Влияние биопрепаратов и микроудобрения на продукционный процесс яровой пшеницы

Развитие и внедрение экологически ориентированных систем сельского хозяйства , получение экологически чистых продуктов питания является одним из наиболее перспективных направлений развития современного сельского хозяйства и одновременно фактором , страхующим отечественное сельское хозяйство от кризисов , регулярно потрясающих рыночную экономику .

Биологизация земледелия предполагает, прежде всего, максимальное использование положительных эффектов взаимодействия агрофитоценозов и почвенной среды . Основой биологизации земледелия является более полное использование почвенно-биологического фактора в земледелии, ведь образование почвы, ее свойства и процессы изменения почвенного плодородия непосредственным образом связаны с ее биотой, которая представлена макроорганизмами (макрофлорой и макрофауной) и микроорганизмами (микрофлорой и микрофауной) (Парахин, Лобков, Кружков, 2000).

Цель исследования : Установить покомпонентную оценку состояния системы « почва - растение » при использовании биопрепаратов и микроудобрения в адаптивной технологии возделывания зерновых культур в условиях темно - серых лесных почв .

В задачи исследований входило :

• -    оценить влияние предпосевной обработки семян яровой пшеницы бипрепаратами и микроудобрением на продукционный процесс , урожай зерна , его структуру и качество ;

• -    определить экономическую эффективность использования эколого - биологических факторов в адаптивной технологии возделывания зерновых культур .

Почвы опытного участка представлены темно - серыми лесными среднесуглинистыми . Содержание гумуса составляет 5,58-5,65% в пахотном горизонте , сумма поглощенных оснований 33,1-33,2 мг - экв /100 г почвы , для кальция – 27,7-28,3, для магния 4,8-5,5 мг - экв /100 г почвы . Емкость катионного обмена достигает 37,4-38,1 мг - экв /100 г почвы . Степень насыщенности основаниями составляет 86,9-88,8%. Содержание Р 2 О 5 -10,5 мг /100 г , К 2 О - 13,2 мг /100 г .

Материалы и методика исследований

Схема опыта :

• 1.    Контроль - обработка семян Виал ТТ ( протравитель 0,4 л / т ) - фон .

• 2.    Фон + Азотовит (2 л / т ) + Фосфатовит (2 л / т ).

• 3.    Фон + Аквамикс (100 г / т ).

• 4.    Фон + Азотовит (2 л / т ) + Фосфатовит (2 л / т ) + Аквамикс (100 г / т ).

Фон : минеральные удобрения N 10 P 26 K 26 ( диаммофоска - основное внесение ) и N 100 ( подкормки ).

Сорт Дарья . Это среднеспелый сорт с вегетационным периодом 80 - 106 дней . Его максимальная урожайность – 88 ц / га . Сорт обладает толстой соломиной и хорошей устойчивостью к полеганию . Высота растений 95 – 105 см , масса 1000 зерен – 37 - 41 г . Сорт устойчив к мучнистой росе , среднеустойчив к септориозу колоса . Хлебопекарные качества хорошие .

Характеристика объектов исследования .

Азотовит - бактериальное биоудобрение комплексного действия . Суспензия не симбиотических свободноживущих азотфиксирующих бактерий . При опрыскивании или обработке семян препаратом азотовит , бактерии начинают активно размножаться в почве , особенно в корневой системе растения и в почве в непосредственной близости от корневой системы . В процессе развития бактерий в почве их численность возрастает в несколько сотен раз и более , они начинают активно фиксировать атмосферный азот и использовать его в процессе своей жизнедеятельности . Бактерии постоянно делятся и отмирают , азот , выделяющийся при разложении в форме аммиака , нитратов и аминокислот попадает в почву , где и легко усваивается развивающимися растениями . За один вегетационный период бактерии азотовита способны накопить от 50 до 80 килограмм . азота на 1 га в пересчете на действующее вещество .

Аквамикс – водорастворимый комплекс микроэлементов в хелатной форме . Применяется для предотвращения и компенсации недостатка микроэлементов . Используется при протравливании семян зерновых , дражировании семян овощных , корнеплодных культур , некорневых подкормок и внесении с поливом в открытом и защищенном грунте . Применение Аквамикса способствует : более полному усвоению элементов питания , увеличению устойчивости растений к неблагоприятным факторам внешней среды , ускорению цветения и завязывания плодов , предупреждению заболеваний хлорозами , снижению содержания нитратов в плодах и овощах .

