CC BY
17
ПОЛЕВОДСТВО И ЛУГОВОДСТВО
СЫ: 10.24412/0044-3913-2022-5-20-23 УДК 631.8.002.3 631.87
Влияние традиционной (интенсивной) и биологизированной технологий возделывания
на симбиотическую активность и урожайность гороха
А.Х. КУЛИКОВА1, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Г.В. САЙДЯШЕВА2, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией (e-mail: Galina_83@list.ru)
Ульяновский государственный аграрный университет, бул. Новый Венец, 1, Ульяновск, 432017, Российская Федерация ^Ульяновский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал Самарского научного центра Российской академии наук, ул. Институтская, 19, пос. Тимирязевское, Ульяновский р-н, Ульяновская обл., 433315, Российская Федерация
Исследования проводили с целью сравнения эффективности традиционной (интенсивной) и биологизированной технологий возделывания гороха на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом в условиях лесостепи Среднего Поволжья. Работу выполняли в 2019-2021 гг. в Ульяновской области. Пахотный слой почвы содержал 6,27 % гумуса, 235...291 мг/кг подвижного фосфора, 95.138 мг/кг подвижного калия, pHKCI 6,2 ед. Исследования проводили в семипольном зернотравяном севообороте: горох - озимая пшеница -промежуточный посев (горчица) - озимая пшеница - ячмень + многолетние травы -многолетние травы 1 г.п. - многолетние травы 2 г.п. - яровая пшеница. Интенсивная технология включала протравли-2вание семян, применение гербицидов, О фунгицидов, инсектицидов, регуляторов 2роста, внесение минеральных удобрений ¡JJ при посеве и в виде листовой подкормки, z деструктора стерни. Биологизированная ие технология состояла из предпосевной g обработки семян, защиты растений био-
4 препаратами, листовой подкормки, де-е; структора стерни. Максимальная в опыте
5 биологическая активность почвы (46,0 %) (<) отмечена при использовании биологи-
зированной технологии возделывания. Инокуляция семян гороха биопрепаратом Ризоторфин оказала значительное положительное влияние на формирование симбиотического аппарата: образование клубеньков начиналось на 3.4 дня раньше, их количество и масса превышала соответствующие величины показателей при интенсивной технологии в среднем в 2 раза. Урожайность гороха при этом составила 2,08 т/га и не существенно отличалась от варианта с применением интенсивной технологии, в котором она была равна 2,17т/га (НСР05=0,12). Биоло-гизированная технология возделывания гороха позволила повысить рентабельность производства зерна в среднем за 2019-2021 гг. до 105 %, что в 1,8 раз выше, чем при интенсивной технологии, что указывает на ее более высокую эффективность.
Ключевые слова: горох, технология возделывания, плодородие почвы, экологически безопасная продукция, био-логизация.
Для цитирования: Куликова А.Х., Сайдяшева Г.В. Влияние традиционной (интенсивной) и биологизированной технологий возделывания на симбиоти-ческую активность и урожайность гороха // Земледелие. 2022. №5. С. 20-23. doi: 10.24412/0044-3913-2022-5-20-23.
В условиях нарастающего антропогенного воздействия на природную среду, в том числе на агроэкосисте-мы,огромное значение приобретает биологизация сельскохозяйственного производства, предполагающая преимущественное использование при возделывании культур биологических факторов формирования их урожайности [1, 2, 3]. Это стратегическое направление развития агропромышленного комплекса страны обозначено в Прогнозе научно-технического развития АПК РФ на период 2020-2030 гг. [4]. В документе указано, что на смену интенсивной химизации сельскохозяйственного
производства должно прийти био-логизированное земледелие - новое формирующееся направление органического земледелия на основе биологизации. Следовательно, это один из ведущих трендов научно-технического прогресса АПК России.
Система биологизации предполагает максимальное использование биогенных ресурсов (солома, сидераты, растительные остатки), осуществляемое через диверсификацию структуры посевных площадей, расширение посевов бобовых культур, минимализацию обработки почвы и применение биологических приемов подавления вредителей, болезней, сорных растений [5, 6, 7].
