Эффективность микробиологических удобрений на яровой пшенице в Тульской области

Автор: Грунская В.П., Коломейченко В.В.

Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau

Статья в выпуске: 3 (66), 2017 года.

Бесплатный доступ

Одним из элементов биологизации является внесение в почву и на растения полезных микроорганизмов путем обработки специальными препаратами. Целью исследований являлось совершенствование агротехнологии возделывания яровой пшеницы за счёт использования новых микробных препаратов. Опыт проводился в Тульском НИИСХ в 2014-2016 гг. на типичном для зоны северной лесостепи глубоковыщелоченном среднесуглинистом чернозёме, предшественники - кукуруза на силос в 2014-2015 гг., овёс в 2016 г. Урожайность зерна на контроле составила: в 2014 г. - 4,42 т/га; в 2015 г. - 3,45 т/га; в 2016 г. - 3,59 т/га. За счет внесения минеральных удобрений она увеличилась на 0,2; 0,22 и 0,59 т/га соответственно по годам. Обработка растений микробиологическим препаратом Азолен Ж дважды за период вегетации повысила эти показатели на 0,52 т/га в 2014 г.; на, 0,51 т/га в 2015 г. и на 0,25 т/га в 2016 г. Обработка растений биопрепаратом Метилотрофин увеличила урожайность в 2014 г. на 1,42 т/га; в 2015 г. на 0,48 т/га и в 2016 г. на 0,4 т/га. Обработка растений на вариантах с внесением минеральных удобрений дала наилучшие результаты: Азолен Ж прибавил 1,96 т/га в 2014 г.; 0,54 т/га в 2015 г. и 0,87 т/га в 2016 г., Метилотрофин - 1,9; 0,58 и 1,25 т/га соответственно по годам. Обоснованы оптимальные способы использования микробиологических препаратов в агротехнологии возделывания яровой пшеницы. Установлено, что в засушливых метеоусловиях сочетание минеральных и микробиологических удобрений увеличивало содержание белка и сырой клейковины в зерне. Проведён сравнительный анализ эффективности препаратов на основе живой культуры микроорганизмов (Азолен Ж и Метилотрофин). Определена экономическая эффективность биологических препаратов на фоне и без минеральных удобрений.

Еще

Микробиологические и минеральные удобрения, продуктивность, яровая пшеница, качество

Короткий адрес: https://sciup.org/147124416

IDR: 147124416

Текст научной статьи Эффективность микробиологических удобрений на яровой пшенице в Тульской области

Вве^ение . Увеличение производства зерна является наиболее ва^ной задачей сельского хозяйства. В комплексе всех агрономических мероприятий по созданию и ведению устойчивого высокопродуктивного земледелия ва^ная роль принадле^ит использованию удобрений. Однако производство их считается достаточно дорогостоящим процессом и цены на них постоянно растут [1, 2]. Наряду с основными минеральными удобрениями очень эффективны микробиологические. Сущность действия последних заключается в направленном использовании ^изнедеятельности полезных микроорганизмов. Низкая стоимость, высокая окупаемость, безопасность для окру^ающей среды дол^ны обеспечить их широкое применение [3, 4]. В связи с изменениями погодных условий в последние 10-15 лет в сторону потепления и недобора выпадающих осадков в весенне-летний период, вносимые минеральные удобрения не используются полностью, особенно это заметно проявляется при задер^ке сроков сева яровых зерновых культур.

Цель иссле^ований – совершенствование агротехнологии возделывания яровой пшеницы за счёт использования новых микробных препаратов. Для ее реализации решались следующие задачи:

- определение влияния обработки посевов биопрепаратами ^золен Ж и Метилотрофин на рост и развитие яровой пшеницы, полевую всхо^есть, даты наступления фенологических фаз и продол^ительность ме^фазных периодов;
- учет влияния обработки посевов биопрепаратами на уровень уро^айности и ее структуру, а так^е на показатели качества зерна.

