Оценка влияния микробных препаратов на урожайность кукурузы в условиях степной зоны Алтайского края

Кукуруза — культура высокой продуктивности и разностороннего использования. В Алтайском крае кукурузу в основном выращивают на силос. Урожайность культуры в большинстве случаев находится на уровне 20 т/га, что ниже потенциально возможной урожайности почти в 2 раза. В такой ситуации актуальным является поиск и научное обоснование путей повышения продуктивности культуры.

Широко известно, что важнейшим приёмом традиционной агротехники, в рамках которой возможно получение высоких урожаев различных культур, является внесение минеральных удобрений, основная доля которых приходится на азотные. Процесс их производства является очень дорогостоящим, а применение крайне нерациональным. Потери азота, вследствие процессов денитрификации и вымывания, достигают 40 и более процентов [1]. Однако в последние десятилетия экономические и экологические факторы производства диктуют необходимость поиска возможностей повышения коэффициентов использования элементов питания, как из удобрений, так и из почвы, а также снижения объёмов применения химических средств защиты растений. Перспективным направлением в данной области считается применение микробиологических препаратов, хотя их эффективность на настоящий момент времени изучена недостаточно [2].

Многолетние испытания препаратов показывают их высокую эффективность на самых разных культурах в различных почвенно-климатических зонах. Урожайность повышается в среднем на 20-40% и более. На инокулированном препаратами фоне она сравнима или зачастую даже превосходит урожайность на полном минеральном удобрении NPK c дозой действующих веществ 60 кг/га [3, 4, 5].

Целью настоящего исследования являлась оценка совместного использования минеральных удобрений и биопрепаратов ассоциативных азотфиксирующих бактерий Ризоагрин, Биоплант-К и Микоризы на продуктивность кукурузы.

Объекты и методы исследования. Полевые исследования проводили в 20132015 гг. Почва опытного участка - чернозём выщелоченный среднемощный среднегумусный с низкой обеспеченностью нитратным азотом (7,0-8,9 мг/кг почвы). Мощность гумусового горизонта 40 см, количество гумуса в пахотном слое среднее - 5,4%.

Объект исследования – сорт кукурузы Краснодарская 194, относящийся к группе раннеспелых сортов. Основное его использования – кормовое. Варианты опыта включали обработку семян кукурузы монопрепаратами и их бинарными смесями на разных фонах минеральных удобрений: фон 1 – N 0 P 60 K 60 (без азота) и фон 2 – N 30 P 60 K 60 . Контролем служил фон без удобрений. Для сравнения оценки влияния биопрепаратов с дозой азотных удобрений был введен вариант N 60 P 60 K 60 .

Посев кукурузы проводили на делянках площадью 18 м2 в соответствии с зональной технологией. Ширина междурядий 70 см, межстрочный интервал 30 см. Повторность опыта трехкратная. Минеральные удобрения (аммиачная селитра, двойной суперфосфат и хлористый калий) вносили согласно схеме опыта в рядки при посеве. В день посева семена обрабатывали препаратами с нормой 300 г/га. Урожайность зеленой массы кукурузы учитывали в период молочно-восковой спелости початков с 1 м2 по трем повторениям. Данные обработаны методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [6].

Годы исследований различались по метеорологическим условиям. Вегетацион- ный период 2013 года характеризовался как холодный и влажный, с достаточно высоким количеством атмосферных осадков при температуре воздуха ниже среднемноголетней. Вегетационный период 2014 года отличался дефицитом тепла и влаги в первой половине лета и достаточной обеспеченностью во второй. Вегетационный период 2015 года был засушливым, ГТК за май-август составил 0,89, что ниже среднемноголетнего на 0,16.

Результаты. Результаты по урожайности зеленой массы кукурузы в годы исследований очень сильно различались. В 2013 достаточно увлажненном году на всех вариантах урожайность была выше по сравнению с 2014 годом 1,1-2,3 раза, а с 2015 годом в 1,5-4,1 раза (таблица). Несмотря на такие существенные различия, наблюдалось положительное действие всех препаратов на величину урожайности зеленой массы кукурузы во все годы исследований. В среднем за три года использование монопрепаратов и их смесей увеличивало урожайность зелёной массы кукурузы на неудобренном фоне на 3,1-9,9 т/га, на фоне N 0 P 60 K 60 – на 8,8-23,1 т/га, на фоне N 30 P 60 K 60 – на 13,3-56,4 т/га.

Таблица 1. Урожайность зелёной массы кукурузы, 2013-2015 гг.

Примечание: * – достоверное отличие прибавки от контроля

Препараты в чистом виде увеличивали урожайность зелёной массы кукурузы незначительно – на 1,7-9,1%. Достоверное увеличение урожайности отмечалось по Микоризе во все годы исследования и по Ризоагрину в засушливом 2015 году. Более продуктивным оказался симбиоз микоризы с ассоциативными азотфиксатора-ми. Совместное использование Микоризы с Биоплантом-К увеличивало урожайность кукурузы по сравнению с его чистым внесением в 2,9-4,9 раза, а с Ризоагрином в 1,3-2,3 раза (таблица).

Внесение в почву минеральных удобрений с разными дозами азота (0; 30 и 60 кг д.в. на 1га) повышало урожайность зеленой массы кукурузы в среднем на 5,1-28,1 %. По годам достоверное увеличение урожайности отмечалось только по варианту N 60 Р 60 K 60 и в более увлажненных условиях 2013 и 2014 года.

Использование монопрепаратов по фонам удобрений более эффективно оказалось на фоне с внесением азота (N 30 Р 60 K 60 ). Здесь также выделялся вариант с инокуляцией Микоризой. Прибавки составляли 12,7-20,6 т/га. Более эффективно было сочетание Микоризы с ассоциативными бактериями. По фону P 60 K 60 (фон 1) большее повышение урожайности отмечалось от использования Микоризы совместно с Биоплантом-К (20,6-27,4 т/га или в среднем 23,1 т/га или 90,2%). По фону N 30 Р 60 K 60 также более продуктивным был симбиоз Микоризы с Биоплантом-К (120,3%).

Реакция растений кукурузы на инокуляцию биопрепаратами в разные годы несколько различалась, но урожайность на инокулированных вариантах в разной степени превышала контроль. Эффективность бинарных сочетаний ассоциативных ризосферных бактерий с грибным препаратом Микориза намного превосходит действие монопрепаратов, что также отмечалось и на других культурах [7]. Это обусловлено их разным механизмом действия на растения, который в сумме лучше обеспечивает растения элементами питания, стимуляторами роста и фунгицидными метаболитами, что доказано работами Тихоновича И.А., Завалина А.А. [3, 8] и других авторов [9].

Выводы: 1. Изучение действия биопрепаратов корневых диазотрофов на кукурузе при различных погодных условиях в степной зоне Алтайского края показало достаточно высокую их эффективность. Увеличение урожайности зеленой массы кукурузы от инокуляции на неудобренном фоне в среднем составляло от 12,1 до 38,7% с преимуществом бинарного использования препаратов с Микоризой и наибольшим эффектом от сочетания Микоризы с Биоплантом-К. Действие препаратов, как в чистом виде, так и в сочетании с Микоризой более эффективно в засушливый период вегетации.

• 2.    На фоне минеральных удобрений и Микоризы эффективность препаратов увеличивается. Действие чистых микробных препаратов на урожайность кукурузы несколько превышает эффект минеральных удобрений в дозе N 60 P 60 K 60 . Поэтому инокуляция биопрепаратами позволяет экономить до 30 кг/га азота за счет фиксации его микроорганизмами.