Эффективность применения удобрений и флавобактерина на ячмене яровом в звене полевого севооборота

Биопрепараты комплексного действия на основе ризосферных микроорганизмов – вспомогательный источник резкому сокращению применения минеральных и органических удобрений.

Ассоциативная азотфиксация обосновывает возможность искусственно обогащать ризосферу не бобовых растений путем инокуляции семян или корней отобранными штаммами бактерий, которые активно связывают молекулярный азот [5, 6].

Одной из основных зерновых культур, высеваемых в Вологодской области, является ячмень яровой.

Опытами Дахмуш А.С. и Кожемякова А.П. установлено, что микроорганизмы повышают продуктивность ячменя на 26 %, а накопление азота в растениях более чем на 30 %, обладают высокой фунгистатической активностью и способны существенно снижать поражаемость растений ячменя фитопатогенами [2].

По данным Волкова Е.Г. применение фосфорно-калийных удобрений увеличивает содержания белка в зерне ячменя до 9,4 %, а внесение NPK – до 9,7 %. Бактеризация семян ячменя «флавобактерином» влияет на белковость зерна: на РК фоне прибавка равна 0,1 %, на NPK – 0,6 % [1].

В отдельные годы инокуляция семян «флавобактерином» достоверно повышает урожайность культур севооборота [7].

Целью исследований является оценка эффективности применения биопрепарата «флавобактерин» в чистом виде и на фоне различных систем удобрения под ячмень яровой в звене полевого севооборота, так как в условиях полевого севооборота данный вопрос не изучен в Вологодской области.

Исследования проводились на учебно-опытном поле ВГМХА им. Н.В. Верещагина в 2010-2013 годах.

Почва опытного поля среднеокультуренная дерново-подзолистая, легкосуглинистая. Агрохимические показатели пахотного слоя перед закладкой опыта (2010 год): обменная кислотность (рНKCl) 5,4 (слабокислая), содержание гумуса 1,54 % (очень низкое), гидролитическая кислотность 1,82 мг-экв/100 г почвы (нейтральная), сумма поглощенных оснований 6,8 мг-экв/100 г почвы (низкая), следовательно, степень насыщенности основаниями 79 % (повышенная), содержание подвижного фосфора – 270 мг/кг (очень высокое), подвижного калия – 124 мг/кг почвы (повышенное).

Изучали ячмень яровой (сорт Отра) с подсевом клеверотимофеечной смеси (клевер – сорт Седум + тимофеевка – сорт ВИК 9) в звене семипольного севооборота, включающего культуры: викоовсяная смесь, озимая рожь, картофель, ячмень с подсевом клеверотимофеечной смеси, клевер с тимофеевкой 1 года пользования, клевер с тимофеевкой 2 года пользования, лен-долгунец.

В опыте исследовались дозы удобрений, рассчитанные по методике профессора Жукова Ю.П., учитывая последействие торфонавозного компоста, на получение планового уровня урожайности ячменя – 3,5 т/га [4].

Схема опыта включала: 1 вариант – без удобрений (контроль); 2 вариант – P (Кб=100 %) + K (Кб=200 %) – минеральная система удобрения (Фон); 3 вариант – Фон + N, Кб = 110 % – минеральная система удобрения; 4 вариант – Фон + N, Кб = 70 % + торфонавозный компост (под картофель) – органоминеральная система удобрения, эквивалентная 5 варианту по количеству вносимого действующего вещества; 5 вариант – Фон + N, Кб = 70 % – минеральная система удобрения.

Дозы удобрений в опыте изучали без обработки посевного материала «флаво- бактерином» (1) и с обработкой (2).

Микробиологический препарат «флавобактерин» содержит ассоциативные ри-зобактерии с заданным титром и определенными свойствами, которые относятся к роду Flavobacterium sp. Продуцируемые ими физиологически активные вещества с антибиотиком «флавоцин» обладают широким спектром действия [8].

Площадь каждой опытной делянки составляет 11 м2 (5,5м х 2м), учетная площадь – не менее 10 м2. Повторность опыта – четырехкратная, размещение вариантов – систематическое. Использовали двойной суперфосфат (43 %), хлорид калия (60 %) и аммиачную селитру (34 %). Бактеризация проводилась вручную под навесом непосредственно в день посевных работ из расчета 600 г/га норму высева семян.

Технология возделывания – общепринятая для Северо-Западной зоны. Учёт урожайности проводили сплошным методом – взвешиванием основной продукции с учетной площади делянки. Урожай соломы определяли по пробному снопу. Урожай приведён к стандартной влажности: зерно – 14 %, солома – 16 %.

Обработка полученных данных проведена методом двухфакторного дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [3] с использованием табличного процессора Microsoft Excel.

Как известно, ячмень обладает повышенной жароустойчивостью, а от фазы выхода в трубку до созревания зерен наиболее чувствителен к недостатку влаги. Если в фазу выхода в трубку почвенной влаги недостаточно, в колосе увеличивается число бесплодных колосков, что приводит к снижению урожая.