Услови^, материалы и мето^ы. В опыте использовали микробиологические удобрения ^золен-Ж и Метилотрофин. Первый из них создан на основе свободно^ивущих азотфиксирующих почвенных бактерий Azotobacter vinelardii ИБ-4 и выпускается согласно ТУ 9291-018-22657427-2005; свидетельство о государственной регистрации агрохимиката № 1147-08-208157-0-0-0-0 от 24 апреля 2008 г. Основным действующим началом его являются антибиотики, эффективно подавляющие рост ряда фитопатогенных грибов и бактерий.

Микробиологическое удобрение Метилотрофин – штамм Methy Copacterium extovquens Clo представлен Граммотрицательными подви^ными неспорообразующими палочками, которые характеризуются высокой устойчивостью к ультрафиолету, замора^иванию и высушиванию. Фитосимбионт, использующий естественные продукты метаболизма растений в качестве источников углерода и энергии, синтезирует ряд биоактивных веществ (ауксины, цитокинины, витамин В12).

Механизм действия препаратов ^золен-Ж и Метилотрофин основан на выделении корневыми волосками растений углерода в виде сахаров, которые способствуют размно^ению бактерий и выработке ими комплекса антибиотиков, которые тормозят рост фитопатогенных грибов. Препараты обладают фунгицидными и ростостимулирующими свойствами, высоким уровнем нитрогеназной активности, а так^е способностью синтезировать гормоны роста растений, что позволяет значительно снизить количество вносимых азотных удобрений и получить экологически безопасную продукцию [5].

Исследования проводились в 2014-2016 гг. в отделе земледелия Тульского НИИСХ на глубоковыщелоченном среднесуглинистом чернозёме с яровой пшеницей Злата. Предшественники – кукуруза на силос и овес (табл. 1).

Таблица 1 – Схема опыта

Минеральные удобрения (NPK)	Микробиологические удобрения
Минеральные удобрения (NPK)	препарат	норма, л/га	срок обработки
0-0-0
N 90 Р 60 К 60
0-0-0	^золен-Ж	0,05	всходы, флаговый лист
0-0-0	Метилотрофин	0,05	всходы, флаговый лист
0-0-0	^золен-Ж + Метилотрофин	0,05+0,05	всходы, флаговый лист
N 90 Р 60 К 60	^золен-Ж	0,05	всходы, флаговый лист
N 90 Р 60 К 60	Метилотрофин	0,05	всходы, флаговый лист
N 90 Р 60 К 60	^золен-Ж + Метилотрофин	0,05+0,05	всходы, флаговый лист

Примечание: ретардант Це-Це-Це ВК (460 г/л) вносился на всех вариантах, норма 2 л/га, срок обработки в фазе кущения. Фунгицид ^льто-супер КЭ (250+80 г/л) применялся на всех вариантах, норма 0,4 л/га, в фазе флаговый лист и конец цветения. Инсектицид Карате-Зеон (50 г/л) использовался на всех вариантах, норма 0,15 л/га, в фазе всходов.

Общая площадь делянки – 40 м2. Пестициды вносились с помощью ручного опрыскивателя. Повторность в опыте – четырёхкратная, располо^ение вариантов – последовательное. На всех вариантах отмечались даты массового наступления следующих фаз развития растений: посев, всходы, третий лист, кущение, появление ни^него узла, колошение, цветение, молочная, восковая и полная спелость [6].

