CC BY
24
УДК: 635.21/631.87
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ И ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ МЕРЗЛОТНОЙ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ
А.И. СТЕПАНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Е.И. ПРИБЫЛЫХ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
А.Я. ФЁДОРОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Ф.В. НИКОЛАЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Якутский НИИ сельского хозяйства, ул. Бестужева-Марлинского, 23/1, г. Якутск, 677001, Россия E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили с 2012 по 2014 гг. с целью изучения влияния различных доз органического (перепревший навоз) и минерального удобрения, а также биопрепаратов Агрофил и Флавобактерин на продуктивность картофеля и качество клубней, а также микробиологические свойства почвы в условиях Центральной Якутии. Схема опыта предусматривала внесение одинарной (20 т/га), двойной (40 т/га) и тройной (60 т/га) доз навоза отдельно и в сочетании с обработкой вегетирующих растений Агро-филом и Флавобактерином; использование биопрепаратов; применение одинарной дозы навоза в сочетании с N46P46K46, а также совместно с N46P46K46 и биопрепаратами. Контроль - без удобрений. Наибольшая урожайность отмечена при внесении 60 т/га навоза совместно с обработкой биопрепаратами - 17,0 т/га (прибавка к контролю - 6,3 т/га). В варианте 20 т/га навоза + биопрепараты она составила 12,9 т/га; 40 т/га + биопрепараты - 14,5 т/га, при обработке биопрепаратами - 13,2 т/га. Совместное внесение минеральных удобрений, одинарной дозы навоза и Агрофила и Флавобактерина увеличивало выход товарных клубней до 60% (контроль - 38%) и снижало пораженность клубней ризоктониозом до 4 баллов (контроль - 10 баллов). Применение перепревшего навоза (40 т/га) в сочетании с обработкой биопрепаратами способствовало в первый год последействия удобрения (2013 г.) увеличению микробиологической активности почвы до самого высокого в опыте уровня 47,6 млн КОЕ/г почвы (контроль - 30,4 млн КОЕ/г). В период проведения наблюдений в почве активно происходили процессы азотфиксации - обрастание комочков почвы на среде Эшби в зависимости от варианта варьировало от 88 (20 т/га навоза + N46P46K46) до 100% (навоз + биопрепараты). Ключевые слова: органическое удобрение, перепревший навоз, минеральное удобрение, биопрепарат, Агрофил, Флавобактерин, доза удобрений, картофель, урожайность, плодородие почвы.
Для цитирования: Влияние применения удобрений и биопрепаратов на урожайность картофеля и плодородие мерзлотной лугово-черноземной почвы Центральной Якутии / А.И. Степанов, Е.И. Прибылых, А.Я. Фёдоров, Ф.В. Николаева// Достижения науки и техники АПК. 2014. Т.28. №11. С. 47-49.
Как показывают результаты многочисленных исследований отечественных и зарубежных ученых, получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур невозможно без применения удобрений [1-7]. В условиях северного земледелия органические и минеральные удобрения, а также их сочетание служит важным фактором повышения урожайности картофеля [8].
На сегодняшний день для сохранения плодородия мерзлотных почв и повышения урожайности сельскохозяйственных культур в условиях Центральной Якутии широкое применение находят биологические препараты.
Сотрудники Якутского НИИ сельского хозяйства разрабатывают научно-обоснованные способы эффективного использования микроорганизмов с целью усиления адаптивных свойств растений и повышения их продуктивности [9, 10].
Цель наших исследований - изучение влияния минеральных и органических удобрений, а также биопрепаратов Агрофил и Флавобактерин на урожайность картофеля, качество клубней и микробиологические свойства мерзлотной лугово-черноземной почвы в условиях Центральной Якутии.
Условия, материалы и методы. Биопрепараты комплексного действия Агрофил и Флавобактерин созданы во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии и более 10 лет применяются в различных регионах России и за рубежом [11].
Агрофил - бактериальный препарат на основе штамма Agrobacterium radiobacter-10, входящие в его состав микроорганизмы способны растворять труднодоступные для растений минеральные соединения, в первую очередь, фосфаты, вырабатывать антибиотики, подавляющие развитие фитопатогенных грибов и бактерий, выделять ростостимулирующие вещества и витамины, ускоряющие созревание урожая.