В последние годы появилось достаточное количество публикаций, свидетельствующих об эффективности отдельных приемов биологизации земледелия [8, 9, 10], однако практически отсутствуют исследования, посвященные изучению полностью биологизированныхтехнологий возделывания сельскохозяйственных культур, при которых химические приемы заменены биологическими.
Цель исследований - сравнение эффективности традиционной (интенсивной) и биологизированной технологий возделывания гороха.
Работу выполняли в 2019-2021 гг. на базе Ульяновского научно-исследовательского института сельского хозяйства имени Н.С. Немце-ва - филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Самарского федерального исследовательского центра Российской академии наук (Ульяновский НИИСХ - филиал СамНЦ РАН) в семипольном зернотравяном севообороте: горох - озимая пшеница - промежуточный посев (горчица) - озимая пшеница - ячмень + многолетние травы - многолетние травы 1 г.п. -многолетние травы 2 г.п. - яровая пшеница. Исследования проводили на примере сорта гороха Указ.
Интенсивная технология предусматривала применение расчетных доз минеральных удобрений: 50 % при посеве (азофоска 8,5 кг/га д.в.), 50 % листовая подкормка в фазе образования плодов (карбамид 8,3 кг/га д.в.), обработка посевов гербицидами, использование фунгицидов и инсектицидов, подкормка азотными удобрениями и стимуляторами
роста. В биологизированной - все химические средства заменили биологическими (удобрения, защиты растений). Минеральные удобрения не применяли. Полевой опыт закладывали в трехкратной повторности с систематическим размещением делянок.
При биологизированной технологии применяли Фитоспорин-М, Ж (АС) - микробиологический препарат для защиты семян и посевов от грибных и бактериальных заболеваний; биолипостим - биоприлипа-тель; ТуринБаш-А - биоинсектицид кишечного действия на основе бактерий Bacillusthuringiensis штамм 12K, (1х109КОЕ/мл); деструктор Стерня-12 - многофункциональный препарат для оздоровления почвы, ускорения разложения и обеззараживания растительных остатков, состоящий из Bacillus subtilis (1х108 КОЕ/мл), 3 штаммов гриба Trichoderma, молочнокислых и азотфиксирующих бактерий, гумата калия 0,5 %, фито-гормонов и витаминов; Борогум-М Молибденовый - органогуминовое удобрение; Ризоторфин - биопрепарат азотфиксирующих бактерий фунгицидно-стимулирующего действия (клубеньковые бактерии Rhizobium sp.).
В варианте с интенсивной технологией возделывания гороха использовали следующие препараты: Синклер, СК - фунгицидный протравитель семян (д.в. флудиоксонил, 75 г/л); Парадокс, ВК - системный гербицид (д.в. имазамокс, 120 г/л); Колосаль Про, КМ - системный фунгицид (д.в. пропиконазол, 300 г/л и тебуконазол, 200 г/л); Борей, СК - комбинированный препарат для борьбы с широким спектром вредителей (д.в. имидаклоприд, 150 г/л и лямбда-цигалотрин, 50 г/л); Агрости-мулин, ВСР - биоиммуномодулятор, стимулятор роста (д.в. дигидроквер-цетин, 50 г/л.). В качестве деструктора соломы использовали NH4NO3 из расчета N 10 кг/т соломы.
Опыт закладывали в соответствии с методическими рекомендациями (Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями / под общ. ред. В. Д. Панникова. Программа и методы исследования почв М.: ВИУА, 1983. Ч. 2.) на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом с содержанием гумуса в пахотном слое (0...30 см) 6,27 % (ГОСТ 2621391), подвижного фосфора 235. 291 мг/кг (высокое) (ГОСТ 26204-91), подвижного калия - 95.138 мг/кг (повышенное) (ГОСТ 26204-91), рНкс| - 6,2 ед. (ГОСТ 26483-85), степень насыщенности основаниями -96,9.97,2 %, суммой поглощенных
оснований - 39,7.42,2 мг экв. / 100 г почвы (ГОСТ 27821-88).