Учёт уро^айности проводился сплошным способом на всех делянках комбайном «Винтерштайгер». Уро^айность пересчитывалась на стандартную вла^ность и стопроцентную чистоту. Математическая обработка данных сделана по Б.^. Доспехову [7]. По общепринятым методикам определялось содер^ание белка и клейковины в зерне на всех вариантах. Все агрометеорологические показатели определялись согласно наставления гидрометеостанциям и постам [6]. При расчете экономической эффективности цена 1 т минеральных удобрений принималась 10 тыс. руб., 1 т зерна – 12 тыс. руб. Цена 1 кг микробиологических препаратов составляла 4 тыс. руб. При двух обработках на 1 га использовалось 200 г (800 руб.). N на 1 га – 176 кг (1760 руб.); Р 2 О 5 на 1 га – 143 кг (1430 руб.); К 2 О на 1 га – 103 кг (1030 руб.); N 90 Р 60 К 60 – 4220 руб./га.

Результаты и обсу^^ение. Сев яровой пшеницы сорта Злата проводился 26 апреля в 2014 г. и 30 апреля в 2015 г.; в 2016 г. в связи с холодной затя^ной весной, он был осуществлен 6 мая, на 10 дней поз^е среднего многолетнего срока. Массовые всходы появились – 6, 8 и 13 мая. В среднем за три года сев был выполнен 1 мая в хорошо прогретую и увла^нённую почву, всходы отмечены через 8 дней – 9 мая (табл. 2). ^грометеорологические условия для укоренения, кущения и закладки органов плодоношения яровой пшеницы складывались неудовлетворительно из-за значительного недобора осадков в 2014-2015 гг. Как следствие, в почве были недостаточные запасы продуктивной влаги, особенно плохие в период кущения – появления ни^него узла соломины. В пахотном слое в 2014 г. было всего 1 мм, в 2015 г. – 8 мм, в 2016 г. – 19 мм, что так^е недостаточно для хорошего роста и развития яровой пшеницы. Таким образом, запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы в ответственный период органогенеза были плохими в 2014-2015 гг. и удовлетворительными в 2016 г. (табл. 3).

Таблица 2 – Даты наступления фаз развития яровой пшеницы Злата (2014-2016 гг.)

Годы	Фазы развития растений
Годы	посев	всходы	третий лист	кущение	ни^ний узел соломины	колошение	цветение	молоч ная спелость	воско вая спелость	полная спелость
2014	26.04	06.05	22.05	28.05	08.06	18.06	26.06	08.07	22.07	28.07
2015	30.04	08.05	24.05	28.05	08.06	16.06	22.06	06.07	24.07	08.08
2016	06.05	13.05	20.05	28.05	02.06	12.06	18.06	04.07	19.07	25.07
средн.	01.05	09.05	22.05	28.05	06.06	15.06	22.06	06.07	22.07	31.07

В 2014 г. вторая половина вегетационного развития была засушливой и ^аркой, поэтому полная спелость яровой пшеницы наступила 28 июля, на две декады раньше среднего многолетнего срока. В 2015 г. с середины июня и до конца июля выпало 205 мм осадков, что составляет 187% от нормы, полная спелость наступила 8 августа, а в связи с продол^ительной до^дливой погодой почти все листья были пора^ены септориозом, у колосков оно составило 3%. Формирование и налив зерна в 2016 г. проходил в первой половине июля при благоприятных агрометеорологических условиях. В этот период удер^ивался повышенный температурный ре^им, а выпадающие кратковременные до^ди способствовали хорошему увла^нению почвы. Полной спелости пшеница достигла 25 июля.

Таблица 3 – Запасы продуктивной влаги в почве (2014-2016 гг.)

Годы	Горизонты	Посев	Всходы	Третий лист	Кущение	Ни^ний узел соломины	Колошение	Цветение	Молочная спелость	Восковая спелость
2014	0-10	2	16	5	1	0	7	2	6	2
	0-20	16	33	15	6	1	3	7	13	5
	0-50	63	83	52	28	14	29	17	33	15
	0-100	138	173	119	87	55	65	48	74	39
2015	0-10	20	11	12	2	2	20	29	14	17
	0-20	32	23	28	7	8	41	56	28	36
	0-50	77	64	73	30	29	113	138	94	81
	0-100	181	136	145	88	70	140	170	159	156
2016	0-10	13	15	18	11	10	9	15	14	13
	0-20	27	32	34	26	19	16	32	28	22
	0-50	81	78	75	73	64	46	90	88	68
	0-100	182	157	148	181	155	115	139	123	114
средн.	0-10	12	14	12	5	4	12	15	11	11
	0-20	25	29	26	13	9	20	32	23	21
	0-50	74	75	67	44	36	63	82	72	55
	0-100	167	155	137	119	93	107	119	119	103

Примечание: согласно Наставлениям при полной спелости зерна вла^ность почвы не определяется.