Фосфатовит - микробное биоудобрение комплексного действия . Суспензия не симбиотических , свободно движущих , силикатных бактерий . Бактерии Фосфатовита , будучи нанесенными на семена или внесенные в почву путем опрыскивания , начинают активно размножаться , особенно интенсивно заселяя поверхность корней растения и прикорневую зону . Бактерии активно расщепляют нерастворимую минеральную часть почвы ( мусковиты , апатиты , слюды , фосфориты и т . д .) И трифосфаты , таким образом , переводя фосфор и калий в форму , легко усваиваемую растениями непосредственно вблизи от корневой системы , улучшая минеральный режим питания .

Результаты и их обсуждение

Одним из главных и необходимых условий для получения высоких урожаев яровой пшеницы является наличие оптимальной густоты стояния растений и высокое качество посевного материала , от которого зависит полевая всхожесть растений . Нами изучено влияние микробиологических препаратов и микроудобрения на полевую всхожесть яровой пшеницы ( табл . 1). Установлено , что во все годы исследования биопрепараты оказывают значительное действие на полевую всхожесть , которая увеличивалась от применения микробиологических препаратов на 3,9 – 4,7%, а от применения микроудобрения на 2,4 - 3,4 %. Комплексное применение биопрепарата с микроудобрением повышало полевую всхожесть семян яровой пшеницы на 5,2 – 5,9 %.

Таблица 1 – Влияние биопрепаратов и микроудобрения на густоту стояния и продуктивный стеблестой яровой пшеницы

Варианты опыта	2009			2010
	полевая всхожесть , %	густота стояния	продуктивный стеблестой	полевая всхожесть , %	густота стояния	продуктивный стеблестой
		шт / м 2			шт / м 2
Контроль	84,0	384	664	85,6	868	428
Азотовит + фосфатовит	88,7	433	520	89,5	968	484
Аквамикс	87,4	424	560	88,0	760	608
Азотовит + фосфатовит +аквамикс	89,2	442	764	91,5	1024	596
НСР 0,5	0,44	3,12	4,57	0,35	17,8	10,21

Продуктивная кустистость ( ветвистость растений ) находится в обратной зависимости от густоты посева . Она значительно увеличивается при оптимизации азотного питания и влагообеспеченности растений . Сильнее других кустятся озимые хлеба , слабее - яровые . Выживае мость растений ( стеблей ) сильно зависит от степени засоренности посевов , их полегания , поражения болезнями , повреждения вредителями и т . д . Защита посевов от этих факторов резко увеличивает число выживших растений и предуборочную густоту продуктивного стеблестоя .

Исследуемые биологические вещества обусловливали увеличение густоты стояния растений . Так густота стояния растений по всходам изменялась от 384 шт / м ² до 442 шт / м ² от комплексного использования биопрепаратов и микроудобрений . Продуктивный стеблестой по вариантам опыта изменялся следующим образом : на контроле он составил 664 шт / м ², от применения азотовита и фосфатовита – 520 шт / м ², а от комплексного применения биопрепаратов и микроудобрения – до 764 шт / м ². Повышение полевой всхожести семян яровой пшеницы в 2010 году обеспечило высокую густоту стояния по всходам в благоприятных весенних условиях . Резкое снижение влаги в почве и повышение температуры воздуха обусловили снижение продуктивного стеблестоя . При этом наибольшее действие в засушливых условиях проявилось в варианте с применением микроудобрения и его сочетания с биопрепаратами . Величина продуктивного стеблестоя в этих вариантах увеличилась до 608 шт / м ² при использовании микроудобрения и 596 шт / м ² при совместном применении биопрепарата и микроудобрения в сравнении с количеством продуктивного стеблестоя в 428 шт / м ² контрольного варианта .