Для оценки общей биологической активности почвы использовали аппликационный метод, который позволяет проследить за состоянием живых компонентов почвы на определенном отрезке времени. Целлюлозные материалы (аппликации), заложенные в почву, выдерживали в течение определенного отрезка времени (посев-бутонизация, посев-уборка). При оценке целлюлозо-литической активности почвы использовали следующую шкалу: очень слабая <10 %, слабая - 10.30 %, средняя -30.50 %, сильная - 50.80 %, очень сильная >80 % [11].
В опытах проводили подекадный учет клубеньков, их количества, массы и окраса. Отбор почвенных и растительных образцов, мониторинговые исследования в течение вегетационного периода осуществляли по соответствующим методическим указаниям при проведении исследований в длительных полевых опытах с удобрениями. Учет фактического урожая гороха проводили с учетной площади делянки с пересчетом на 100 %-ную чистоту и 14 %-ную влажность (ГОСТ 27548-97). Расчет экономических показателей осуществляли на основе технологических карт, включающих затраты на производство зерна (стоимость топлива, текущий ремонт, удобрения, защита растений, оплата труда и др.).
Климатические условия в годы исследований заметно различались. Засушливая погода 2019 г. имела исключения - в первой и второй декадах июля выпало 54,5 мм осадков при норме 38 мм. Последнее благоприятно сказалось на формировании урожайности культуры. Более увлажненный 2020 г. был недостаточно теплым в первой половине вегетации, что также отразилось на урожайности гороха. Высокий температурный режим засушливого 2021 г способствовал ускоренному развитию озимых и яровых культур и не продуктивному испарению запасов влаги. С мая по июль выпало 127,3 мм осадков при норме 164 мм, ГТК составил 0,7 при норме 1,0.
Статистическую обработку проводили методом однофакторного дисперсионного анализа (р=0,05) с расчетом значений средних, НСР и критерия Фишера с использованием программы А0Я08209.
В среднем за 2019-2021 гг. при интенсивной технологии возделывания гороха разложение льняного полотна оказалось наименьшим в опыте и составило 15,2 %(посев-бутонизация) и 34,8 % (посев-уборка) (рис. 1).
Инокуляция семян гороха биопрепаратом Ризоторфин на основе клубеньковых бактерий Rhizobium sp. в сочетании с органогуминовым удобрением с высоким содержанием бора и молибдена, способствующим
л
I
н
О
е; о с
о
0
1
в
I J
е;
ai
S
I
ф
§
е; п л о.
23
21
19
17
15
13
11
НСР05 (2019 г.) = 0,7
НСР05 (2020 г.) = 1,2 НСР°5 (2021 г.) = 2,1
16,6
а)
2019 г.
2020 г.
2021 г.
л i н о е; о с о
0
1
в
i j
е;
ai
S I
8 о е; п л а.
55
50
45
40
35
30
25 б)
51,8
2019-2021 гг. НСР05 (2019 г.) = 0,9
35,7
50,5
НСР05 (2020 г.) = 1,4 НСР(,5 (2021 г.) = 8,4 46,0
2019 г.
2020 г.
2021 г.
2019-2021 гг.
Рис. 1. Степень разложения льняного полотна (слой почвы 0...30 см) в зависимости от технологий возделывания гороха: а) посев—бутонизация, б) посев—уборка; — интенсивная технология возделывания; ■ — биологизированная технология возделывания.
сл
О м м
9
1. Масса активных клубеньков гороха в зависимости от технологии клубеньков: она была существенно
(НСР05=2,7) выше (на 4,6 мг/расте-ние), чем при интенсивной технологии (см. табл. 1, рис. 2).
В течение всего периода формирования симбиотического аппарата гороха преимущество имела биологи-зированная технология возделывания: за время деятельности клубеньковых бактерий их масса в 2019 г была выше, чем в варианте с интенсивной технологией, в 2,7 раза, в 2020 г - в 1,3 раза и в 2021 г. - в 1,2 раза; продолжительность их деятельность - больше на 1...6 день. В фазе цветения клубеньки и их масса в расчете на одно растение достигала максимальных в опыте значений во все годы исследований.