Продол^ительность вегетационного периода яровой пшеницы Злата в 2014 г. составила 95 дней, в 2015 г. – 101 день, в 2016 г. – 81 день, что меньше средней многолетней на 19, 13 и 33 дня. Температура воздуха за вегетационный период в 2014 г. (май – июль) составила 17,6°С, что на 1,6°С выше средней многолетней, осадков выпало 128,4 мм – 59% от нормы; в 2015 г. – 17°С, на 1,0°С выше многолетней, осадков выпало 257 мм – 108% от нормы, (при этом 205,4 мм было в период от появления третьего листа до восковой спелости); в 2016 г. – 17,2°С, на 1,2°С выше обычной, осадков выпало 317,2 мм – 145% от нормы. Полученные данные свидетельствуют о том, что обработка биопрепаратами проводилась в 2014-2016 гг. при разных агрометеорологических условиях вегетационного периода яровой пшеницы. В 2014 г. условия были засушливыми в течение всего вегетационного периода, в 2015 г. только до колошения, а вторая половина проходила при достаточном и избыточном увла^нении почвы. Во второй декаде июня запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы равнялись наименьшей полевой влагоёмкости – 170 мм. В 2016 г. рост и развитие яровой пшеницы до колошения проходили при до^дливой и прохладной погоде, сроки наступления фаз шли с опозданием от многолетних данных на пятидневку. С наступлением аномально ^аркой погоды (с 15 июля) развитие пошло ускоренными темпами, при этом запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы были хорошими и избыточными.

На всех вариантах опыта была получена более высокая уро^айность зерна по сравнению с контролем (4,42 т/га в 2014 г.; 3,45 т/га в 2015 г.; 3,59 т/га в 2016 г.) (табл. 4). Внесение минеральных удобрений обеспечило следующую уро^айность (т/га): 2014 г. – 4,62; 2015 г. – 3,67; 2016 г. – 4,18; что превысило уро^айность контроля на 0,2; 0,22 и 0,59 т/га соответственно по годам. Обработка посевов ^золеном-Ж два^ды за период вегетации позволила увеличить изучаемый показатель на 0,52; 0,51 и 0,25 т/га.

Таблица 4 – Влияние минеральных и микробиологических удобрений на продуктивность яровой пшеницы Злата (2014-2016 гг.)

Минеральные удобрения	Микробиологические удобрения	2014 г.		2015 г.		2016 г.
Минеральные удобрения	Микробиологические удобрения	Уро^ай-ность, т/га	Прибавки, т/га	Уро^ай-ность, т/га	Прибавки, т/га	Уро^ай-ность, т/га	Прибавки, т/га
0-0-0		4,42		3,45		3,59
N 90 Р 60 К 60		4,62	0,20	3,67	0,22	4,18	0,59
0-0-0	^золен-Ж	4,94	0,52	3,96	0,51	3,84	0,25
0-0-0	Метилотрофин	5,84	1,42	3,93	0,48	3,99	0,40
0-0-0	^золен-Ж + Метилотрофин	5,95	1,53	4,01	0,56	4,09	0,50
N 90 Р 60 К 60	^золен-Ж	6,38	1,96	3,99	0,54	4,46	0,87
N 90 Р 60 К 60	Метилотрофин	6,32	1,90	4,03	0,58	4,84	1,25
N 90 Р 60 К 60	^золен-Ж + Метилотрофин	6,50	2,08	4,19	0,74	5,10	1,51
	НСР 05	0,01		0,03			0,30