Фотосинтетическая деятельность посевов имеет большое значение для продуктивности растений . В связи с этим важным является разработка приемов , направленных на обеспечение повышения коэффициентов использования ФАР . Изучение хода формирования листовой поверхности показало , что бипрепараты и микроудобрения оказывают положительное влияние на величину и продолжительность работы ассимиляционного аппарата . Как видно из данных таблицы 2, за годы исследований наименьшей площадью листовой поверхности отличались растения яровой пшеницы в контрольном варианте . Применение биопрепаратов способствовало увеличению этого показателя в 2009 году до 28,05 тыс . м ²/ га , а в 2010 году значение этого показателя снижалось на 5,2 тыс . м ²/ га . Использование микроудобрения также приводило к увеличению листовой поверхности растений в сравнении с контролем , как в 2009, так и в 2010 годах . Однако в более засушливых условиях вегетационного периода 2010 года действие микроудобрения для предпосевной обработки семян было более эффективным приемом , обеспечивающим устойчивость растений к водному стрессу . Самая наибольшая поверхность листьев яровой пшеницы сформирована при совместном сочетании биопрепаратов и микроудобрения , даже в неблагоприятных условиях 2010 года площадь листовой поверхности достигала 31,08 тыс . м ²/ га .

Таблица 2 – Влияние биопрепаратов и микроудобрения на площадь листьев , фотосинтетический потенциал , чистую продуктивность фотосинтеза ценоза яровой пшеницы

Варианты опыта	2009			2010
	Площадь листьев , тыс . м 2/ га	ФП , млн . м 2 сутки / га	ЧПФ , г / м 2 сутки	Площадь листьев , тыс . м 2/ га	ФП , млн . м 2 сутки / га	ЧПФ , г / м 2 сутки
Контроль	16,07	1,63	7,63	17,41	1,58	6,37
Азотовит+ фосфатовит	28,05	2,39	9,21	22,85	1,98	8,75
Аквамикс	20,56	1,98	8,48	24,51	2,01	9,07
Азотовит+ фосфатовит+ аквамикс	29,87	2,54	9,89	31,08	2,27	9,11
НСР0.5	3,16	0,015	0,237	4,78	0,031	0,378

Фотосинтетическую эффективность работы листьев растений в посевах характеризуют показатели фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза . В среднем за годы исследований максимальные значения ФП ценоза яровой пшеницы отмечена при использовании бактериальных препаратов азотовита и фосфатовита – 2,39 млн . м ² сутки / га и их сочетаний с аквамиксом – 2,54 млн . м ² сутки / га . Чистая продуктивность фотосинтеза , показывающая работу каждого м ² листовой поверхности изменялась от 6,37 – 7,63 г / м ² сутки в контрольном варианте до 9,11 – 9,89 г / м ² сутки при комплексном применении биопрепаратов и микроудобрения . Погодные условия 2010 года обусловили снижение данного показателя по всем вариантам опыта , кроме варианта , где использовали предпосевную обработку микроудобрением . В этом варианте чистая продуктивность фотосинтеза увеличивалась на 0,5 г / м ² сутки в сравнении с 2009 г .

Водный стресс в фазу цветения (30% ПВ ) оказал отрицательное влияние на все стороны метаболизма растений яровой пшеницы . Как видно из данных таблицы 3, в 2010 году возрастал водный дефицит листьев в сравнении с 2009 годом на 26%, что вызвало снижение синтеза хлорофилла в 1,4 раза .

Таблица 3 – Влияние погодных условий на водный дефицит листьев и содержание хлорофилла в фазу цветения яровой пшеницы

Годы исследований	Водный дефицит , %	Содержание хлорофилла , мг /100 г сухого вещества
		Хлорофилл а	Хлорофилл б	Сумма
2009	12,38 ± 0,48	17,24 ± 0,08	6,12 ± 0,17	23,36
2010	38,15 ± 1,72	12,95 ± 0,09	4,01 ± 0,07	16,96

Число и масса зерен ( семян ) на растениях значительно зависят от фаз трубкования ( стеблевания ) — плодообразования и налива семян . Улучшение пищевого , водного и воздушного режимов , защита растений от сорняков , вредителей и болезней в процессе ухода за посевами позволяет увеличить индивидуальную продуктивность каждого растения .