2. Количество активных клубеньков на корнях гороха, в зависимости от технологии возделывания
и погодных условий (2019-2021 гг.)
возделывания и погодных условии (2019-2021 гг.)
Технология возделывания гороха Масса клубеньков на 1 растение, мг
полные всходы стеблевание бутонизация цветение налив семян
2019 г. (ГТК за вегетационный период - 0,6)
Интенсивная 0,0 5,2 16,3 41,4 9,0
Биологизированная 5,9 9,4 27,0 128,0 17,8
НСР^ - 2,9 0,2 2,7 2,2
2020 г. (ГТК за вегетационный период - 1,4)
Интенсивная 8,7 33,5 48,3 191,0 22,4
Биологизированная 13,0 44,4 57,9 245,0 28,4
НСР 0,3 3,5 2,4 8,7 1,6
2021 г. (ГТК за вегетационный период - 0,7)
Интенсивная 4,5 14,7 16,4 28,6 4,9
Биологизированная 6,9 14,7 17,5 33,2 7,0
НСР05 0,2 0,7 2,0 2,7 1,1
2019-2021 гг.
Интенсивная 4,4 17,8 27,0 87,1 12,1
Биологизированная 8,6 22,9 34,1 135,0 17,7
Технология Количество клубеньков на 1 растение, шт.
возделывания гороха полные всходы стеблевание бутонизация цветение налив семян
Интенсивная 2019 г. (ГТК за вегетационный период - 0,6) 0,0 7,4 11,3 27,6 6,0
Биологизированная НСР05 8,4 10,5 2,4 18,6 2,2 32,1 3,2 12,3 4,2
2020 г. (ГТК за вегетационный период - 1,4)
Интенсивная 14,5 26,0 34,5 47,8 18,7
Биологизированная 16,3 30,6 36,2 49,0 20,3
НСР05 Интенсивная 1,7 3,7 1,1 0,9 1,2
2021 г. (ГТК за вегетационный период - 0,7) 10,2 17,0 17,8 23,7 9,1
Биологизированная НСР05 14,0 0,2 17,6 0,2 22,0 2,7 26,3 3,0 11,3 1,7
2019-2021 гг.
Интенсивная 8,2 16,8 21,2 33,0 11,3
Биологизированная 12,9 19,6 25,6 35,8 14,6
активизации азотфиксации, стимулирующим рост и развитие корней, повысила разложение льняной ткани до 19,7 % в период посев-бутонизация и до 46,0 % в период посев-уборка, что больше, чем при интенсивной технологии, на 4,5.11,2 %.
Урожайность гороха в значительной степени зависит от состояния симбиотического аппарата при той или иной технологии.
В 2019 г. на корнях гороха при использовании интенсивной технологии возделывания (без инокуляции семян) клубеньки появились на 2. 3 дня позже. С использованием инокуляции семян (биологизированная технология) на зародышевых корнях зачатки клубеньков появились на 4.5 день после всходов,их количество и масса составили 8,4 шт. (табл. 1) и 5,9 г (табл. 2).
Обработка семян Ризоторфином в благоприятном в начале вегетации 20по погодным условиям 2020 г. спо-1Л собствовалаболеераннемупоявле-^ нию в клубеньках леггемоглобина. В о» фазе цветения количество и масса | клубеньков достигали максимальных величин. К периоду налива семян ® отмечали замедление процесса 5 азотфиксации, которое выражалось $ в снижении массы клубеньков, а к
началу созревания бобов они исчезали.
Количество клубеньков в 2021 г в фазу цветения было ниже в 2,0.2,5 раза, их масса уменьшилась почти в 6.7 раз, в сравнении с 2020 г. Симбиотический аппарат оказался более развитым при биологизиро-ванной технологии возделывания гороха, о чем можно судить по массе
Погодные условия периода вегетации оказывают решающее влияние на урожайность культур. Так, несмотря на засушливую весну 2019 г., обильные осадки в фазе созревания зерна (I и II декады июля) позволили сформировать урожайность гороха 2,47.2,53 т/га.