Флавобактерин содержит бактерии рода Fla-vobacter, которые продуцируют высокоактивный антибиотик флавоцин, имеющий широкий спектр подавляющего действия на фитопатогенные грибы и микроорганизмы [11].
Полевые опыты проводили с 2012 по 2014 гг. на орошаемом стационаре «Бэлэнтяй», расположенном на территории Центрально-Якутской низменности на второй надпойменной террасе р. Лена в Хангаласском улусе.
Объект исследований - картофель сорта Вармас.
Почва опытного участка - мерзлотная лугово-черноземная, одна из наиболее распространенных мерзлотных почв, которая по своему генезису отличается от аналогов, встречающихся вне регионов с многолетнемерзлыми грунтами [12]. Агрохимические характеристики почвы до закладки опыта: рНсол (по ГОСТ 26423-85) - 7,5; содержание гумуса (по Тюрину, модификация ЦИНАО) - 3,0%, подвижного фосфора (по ГОСТ 26212-84) - 230-260 мг/кг почвы, обменного калия (по ГОСТ 26218-84) - 216-280 мг/кг почвы, общего азота (по ГОСТ 26489-85) - 0,3-0,4%.
Согласно средним многолетним данным агрометеорологической станции г. Покровска в районе проведения исследований среднесуточная температура воздуха в период вегетации растений (третья декада мая - третья декада августа, в среднем 95 дн.) колеблется в пределах от 12,1 до 18,10С. Переход температуры почвы через 6-80С наблюдается 21-22 мая.
Сумма осадков, выпадающих при температуре воздуха выше 100С, составляет 118 мм. По величине коэффициента увлажнения, вычисленного по методу Н.Н. Иванова, - 0,36, Приленский ландшафт относится засушливым.
Погодные условия в период проведения исследований отличались от среднемноголетних. В 2012 г. они были теплыми и засушливыми. Максимальная температура воздуха днем в июле достигала 32-380С. ГТК за вегетационный период составил 1,08 при среднемно-голетней величине 0,92. В мае осадков выпало 10,9 мм (норма - 21,0 мм), в июне - 9,2 мм (43,3 мм), в июле -13,5 мм (39,0 мм), в августе - 78,5 мм (41,0 мм).
Вегетационный период 2013 г. выдался прохладным и влажным. Средняя температура воздуха не превышала многолетнюю (14,80С) и составляла 14,40С, ГТК был равен 1,56. Количество осадков в мае превышало норму в 2,7 раза (56,5 мм), в июне - в 2,56 раза (82 мм), в июле - в 2,3 раза (110,3 мм), при этом в августе выпало только 18,1 мм.
В 2014 г. средняя температура воздуха за вегетационный период составила 14,70С, что находится на уровне среднемноголетней, ГТК - 0,67, сумма осадков -136,7 мм при среднемноголетней норме 160,8 мм.
Схема опыта предусматривала внесение одинарной (20 т/га), двойной (40 т/га) и тройной (60 т/га) доз навоза отдельно и в сочетании с обработкой вегети-рующих растений биопрепаратами Агрофил и Флаво-бактерин; только обработку посадок биопрепаратами; применение одинарной дозы навоза в сочетании с Ы46Р46К46, а также совместно с Ы46Р46К46 и обработкой биопрепаратами. Контроль - без удобрений.
Общая площадь делянки - 67,2 м2, учётная - 25 м2 повторность - 4-х кратная, схема посадки - 70x35 см.
Органические удобрения вносили единовременно в конце сентября под зяблевую обработку почвы в 2011 г. Перепревший навоз характеризовался следующими агрохимическими показателями: рНсол - 5,9; содержание гумуса - 5,2%, общего азота - 1,3%; фосфора (Р205) - 900 мг/кг; калия (К2О) - 686 мг/кг. Минеральные удобрения заделывали в конце мая каждого года исследований, Агрофил и Флавобактерин - также применяли ежегодно. Растения картофеля обрабатывали биопрепаратами во время вегетации в фазе начала бутонизации (третья декада июня) в дозе 600 г/га согласно инструкции.