Сравнительно короткий период вегетации ячменя ярового не позволил в 2010– 2012 годах получить плановый урожай зерна в 3,5 т/га, что объясняется сильной засухой (особенно в 2010 и 2011 годах) с середины июня до середины июля, когда растения проходят фазы выход в трубку-цветение. Плановая урожайность была получена только в 2013 году (табл. 1).

Таблица 1 – Урожайность зерна ячменя с подсевом клеверотимофеечной смеси в среднем за годы исследований, т/га

№	По фактору А (удобрения)	2010		2011		2012		2013		Среднее по
		По фактору В (обработка «флавобактерином»)								фактору В
		1	2	1	2	1	2	1	2	1	2
1	Без удобрений (контроль)	2,0	2,3	1,8	2,1	2,0	2,3	2,9	2,9	2,2	2,4
2	Р 30 К 35	2,2	2,4	2,1	2,3	2,4	2,7	3,3	3,5	2,5	2,7
3	Р 30 К 35 + N 90	2,5	2,6	2,2	2,5	2,6	3,1	3,5	3,8	2,7	3,0
4	Р 10 К 10 +N 60 +40 т/га т-н.к.(1г посл-вие)	2,6	2,9	2,5	2,6	2,6	3,4	3,7	3,9	2,8	3,2
5	Р30К35 + N140	2,7	2,8	2,4	2,6	2,6	3,2	3,6	3,9	2,8	3,1
Среднее по ф. А		2,4	2,6	2,2	2,4	2,4	2,9	3,4	3,6	2,6	2,9
НСР 0,5		НСРА =0,09 НСРВ =0,06 НСР АВ = -		НСРА=0,16 НСРВ=0,10 НСР АВ = -		НСРА =0,13 НСРВ =0,08 НСР АВ =0,06		НСРА =0,11 НСРВ =0,07 НСР АВ = -		НСРА =0,13 НСРВ =0,08 НСР АВ = -

Доза азота 140 кг д.в./га не дала значительной прибавки зерна ячменя по сравнению с дозой 90 кг д.в./га. В среднем за годы наблюдений фосфорно-ка-лийные удобрения обеспечили прибавку урожая 0,3 т/га (13 %) без бактеризации «флавобактерином» и также 0,3 т/га (12 %) при его использовании. Варианты с расчетными системами удобрения (3-5) обеспечили прибавку зерна 0,5-0,6 т/га (23–27 %) без обработки биопрепаратом и 0,6-0,8 т/га (25–33 %) при инокуляции семян, а, в целом, 77–80 % и 86–91 % плановой урожайности соответственно.

В среднем за годы исследований бактеризация семян ячменя «флавобактери-ном» достоверно повышала урожайность (на 0,2–0,4 т/га, что соответствует 8–14 %), влияния взаимодействия биопрепарата и различных доз удобрений (фактор АВ) не установлено. На контроле «флавобактерин» в среднем повышал урожайность культуры всего на 9 %.

Более высокие ежегодные урожаи зерна ячменя отмечены при органоминеральной системе питания (N60Р10К10 + 1 год последействия 40 т/га торфонавозного компоста) с бактеризацией «флавобактерином», что подтверждает отзывчивость культуры на удобрения.

Соотношение зерна к соломе ячменя по годам исследований мало менялось в зависимости от изучаемых доз удобрений и незначительно от применения биопрепарата – в среднем на 1–5 %.

Урожай соломы заметно зависел от природного фактора, кроме того, расчетные системы удобрения и инокуляция «флавобактерином» достоверно увеличили его соответственно в 1,2–1,4 раза и на 10–17 %. Максимальная урожайность соломы ячменя (3,4 т/га, превысив урожай зерна) отмечена при органоминеральной системе удобрения на фоне биопрепарата. В целом, более высокие дозы азота способствовали накоплению большей биомассы растений, а соответственно и побочной продукции.

За весь период наблюдений расчетные системы удобрения увеличивали содержание азота, фосфора и калия в зерне и соломе ячменя, а внесение только фосфорно-калийных удобрений незначительно влияло на содержание минеральных элементов (табл. 2).

Таблица 2 – Содержание азота, фосфора, калия в зерне и соломе ячменя в среднем за годы исследований, % на абсолютно сухое вещество

01 Z	Вариант	Обработка «флавобактерином» (фактор В)
		Зерно		Солома		Зерно		Солома		Зерно		Солома
	(удобрения –	1	2 1	1	2 1	1	2 1	1	2 1	1	2 1	1	2 1
	фак-р А)	Азот				Фосфор				Калий
1	Конт-ль	1,83	1,87	0,82	0,87	0,81	0,84	0,33	0,34	0,71	0,75	2,01	2,07
2	P К 30 35	1,95	2,04	0,87	0,96	0,81	0,85	0,34	0,37	0,71	0,77	2,05	2,13
3	Р30К35 + N90	2,06	2,17	0,94	1,02	0,83	0,88	0,35	0,38	0,74	0,81	2,06	2,18
4	Р 10 К 10 + N60+тн-к	2,16	2,38	1,06	1,17	0,87	0,92	0,39	0,43	0,79	0,89	2,11	2,34
5	Р 30 К 35 + N140	2,12	2,26	1,05	1,11	0,88	0,94	0,39	0,42	0,76	0,82	2,16	2,33
НСР 0,5		НСРА= 0,09 НСРВ= 0,06 НСР АВ = -		НСРА= 0,10 НСР В = -НСР АВ = -		НСРА= 0,03 НСРВ= 0,02 НСР АВ = -		НСРА= 0,02 НСРВ= 0,01 НСР АВ = -		НСРА= 0,03 НСРВ= 0,02 НСР АВ = -		НСРА= 0,11 НСРВ= 0,07 НСР АВ = -