При этом технология с максимальным использованием биологических
Рис. 2. Клубеньки на корнях гороха при разных технологиях его возделывания (2019— 2021 гг.): а) интенсивная технология возделывания; б) биологизированная технология возделывания.
3. Влияние изучаемых факторов на урожайность гороха, т/га
Технология возделывания гороха Год Среднее за 2019-2021 гг.
2019 2020 2021
Интенсивная 2,47 2,33 1,71 2,17
Биологизированная 2,53 2,13 1,60 2,08
НСР05 0,10 0,14 0,27 0,12
Показатель Технология возделывания гороха
Интенсивная биологизированная
2019 г. 2020 г. 2021 г. среднее 2019 г. 1 2020 г. 2021 г. I среднее
Урожайность, т/га 2,47 2,33 1,71 2,17 2,53 2,13 1,60 2,08
Стоимость продукции, руб./га 24700 27960 25650 26103 25300 25560 24000 24953
Производственные затраты, руб./га 14666 15251 17451 15789 11546 11933 13693 12390
Условно чистый доход, руб./га 10034 12709 8199 10314 13754 13627 10307 12563
Себестоимость продукции, руб./т 5938 5545 6804 6095 4563 5602 5705 5290
Рентабельность, % 68 83 21 57 119 114 81 105
2Ulyanovsk Research Agricultural Institute, branch of Samara Scientific Center, Russian Academy of Sciences, ul. Institutskaya, 19, pos. Timiryazevskoe, Ul'yanovskii r-n, Ul'yanovskaya obl., 433315, Russian Federation
средств не уступала интенсивной с применением минеральных удобрений и химических средств защиты: сбор гороха в среднем за 2019-2021 гг. в варианте биологизи-рованной технологии был ниже, чем при интенсивной, на 0,09 т/га (табл. 3) однако различия недостоверны (НСР05=0,12).
Биологизированная технология возделывания гороха менее затратна и экономически более эффективна: максимальная в опыте рентабельность отмечена в 2019 г., а средняя величина этого показателя за годы исследования составила 105 %, тогда как при интенсивной - 57 % (табл. 4).
Таким образом, максимальное разложение льняного полотна (46,0 %) отмечено при применении биологизированной технологии возделывания гороха. Инокуляция семян Ризоторфином в сочетании с обработкой Борогумом-М Молибденовый оказала существенное положительное влияние на сроки появления азотфиксирующих клубеньков, их численность и массу, а также продолжительность работы симбиотического аппарата культуры. Образование клубеньков началось на 3.4 дня раньше, их количество и масса увеличились в среднем за 3 года в 2 раза. Разница в средней урожайности между сравниваемыми технологиями возделывания гороха была не существенной и составила 0,09 т/га (при НСР05=0,12).
Биологизированная технология возделывания гороха позволила повысить рентабельность производства зерна в среднем за 2019-2021 гг. до 105 %, что в 1,8 раз выше, чем при интенсивной технологии, что указывает на ее более высокую эффективность.
Литература.
1. Зеленский Н.А. Приемы биологизации при возделывании кукурузы на светлосерых лесных почвах Нижегородской области // Земледелие. 2019. № 8. С. 3-5. doi: 10.24411/0044-3913-2019-10801.
2. Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России / под. ред. В.Ф. Мальцева. М.К. Каюмова. М.: ФГНУ Россинформагротех, 2002. Ч.1. 544 с.
3. Соколов М.С. Глобальная экологическая проблема и условия устойчивого
развития растениеводства России в XXI веке // ArpoXXI. 1999. № 9. URL: http:// www.groxxi.ru/docs/091999/091999002.htm (дата обращения: 27.01.2022).
4. Прогноз научно-технологического развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на период до 2030 года: монография. М.: НИУ ВШЭ, 2017. 140 с.
5. Эффективность применения эндо-фитных биопрепаратов и азотного удобрения / А.А. Алферов, Л.С. Чернова, А.А. Завалин и др. // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2017. № 5. С. 21-24.