Посадку картофеля проводили в третьей декаде мая, норма расхода семенного материала - 3 т/га. Технология возделывания культуры - общепринятая для региона [13]. Учеты и наблюдения в опытах осуществляли согласно методике ВНИИ картофельного хозяйства [14]. Для математической обработки использовали методику Б.А. Доспехова [15].
Результаты и обсуждение. Высота растений в среднем по опыту колебалась от 64 см в варианте с одинарной дозой навоза (20 т/га) и обработкой биопрепаратами до 72 см при внесении тройной дозы навоза (60 т/га) и биопрепаратов (контроль - 63 см). Масса ботвы картофеля при использовании изучаемых приемов увеличивалась с 391 г/куст в контроле до 396-715 г/куст (наименьшая величина этого показателя отмечена в варианте навоз 20 т/га + биопрепараты, наибольшая при обработке биопрепаратами). Коэффициент соотношения массы ботвы и клубней при совместном использовании удобрений и биопрепаратов также был достаточно высоким - от 0,62 до 0,95 (в контроле - 0,58).
В год действия органического удобрения (2012 г.) наибольшая урожайность картофеля - 10,9 т/га отмечена при внесении тройной дозы навоза (60 т/га) и обработке Агрофилом и Флавобактерином. В среднем за годы исследований самой высокой она была в вариантах с внесением навоза и обработкой биопрепара-
тами: 20 т/га навоз + биопрепараты - 12,9 т/га; 40 т/га + биопрепараты - 14,5 т/га; 60 т/га + биопрепараты -17,0 т/га. При этом прибавка к контролю составила 1,2, 3,8 и 6,3 т/га соответственно (табл. 1).
Таблица 1. Влияние применения удобрений и биопрепаратов на урожайность картофеля (в среднем за 2012-2014 гг.)
Вариант Урожайность, т/га Прибавка к контролю
т/га 1 %
Без удобрений (контроль) 10,7 - -
Навоз (20 т/га) 11,9 1,2 11,2
Навоз (20 т/га) + биопре-
параты 12,9 2,2 20,5
Навоз (40 т/га) 13,7 3,0 28,0
Навоз (40 т/га) + биопре-
параты 14,5 3,8 35,5
Навоз (60 т/га) 15,6 4,9 45,7
Навоз (60 т/га) + биопре-
параты 17,0 6,3 58,8
Навоз (20 т/га) + N4^4, 15,0 4,3 40,2
Биопрепараты 13,2 2,5 23,4
Навоз (20 т/га) + N4^4,
+ биопрепараты 13,0 2,3 21,5
НСР05 3,0
Совместное использование минеральных удобрений, 20 т/га навоза и биопрепаратов увеличило выход товарных клубней до 60% (контроль - 38%).
Применение органического удобрения и биопрепаратов улучшало качество картофеля. Во второй год последействия удобрений (2014 г.) самое высокое содержание крахмала (10,8%) и аскорбиновой кислоты (22,6 мг%) в клубнях отмечено в варианте с совместным внесением навоза в дозе 20 т/га и биопрепаратов (контроль - 9,7% и 18,5 мг% соответственно). На фоне только 20 т/га навоза величины этих показателей составили 10,4% и 21,7 мг%, а при использовании 20 т/га навоза, Ы46Р46К46 и биопрепаратов - 10,7% и 21,4 мг% соответственно.
Исследования показали, что в год действия органического удобрения (2012 г.) применение биопрепаратов Агрофил и Флавобактерин способствовало уменьшению распространения болезней картофеля в ходе вегетации растений. По результатам визуальной оценки ботвы в варианте с тройной дозой навоза и биопрепаратами пораженность ризоктониозом снизилась до 0,8% (в контроле - 5,0%).
В ходе визуального анализа клубней картофеля установлено, что при использовании биопрепаратов самостоятельно, а также совместно с одинарной дозой
Таблица 2. Влияние применения удобрений и биопрепаратов на пораженность клубней картофеля грибными болезнями (в среднем за 2012-2014 гг.)