При обработке растений яровой пшеницы биопрепаратом Метилотрофин наибольшая прибавка уро^айности в засушливых условиях 2014 г. составила 1,42 т/га, в 2015 г. при удовлетворительном увла^нении первого периода вегетации и избыточном второго она была 0,48 т/га, а при достаточном и избыточном увла^нении 2016 г. всего 0,40 т/га. Обработка микробиологическим удобрением посевов яровой пшеницы совместно с внесением минеральных удобрений дала результаты существенно больше. В 2014 г. при использовании ^золена-Ж уро^айность увеличилась на 1,96 т/га и Метилотрофина – 1,90 т/га; в 2015 г. эти показатели ни^е, но так^е практически равны – 0,54 и 0,58 т/га. В 2016 г. ^золен-Ж увеличил уро^айность на 0,87 т/га, а Метилотрофин на 1,25 т/га. Таким образом, эффект от биопрепаратов значительно выше при аномально высоких температурах и дефиците полезной влаги в почве, двойная обработка растений яровой пшеницы за период вегетации микробиологическими препаратами превышает эффект минеральных удобрений.

Наряду с повышением уро^айности необходимо уделять внимание улучшению качества зерна, ва^ными показателями которого являются содер^ание в нем белка и клейковины. Сорт яровой пшеницы Злата отличался их высоким количеством (табл. 5). Наименьшее содер^ание белка и клейковины было отмечено на контроле – от 13,4 до 13,5% и от 26 до 27%. Внесение минеральных удобрений увеличило содер^ание белка на 2%, сырой клейковины на 7%. Наибольшие показатели были отмечены на варианте с совместным применением минеральных и микробиологических удобрений – соответственно увеличение составило 4% и 11%. За счет этого содер^ание радионуклидов в зерне увеличилось незначительно – с 2,1 Бк/кг на контроле до 3,5 Бк/кг (допустимый уровень 137Сs согласно техническому регламенту тамо^енного союза – 60 Бк/кг) [8].

Таблица 5 – Влияние минеральных и микробиологических удобрений на качество зерна яровой пшеницы Злата (2014-2016 гг.)

Минеральные удобрения	Микробиологические удобрения	Содер^ание
		клейковина, %			белок, %			¹³⁷Сs, Бк/кг
		2014г.	2015г.	2016г.	2014г.	2015г.	2016г.	2014г.	2015г.	2016г.
0-0-0		27	27	26	13,5	13,5	13,4	2,1	2,0	2,2
N 90 Р 60 К 60		29	29	28	13,7	13,8	13,8	2,9	3,0	3,1
0-0-0	^золен-Ж	28	28	28	13,5	13,7	13,7	2,7	2,5	2,8
0-0-0	Метилотрофин	29	30	27	13,7	14,1	13,9	2,8	2,7	2,8
0-0-0	^золен-Ж + Метилотрофин	29	30	28	13,7	14,1	14,1	2,5	2,6	2,7
N 90 Р 60 К 60	^золен-Ж	29	29	29	13,5	13,7	13,8	3,6	3,5	3,7
N 90 Р 60 К 60	Метилотрофин	29	29	29	13,7	13,7	13,9	3,5	3,5	3,6
N 90 Р 60 К 60	^золен-Ж + Метилотрофин	30	30	30	13,8	14,1	14,1	3,1	3,6	3,7

Экономическая эффективность применения биопрепарата Метилотрофин без внесения минеральных удобрений, в среднем за три года, почти в 2 раза выше от ^золена-Ж (табл. 6), при этом доход в 2014 г. в 4 раза больше, чем в 2015 и 2016 г. Стоимость дополнительной продукции от применения минеральных удобрений (в среднем за 2014-2016 гг.) ни^е их цены и затрат на применения, поло^ительный результат получен только в 2016 г., при достаточном увла^нении почвы.

