобрений количество содержания белка увеличивалось слабо. За счёт деятельности ризосферных организмов и, как следствие, улучшения азотного питания по содержанию белка выделился вариант с инокуляцией семян биопрепаратом БисолбиФит, он обеспечил прибавку на 0,2-0,5 %.
Содержание клейковины в зерне зависело от вида применяемых удобрений, где этот показатель варьировал от 26,8-27,4 % на первом фоне, на втором фоне - от 27,0 до 27,7 % и на третьем фоне - от 27,3 до 28,3 %.
Натура зерна от использования изучаемых удобрений и биопрепарата изменялась незначительно, однако отмечена тенденция увеличения данного показателя до 771 г/л.
Масса 1000 зёрен характеризует выполненность и его крупность. Предпосевная обработка семян повышала массу 1000 зёрен на 0,2-0,5 г в сравнении с контрольным вариантом. Увеличение массы 1000 зёрен наблюдалось от применения минеральных и биоминеральных удобрений. Если при использовании минеральных удобрений в чистом виде этот показатель увеличивался с 37,7 до 38,0 г, то при применении биоминеральных удобрений он достигал 38,0-38,8 г.
Выводы. Результаты исследований позволяют сделать выводы о положительном действии минеральных, биоминеральных удобрений и биопрепарата БисолбиФит на продуктивность яровой пшеницы. Особенно сильно повлияли на урожайность зерна варианты с применением биомодифицированной азофоски по фону с модифицированной аммиачной селитрой в дозе 20 кг д.в. Влияние всех видов удобрений и биопрепарата на качественные показатели зерна яровой пшеницы было незначительным.
Список литературы
1 Справочная книга по химизации сельского хозяйства / под ред. В.М. Борисова. М.: «Колос», 1969. 656 с.
2 Петухов М.Ю., Панова Е.А., Дудина Н.Х. Агрохимия и система удобрений. М.: «Колос», 1979. 393 с.
3 Минакова О.А. Александрова Л.В., Под-вичина Т.Н. Урожайность культур и продуктивность зерносвекловичного севооборота при
. , -»n-^n Сельскохозяйственные науки
Вестник Курганской ГСХА_№ 3 2020_Agricultural Sciences
длительном применении удобрений в центральном чернозёмном районе // Вестник Курганской ГСХА. 2019. № 2 (30). С. 16-18.
4 Абашев В.Д., Светлакова Е.В. Влияние минеральных удобрений на урожайность зер-нопаротравяного севооборота // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2015. № 2 (45). С. 37-43.
5 Созинов А.В. Урожайность яровой пшеницы при внесении комплексных удобрений // Вестник Курганской ГСХА. 2012. № 1 (1). С. 39-44.
6 Конова А.М., Державин А.М., Самойлов Л.Н. Урожайность и качество зерна озимой ржи при длительном применении минеральных удобрений в севообороте на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве // Достижение науки и техники АПК. 2015. № 5. С. 23-26.
7 Соловьева Л.П., Гладков Д.В. Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество зерна чины посевной в условиях Курганской области // Вестник Курганской ГСХА. 2016. № 3 (19). С. 61-64.
8 Никитин С.Н. Оценка эффективности применения биопрепаратов в Среднем Поволжье: монография. Ульяновск.: УлГТУ, 2014. 135 с.
9 Петров В.Б., Чеботарь В.К. Микробиологические препараты в практическом растениеводстве России: функции, эффективность, перспективы // Рынок АПК. 2009. № 7. С. 16-18.
10 Лебедев В.Н., Воробейков Г.А. Влияние бактериальных препаратов на минеральное питание и продуктивность горчицы белой // Агрохимия. 2006. № 12. С. 42-46.
11 Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай. М.: ВНИИА. 2005. 302 с.
12 Фатина П.Н. Применение микробиологических препаратов в сельском хозяйстве // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2007. № 4 (39). С. 133-136.
13 Завалин А.А., Чеботарь В.К., Ариткин А.Г. Биологазация минеральных удобрений как способ повышения эффективности их использования // Достижения науки и техники АПК. 2012. № 9. С. 45-47.
14 Эффективность применения под яровую пшеницу аммиачной селитры, обработанной биопрепаратом / А.А. Завалин [и др.] // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2008. № 1. С. 64-66.
15 Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1989. 194 с.
16 Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
List of references
1 Reference book on agricultural chemistry / Ed. By V.M. Borisov. M.: «Kolos», 1969. 656 p.
2 Petukhov M.Y., Panova E.A., Dudina N.H. Agro-chemistry and fertilizer system. M.: «Kolos», 1979. 393 p.
3 Minakova O.A., Alexandrova L.V., Podvi-china T.N. Crop yield and productivity of grain-and-glass crop rotation during long-term application of fertilizers in the Central Chernozem region // Vest-nik Kurganskoy GSKhA. 2019. № 2 (30). Pp. 16-18.
4 Abashev V.D., Svetlakova E.V. Influence of mineral fertilizers on the yield of grain and grass crop rotation // Agricultural Science Euro-NorthEast. 2015. № 2 (45). Pp. 37-43.
5 Sozinov A.V. Productivity of spring wheat when making complex fertilizers // Vestnik Kurganskoy GSKhA. 2012. № 1 (1). Pp. 39-44.
6 Konova A.M., Derzhavin A.M., Samoylov L.N. Productivity and quality of winter rye grain during long-term application of mineral fertilizers in crop rotation on sod-podzolic medium loam soil // Achievements of Science and Technology of AIC. 2015. № 5. Pp. 23-26.
7 Solovyova L.P., Gladkov D.V. The influence of mineral fertilizers on the yield and quality of grain in the field of sowing in the conditions of the Kurgan region // Vestnik Kurganskoy GSKhA. 2016. № 3 (19). Pp. 61-64.
8 Nikitin S.N. Evaluation of the effectiveness of biologics in the Middle Volga region: monograph. Ulyanovsk: UlSTU, 2014. 135 p.
9 Petrov V.B., Chebotar V.K. Microbiological preparations in practical plant growing in Russia: functions, efficiency, prospects // Rynok APK. 2009. № 7. Pp. 16-18.
10 Lebedev V.N., Vorobeykov G.A. Influence of bacterial preparations on mineral nutrition and productivity of white mustard // Agrochemistry. 2006. № 12. Pp. 42-46.
11 Zavalin A.A. Biologics, fertilizers and crops. M.: VNIIA. 2005. 302 p.
12 Fatina P.N. Application of microbiological preparations in agriculture // Vestnik of Astrakhan State Technical University. 2007. № 4 (39). Pp. 133-136.
13 Zavalin A.A., Chebotar V.K, Aritkin A.G. Biologische mineral fertilizers as a method of improving the efficiency of their use // Achievements of Science and Technology of AIC. 2012. №. 9. Pp. 45-47.
14 Effectiveness of application of am-miac nitrate treated with biologic preparation for spring wheat / A.A. Zavalin [et al.] // Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences. 2008. № 1. C. 64-66.
15 Methods of State variety testing of agricultural crops. M., 1989. 194 p.
16 Dospekhov B.A. Method of field experience. M.: Agropromizdat, 1985. 351 p.