Вариант Пораженность, балл
ризокто-ниоз парша обыкновенная
Без удобрений (контроль) 10 0
Навоз (20 т/га) 8 1
Навоз (20 т/га) + биопрепараты 5 0
Навоз (40 т/га) 11 0
Навоз (40 т/га) + биопрепараты 10 0
Навоз (60 т/га) 7 0
Навоз (60 т/га) + биопрепараты 8 0
Навоз (20 т/га) + N4^« 8 0
Биопрепараты 4 0
Навоз (20 т/га) + N4^« +
биопрепараты 4 0
навоза и минеральными удобрениями пораженность Выводы. Применение навоза, минеральных удо-ризоктониозом уменьшается с 10 баллов в контроле брений и биопрепаратов в условиях Центральной до 4 баллов (табл. 2). Якутии на мерзлотной лугово-черноземной почве
Использование под картофель перепревшего навоза обеспечивает увеличение урожайности картофеля и биопрепаратов обеспечило наибольшую микробиоло- и снижение его пораженности болезнями, а также гическую активность почвы. В первый год последействия повышение микробиологической активности почвы. удобрений (2013 г.) численность микроорганизмов в При возделывании картофеля можно рекомендовать почве при внесении 40 т/га навоза в сочетании с об- однократное (за три года) внесение 60 т/га навоза в работкой посевов Агрофилом и Флавобактерином со- сочетании с ежегодной обработкой вегетирующих ставила 47,6 млн КОЕ/г почвы, на фоне с 60 т/га органи- растений биопрепаратами Агрофил и Флавобактерин. ческих удобрений 46,0 млн КОЕ/г почвы, а в контроле - Это способствует существенному увеличению 30,4 млн КОЕ/г почвы. В период проведения наблюдений урожайности картофеля - до 17,2 т/га (против в почве активно проходили процессы азотфиксации - 10,4 т/га в контроле), снижению пораженности процент обрастания комочков почвы на среде Эшби в клубней ризоктониозом на 2 балла (контроль -зависимости от варианта составлял от 88 (навоз 1доза 10 баллов), повышению численности микроорга-+ N46P46K46) до 100% (во всех вариантах с комбинацией низмов в почве до 46 млн КОЕ/г почвы (контроль -внесения навоза и применения биопрепаратов). 30,4 млн КОЕ/г почвы).
Литература.
1. Владимиров К.В., Чекмарев П.А., Владимиров В.П. Продуктивность и качество клубней картофеля сорта Чародей при различных дозах удобрений // Вестник Казанского ГАУ. 2010. № 3 (17). С. 111-112.
2. Владимиров С.В. Формирование урожая картофеля в зависимости от уровня минерального питания на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2013. № 2 (28). С.110-114.
3. Владимиров С.В. Эффективность применения возрастающих доз минеральных и органических удобрений при выращивании картофеля в условиях лесостепи Среднего Поволжья // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2013. № 3 (29). С. 92-95.
4. Пигарева Н.Н., Жугдуров З.С. Эффективность минеральных удобрений в луговом ценозе на мерзлотных почвах Бурятии //Плодородие. 2014. №1. С.6-8.
5. Суров В.В., Чухина О.В. Эффективность применения удобрений и флавобактерина на озимой ржи в звене полевого севооборота // Плодородие. 2014. №2. С.13-16.
6. Чучвага Р., Волкогон К. Еколопчно доц1льн1 дози мнерального азоту для вирощуванняжита озимого//Агроеколопчний журнал. 2013. №2. С.75-79.
7. Jiang J. et al. Does nanoparticle aetivity depend upon size and crystal phase?// Nanotoicologe. 2008. Vol. 2. I.1. P. 33-42.
8. Органические удобрения и их применения в условиях Якутии: методические рекомендации /под общ. ред. А.И. Степанова. Якутск: РАСХН, Якутский НИИ сельского хозяйства, 2008. 34 с.
9. Степанов А.И., Прибылых Е.И. Некоторые приемы биотехнологии при повышении плодородия мерзлотных почв Якутии //материалы VII Московского международного конгресса «Биотехнология: состояние развития». М.: ЗАО «Экспо- биотехнологии», 2013. Том 1. С. 432-433.