6. Икоева Л.П., Хаева О.Э. Эффективность применения органоминерального удобрения «Биоклад» на смешанном посеве овса с горохом в условиях лесостепной зоны РСО-Алания // Аграрный вестник Урала. 2020. № 10 (201). С.22-28. doi: 10.32417/1997-4868-2020201-10-22-28.
7. Ecological role of crop rotation in the efficient use of agricultural territories of the forest-steppe zone of the Volga region /A.Toigildin, V.Morozov, M.Podsevalov, et al.// E3S WEB OF CONFERENCES. First conference on sustainable development: industrial future of territories. 2020. Р. 01014. URL: https://doi.org/10.1051/ e3sconf/202020801014 (дата обращения 17.03.2022)
8. Дридигер В.К. Ошибки при освоении технологии No-till // Земледелие. 2016. № 3. С. 5-9.
9. ToigildinA., Morozov V., Podsevalov M. Biologization of farming and rejuvenation of soil fertility in the forest-steppe zone of the Volga region // Ambient Science. 2019. Т. 6. No 2. Р. 21-25.
10. Kulikova A., Nikitin S., Toigildin A. Biopreparations in the spring wheat fertilization system // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2017. Vol. 8. No. 1.Р. 1796-1800.
11. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почвы и шкала для оценки некоторых ее показателей // Почвоведение. 1978. №6. С. 48-53.
The influence of traditional (intensive) and biologized cultivation technologies on the symbiotic activity and pea yield
A. Kh. Kulikova1, G.V. Saidyasheva2
Ulyanovsk State University, bul. Novyi Venets, 1, Ul'yanovsk, 432017, Russian Federation
Abstract. The studies aimed to compare the effectiveness of traditional (intensive) and biologized technologies for pea cultivation on leached heavy loamy chernozem under the conditions of the forest-steppe of the Middle Volga region. The work was carried out in 2019-2021 in the Ulyanovsk region. The arable layer of soil contained 6.27% of humus, 235-291 mg/kg of mobile phosphorus, 95-138 mg/kg of mobile potassium, pHKCl 6.2 units. The studies were carried out in a seven-field grass crop rotation: peas - winter wheat - intermediate sowing (mustard) - winter wheat - barley + perennial grasses - perennial grasses 1 g.p. - peren-nialgrasses 2g.p. - spring wheat. Intensive technology included seed pretreatment, the use of herbicides, fungicides, insecticides, growth regulators, the application of mineral fertilizers during sowing and in the form of foliar application, and a stubble destructor. The biologized technology consisted of pre-sowing seed treatment, plant protection with biological products, foliar application, and a stubble destructor. The maximum biological activity of the soil in the experiment (46.0%) was observed when using biologized cultivation technology. The inoculation of pea seeds with the biopreparation Rizotorfin had a significant positive effect on the formation of the symbiotic apparatus: the formation of nodules began 3-4 days earlier, their num-berand weight exceeded the corresponding values in the intensive technology by an average of 2 times. The pea yield in this case was 2.08 t/ha and did not differ significantly from the variant with the use of intensive technology, in which it was equal to 2.17 t/ha (HCP05=0.12). The biologized technology of pea cultivation made it possible to increase the profitability of grain production on average for2019-2021 up to 105%, which is 1.8 times higher than with intensive technology, which indicates its higher efficiency.
Keywords: pea; cultivation technology; soil fertility; environmentally friendly products; biologization. W
Author Details: A. Kh. Kulikova, D. Sc. g (Agr.), prof.; G. V. Saidyasheva, Cand. Sc. W (Agr.) (e-mail: Galina_83@list.ru).
For citation: Kulikova A. Kh., Saidyasheva §
G.V. [The influence of traditional (intensive) e
and biologized cultivation technologies on the z
symbiotic activity and pea yield]. Zemledelie. 5
2022;(5):20-3. Russian. doi: 10.24412/0044- 2
3913-2022-5-20-23. O
_ N> ■ 2