Формирование массы зерен в колосе зависит от фитосанитарного состояния верхних листьев и колоса в период цветение - созревание , поскольку в этих органах образуется основная часть ассимилянтов , поступающих в зерно (40-60% — из флагового листа , 20-30% — из второго сверху , остальное количество из самого колоса ). Условия налива зерна можно улучшить посредством обработки посевов ретардантами против полегания , фунгицидами — против болезней листьев и колоса , подкормок азотом и микроэлементами . Все это способствует усилению реутилизации питательных веществ из вегетативных органов на формирование генеративных и запасающих . Характер изменения структурных элементов урожайности под влиянием биопрепаратов и микроудобрений проявляется в следующем . Наибольшая продуктивная кустистость установлена в варианте с комплексным сочетанием азотовита , фосфатовита и аквамикса и составила 764 шт / м ², при этом изменялись длина колоса – 9,38 см , масса колоса , число зерен в колосе и масса зерен в колосе . Так , увеличение массы 1000 зерен на 7,7% установлено для всех вариантов , где использовали биопрепараты и микроудобрение ( табл . 4).

Таблица 4 – Влияние биопрепаратов и микроудобрения на формирование элементов структуры урожая яровой пшеницы (2009)

Варианты опыта	Длина колоса , см	Масса колоса , г	Число зерен в колосе , шт	Масса зерен в колосе , г	Масса 1000 зерен , г
Контроль	6,46	0,80	30,67	0,58	18,91
Азотовит + фосфатовит	9,0	1,28	32,4	0,66	20,37
Аквамикс	8,18	1,37	34,0	0,69	20,29
Азотовит + фосфатовит + аквамикс	9,87	1,38	35,43	0,72	20,34

В 2010 году экстремальные условия вегетационного периода привели к снижению продуктивного стеблестоя в контрольном варианте на 236 шт / м ² в сравнении с 2009 годом , но отмечалось увеличение массы колоса , количества зерен в колосе , массы зерен в колосе и массы 1000 зерен в сравнении с 2009 годом . Использование биопрепаратов приводит к увеличению всех показателей структурных элементов урожайности и увеличение массы 1000 зерен на 3,12 г . ( табл . 5).

Таблица 5 – Влияние биопрепаратов и микроудобрения на изменение структурных элементов урожайности яровой пшеницы (2010 год )

Варианты опыта	Масса колоса , г	Количество зерен в колосе , шт	Масса зерен в колосе , г	Масса 1000 зерен , г	Длина колоса , см
Контроль	1,17	29,0	0,87	30,0	6,63
Азотовит + фосфатовит	1,43	32,3	1,07	33,12	7,08
Аквамикс	1,99	38,5	1,51	37,22	8,05
Азотовит + фосфатовит + аквамикс	1,54	36,2	1,27	35,08	7,95

Применение микроудобрения акамикса на яровой пшенице в засушливых условиях 2010 года оказало наибольшее действие на улучшение структурных элементов урожайности , исследованиями показано увеличение всех структурных показателей в 1,3-1,7 раза в сравнении с контролем . Таким образом , прибавка урожайности происходит за счет увеличения зерен в колосе и массы 1000 зерен , в то время , как в более влажных условиях прибавка урожайности происходит за счет увеличения числа продуктивных стеблей ( табл . 6).

Таблица 6 – Влияние биопрепаратов и микроудобрения на урожайность и качество зерна яровой пшеницы

Варианты опыта	2009					2010
	к m о К о о	к о о к	к к X X D Cd к °	К о х	cd К S й >s S	К m о К о о	о ю о к	к к X X ь D Cd к °	о X	cd CQ X ^ Ж D S
	ц / га					ц / га
Контроль	45,6	42,8	14,6	42,8	20,6	28,2	33,9	11,04	28,56	23,6
Азотовит + фосфатовит	48,9	44,3	15,2	45,2	22,1	31,2	35,4	11,64	30,96	24,5
Аквамикс	51,7	45,8	15,8	47,6	22,7	32,1	35,85	11,82	31,68	24,7
Азотовит + фосфатовит + аквамикс	53,8	46,8	16,2	49,2	23,5	33,5	36,55	12,1	32,8	25,3