10. Тарабукина Н.П., Степанов А.И., Неустроев М.П. Комплекс мероприятий по биологическому обеззараживанию и переработке навоза и птичьего помёта в условиях Якутии: методические рекомендации. Новосибирск: СО РАСХН, Якутский НИИ сельского хозяйства. 2000. 16 с.
11. Новые технологии производства и применения биопрепаратов комплексного действия / под ред. А.А. Завалина, А.П. Кожемякова. Санкт-Петербург: Химиздат, 2010. 64 с.
12. Еловская Л.Г., Коноровский А.К., Савинов Д.Д. Мерзлотные засоленные почвы Центральной Якутии. М.: Наука, 1966. С.20-26.
13. Система ведения сельскохозяйственного производства в Республике Саха (Якутия) на период до 2015 г. Якутск: РАСХН, Якутский НИИ сельского хозяйства, 2009. 316 с.
14. Методика исследований по культуре картофеля: методические рекомендации. М.: Колос, 1967. 263 с.
15. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 361 с.
INFLUENCE OF FERTILIZERS AND BIOLOGICAL PREPARATIONS APPLICATION ON POTATO PRODUCTIVITY AND FERTILITY OF FROZEN MEADOW-CHERNOZEM SOIL OF CENTRAL YAKUTIA
A.I. Stepanov, E.I. Pribylykh, A.Y. Fedorov, F.V. Nikolaeva
Yakutia Research Institute on Agriculture, 23/1, Bestugheva-Marlinckogo Str., Yakutsk city, 677001, Russia
Summary. Researches were carried out during 2012-2014 to study the effect of different doses of organic (rotten manure) and mineral fertilizers and biological preparations Agrofil and Flavobacterin on potato productivity, tuber quality, as well as on microbial properties of soil under conditions of Central Yakutia. The plan of the experiment included the application of manure in single (20 t/ha), double (40 t/ha) and triple (60 t/ha) doses separately and in combination with treatment of growing plants with Agrofil and Flavobacterin; biological preparations; single dose of manure in combination with N46P46K46 as well as with N46P46K46 and biological preparations. The control was without fertilizers. The highest yield was obtained with application of 60 t/ha of manure with biological preparations, it was 17.0 t/ha (the increase over the control was 6.3 t/ha). In the variant 20 t/ha of manure with biological preparations it was 12.9 t/ha; for variants 40 t/ha of manure with biological preparations and for biological preparations only the rise was 14.5 and 13.2 t/ha respectively. Combined application of mineral fertilizers, single dose of manure and Agrofil and Flavobacterin increased output of marketable tubers up to 60 % (in control variant it was 38 %) and reduced the tuber damage by Rhizoctonia to 4 points (in the control variant it was 10 points). Application of rotten manure (40 t/ha) in combination with treatment by biopreparations ensured in the first year of fertilizer aftereffect (2013) the highest microbiological activity of the soil 47.6 million CFU/g of soil (in control variant it was 30.4 million CFU/g of soil). During the years of researches, the process of nitrogen fixation in soil proceeded actively, accretion of soil aggregates on Ashby medium varied from 88 (20 t/ga of manure + N46P46K46) to 100 % (manure + biopreparations).
Keywords: organic fertilizer, rotted manure, mineral fertilizer, biological preparations, Agrofil, Flavobacterin, dose of fertilizers, potato, yield, soil fertility.
Author Details: A.I. Stepanov, Cand. Agricultural Sci., Senior Researcher (e-mail: [email protected]); E.I. Pribylykh, Cand. Agricultural Sci., Senior Researcher; A.Y Fedorov, Cand. Agricultural Sci., Senior Researcher; F.V. Nikolaeva, Cand. Agricultural Sci., Senior Researcher. For citation: Stepanov A.I., Pribylykh E.I., Fedorov A.Y, Nikolaeva F.V. The influence of fertilizers and biological preparations application on potato yield and fertility of frozen meadow-chernozem soils of Central Yakutia. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2014. T.28. №11. pp. 47-49 (In Russ)