Наибольшее содержание количества азота и фосфора отмечено в зерне ячменя при обработке «флавобактерином». Расчетные системы удобрения (3-5 варианты) повысили содержание азота в зерне – в 1,1-1,2 раза, соломе – в 1,1-1,3 раза. При применении биопрепарата наблюдалась тенденция к увеличению содержания азота в зерне и соломе на 2-10 %.

Количество фосфора в получаемой продукции мало менялось (в среднем в 1,1 раза) в зависимости от дозы внесения удобрений, что объясняется очень высоким содержанием подвижного фосфора в почве опытного поля и доступностью его растениям. На фоне биопрепарата наблюдалась тенденция к увеличению количества фосфора в зерне (на 3–7 %) и соломе (на 3–10 %).

Изучаемые расчетные системы удобрения достоверно увеличивали содержание калия в основной и побочной продукции, в среднем в 1,1-1,2 раза. При применении биопрепарата наблюдалась тенденция к увеличению содержания калия в зерне (на 5–12 %) и соломе (на 3–11 %).

Рис. 1. Содержание «сырого» протеина в зерне ячменя в среднем за годы исследований, %

Вносимые удобрения увеличивали содержание «сырого» протеина в зерне ячменя (рис. 1).

Фосфорно-калийные удобрения увеличивали содержание «сырого» протеина в среднем на 0,76 %, а возрастающие дозы азота по сравнению с контролем повышали его содержание на 1,45–2,09 %. Применение «флавобактерина» достоверно увеличивало содержание «сырого» протеина в зерне ячменя на 0,23–1,31 %.

Сбор «сырого» протеина с урожаем закономерно возрастал по вариантам в зависимости от его содержания в зерне и получаемой урожайности. Наибольший сбор «сырого» протеина зерном ячменя отмечен при органоминеральной и минеральной системах питания на 4 и 5 вариантах (с максимальной дозой азота) на фоне обработки «флавобактерином», который составил 0,38–0,4 т/га в абсолютно сухом веществе.

Изучаемые дозы удобрений в среднем за 2010–2013 годы исследований обеспечили высокую агрономическую эффективность. Прибавка урожая зерна ячменя от них колебалась на 0,3–0,8 т/га (табл. 3).

Таблица 3 – Оплата 1 кг д.в. удобрений прибавкой урожайности зерна ячменя в среднем за годы исследований

№	Вариант (удобрения)	Доза удобрения, кг д.в./га		Прибавка урожая, кг/га		Оплата, кг/кг д.в.
		1	2	1	2	1	2
1	Без удобрений (контроль)	‒	‒
2	Р к 30 35	65	65	300	300*	4,6	4,6
3	Р30К35 + N90	155	155	500	600	3,2	3,9
4	Р10К10 + N60 + 40 т/га т.-н. к.(1 г. последействия)	205	205	600	800	2,9	3,9
5	Р30К35 + N140	205	205	600	700	2,9	3,4

Примечание.* Прибавка представлена к контролю без удобрений с применением биопрепарата

Наибольшая прибавка зерна ячменя, особенно на фоне обработки «флавобак-терином», отмечена на 4 варианте (органоминеральная система), что подтверждает повышение агрономической эффективности удобрений последействием внесенного торфонавозного компоста.

Возрастающие дозы азотных удобрений не обеспечили высокую оплату урожаем ячменя. Применение «флавобактерина» увеличило оплату удобрений на 0,51,0 кг зерна ячменя, причем наибольшее увеличение оплаты удобрений от биопрепарата наблюдается при органоминеральной системе удобрения (4 вариант).

Таким образом, в условиях полевого севооборота за 2010–2013 годы исследований более высокие ежегодные урожаи зерна ячменя были получены при органоминеральной системе питания с бактеризацией посевного материала «флавобакте-рином». Расчетные системы удобрения (3-5 варианты) более заметно увеличивали содержание азота и калия в зерне и соломе ячменя, а на фоне биопрепарата отмечена тенденция повышения содержание азота, фосфора и калия в получаемой продукции. Наибольший сбор «сырого» протеина зерном ячменя отмечен на 4 и 5 вариантах с максимальной дозой азота (Р10К10N60+т.-н.к.; Р30К35+N140) на фоне обработки «флавобактерином». Отмечено повышение агрономической эффективности минеральных удобрений последействием вносимого торфонавозного компоста в дозе 40 т/га.