Проведенные исследования показали , что биопрепараты и микроудобрения оказывают положительное влияние на изменение структурных элементов урожайности яровой пшеницы . Наиболее урожайными оказались семена яровой пшеницы , обработанные комплексом биопрепаратов и микроудобрений . Максимальная урожайность достигала 53,8 ц / га в 2009 году , в 2010 году урожайность зерна в этом варианте снижалась до 33, 5 ц / га . Применение биопрепаратов азотовита и фосфатовита обеспечило увеличение урожайности на 3,3 ц / га в 2009 году и 3 ц / га в 2010 году . Применение препарата аквамикс повышало устойчивость растений к дефициту влаги , что обеспечило получение урожая в 32,1 ц / га в 2010 году , а в благоприятных погодных условиях 2009 года урожайность возрастала в 1,6 раза . Интерес представляет изменение показателя в содержании клейковины . Выявлено , что предпосевная обработка семян биопрепаратами и микроудобрениями обеспечивает не только повышение урожайности , но и изменение качества зерна . По всем изученным биологически активным веществам установлено превышение содержания клейковины в зерне в сравнении с контрольным вариантом на 2,9% в 2009 году и 1,7% в 2010 году .

Следует отметить , что использование ростактивирующих веществ для изменения посевных качеств семян яровой пшеницы обеспечивает не только изменение физиологических условий фотосинтетической деятельности посевов , уровня урожайности , его качества , но и обусловливает интенсивное развитие корневой системы и поступление в почву значительных количеств послеуборочных остатков - до 6,6 т / га в 2009 году и 4,4 тонны в 2010 году .

На яровой пшенице себестоимость 1т основной продукции снижалась с 2,73 тыс. руб. до 2,24 тыс. руб., при этом чистый доход возрастал с 0,844 млн. руб. до 1, 267 млн. руб., а рентабельность достигала 83,5 – 103,9%. Особого внимания заслуживают показатели экономической эффективности использования биопрепаратов и микроудобрения в 2010 году. Экстремальные погодные условия обусловили низкую урожайность яровой пшеницы. Однако, использование микробиологических препаратов и микроудобрения обеспечили высокую устойчивость растений к стрессовым условиям температурного и водного режимов, и увеличение урожайности на 5,3 ц. При этом возрастает себестоимость 1 т основной продукции до 4,2 тыс. руб., а величина чистого дохода возрастает в 1,5 раза в сравнении с контролем и увеличивается рентабельность на 14,8%. Хотя погодные условия оказывают существенное влияние на экономическую эффективность применения биопрепаратов и микроудобрения, в конечном итоге затраты на проведение данного эколого-биологического фактора оправдываются полученной дополнительной продукцией.

Таким образом , применение бактериальных удобрений и микроэлементов для улучшения посевных качеств является актуальным в условиях биологизации земледелия и решении проблемы экологизации сельскохозяйственного производства .

Выводы

• 1.    В среднем за годы исследований максимальные значения фотосинтетического потенциала ценоза яровой пшеницы отмечена при использовании бактериальных препаратов азотовита и фосфатовита – 2,39 млн . м ² сутки / га и их сочетаний с аквамиксом – 2,54 млн . м ² сутки / га . Чистая продуктивность фотосинтеза изменялась от 6,37 – 7,63 г / м ² сутки в контрольном варианте до 9,11 – 9,89 г / м ² сутки при комплексном применении биопрепаратов и микроудобрения . Погодные условия 2010 года обусловили снижение данного показателя по всем вариантам опыта , кроме варианта , где использовали предпосевную обработку микроудобрением , в котором чистая продуктивность фотосинтеза увеличивалась на 0,5 г / м ² сутки в сравнении с 2009 г .

• 2.    Анализ изменения урожайности показал эффективность действия биопрепаратов и микроудобрений в зависимости от погодных условий . В благоприятных погодных условиях 20082009 годов комплексное применение биопрепаратов и микроудобрения было наиболее эффективным и обеспечивало получение максимальной урожайности яровой пшеницы - 5,4 т / га с содержанием клейковины 25,3%.

• 3.    Применение биопрепаратов Азотовит и Фосфатовит и микроудобрения Аквамикс для предпосевной обработки семян яровой пшеницы является агрономически и экономически выгодным , так как способствует повышению экологической устойчивости агроландшафта и растений к стрессовым погодным условиям , сбалансированному уровню питания , повышению продуктивности растений , доходности возделывания .