Обработка растений микробиологическим препаратом ^золен-Ж на варианте с внесением минеральных удобрений увеличила доход почти вдвое в сравнении с контролем (с 4120 руб./га до 8040 руб./га). Но это всё равно немного ни^е, чем эффект от Метилотрофина без минеральных удобрений. Наибольший доход получен при совместном использовании биопрепарата Метилотрофин и минеральных удобрений – 9480 руб./га.

Таблица 6 – Экономическая эффективность применения микробиологических удобрений на яровой пшенице Злата (среднее за 2014-2016 гг.)

Варианты	Стоимость удобрений, руб./га	Затраты на их применение, руб./га	Уро^ай-ность, т/га	Прибавки, т/га	Стоимость дополнительной продукции, руб./га	Чистый доход, руб./га
Контроль			3,82
^золен-Ж	800	240	4,25	0,43	5160	4120
Метилотрофин	800	240	4,59	0,77	9240	8200
N 90 Р 60 К 60	4220	140	4,10	0,28	3360	-1000
N 90 Р 60 К 60 +^золен-Ж	5020	380	4,94	1,12	13440	8040
N 90 Р 60 К 60 + Метилотрофин	5020	380	5,06	1,24	14880	9480

Выво^ы . В ходе проведенных исследований было установлено, что в среднем за 3 года (2014-2016 гг.) уро^айность яровой пшеницы (сорт Злата) составила: контроль – 3,82 т/га; N 90 Р 60 К 60 – 4,16 т/га; ^золен-Ж – 4,25 т/га; Метилотрофин – 4,59 т/га; ^золен-Ж + Метилотрофин – 4,68 т/га; N 90 Р 60 К 60 +^золен-Ж – 4,94 т/га; N 90 Р 60 К 60 +Метилотрофин – 5,06 т/га; N 90 Р 60 К 60 + ^золен-Ж + Метилотрофин – 5,26 т/га. Так как цена минеральных удобрений постоянно повышается, то при дальнейшем совершенствовании агротехнологии возделывания яровой пшеницы в лесостепи следует включать обработку растений новыми микробиологическими препаратами (^золен-Ж и Метилотрофин). Они способствуют увеличению уро^айности и чистого дохода, а так^е повышению качества зерна.

Список литературы Эффективность микробиологических удобрений на яровой пшенице в Тульской области

Чеботарь В.К., Наумкина Т.С., Борисов А.Ю. Комплексное микробное удобрение «БисолбиМикс»: фундаментальные основы, способы производства и применения, назначение/под. ред. А.Ю. Борисова. СПб.: «Реноме», 2015. 240 с.
Грунская В.П., Бровкин В.И., Коломейченко В.В. Влияние удобрений и средств защиты растений на урожайность яровой пшеницы в Тульской области//Achievement of high school -2014: материали за X Международна научна прктична конференция. 2014. С. 74-79.
Макаров В.И. Инновационно-экономические проблемы устойчивого растениеводства. Тула, 2010. 208 с.
Грунская В.П. Влияние биологических удобрений на урожайность и качество яровой пшеницы на черноземах Тульской области//Научный обозреватель. 2016. № 10. С. 63-65.
Наукоёмкие технологии производства и применения препаратов на основе штаммов Pseudomonax и Methylobacteriums/О.П. Горбунов, Н.В. Доронина, В.А. Ежов, Ю.А. Троценко//URL: http://mbio.bas-net.by/wp-content/uploads/2015/09/26_Gorbunov_2015.pdf.
Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 348 с.
Доспехов Б.А. Методика опытного дела. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 015/2011 «О безопасности зерна» от 09.12.2011г. № 874//URL: http://www.tsouz.ru/db/techreglam/Documents/TehReg%20TZ%20Zerno.pdf

Еще

Статья научная