Влияние биопрепаратов и технологий возделывания на урожайность зеленой массы кукурузы в условиях Ярославской области

В условиях современного сельского хозяйства увеличение животноводческой продукции является одной из первостепенных задач, решение которой неразрывно связано с созданием прочной кормовой базы. Обеспечение животных высококачественными кормами должно осуществляться за счет посевов кормовых культур, обладающих высокой урожайностью. Из возделываемых в Нечерноземной зоне Ярославской области культур таким требованиям хорошо отвечает кукуруза [1, с. 90; 2, с. 2].

Кукуруза – одна из основных культур современного земледелия. Это растение характеризуется разносторонним использованием и высокой урожайностью [3, с. 44]. В настоящее время в области из общей площади 247,8 тыс. га, занятой кормовыми культурами, кукуруза занимает 5,3 тыс. га [4, с. 221]. Эта культура теплолюбива, что вызывает определенные трудности при выращивании ее в Ярославской области, однако продвижению кукурузы на север способствует создание скороспелых гибридов, относящихся к группе спелости по классификации ФАО 131–180, или с вегетационным периодом 90–100 дней. На данный момент они активно вводятся в производство [1, c. 91; 5, с. 49].

Важнейшим агротехническим приемом, оказывающим положительное влияние на рост и развитие кукурузы, является применение различных удобрений с учетом биологических особенностей той или иной культуры и почвенно-климатических условий региона возделывания. Мировой опыт земледелия показывает, что получение стабильно высоких урожаев без ис- пользования удобрений невозможно, так как на долю удобрений приходится не менее трети прибавки урожая сельскохозяйственных культур [6, с. 7]. Неоспоримо, что в сравнительно благоприятных по увлажнению и температурному режиму условиях, с улучшением минерального, а особенно азотного, питания растений кукурузы можно значительно повысить урожай зеленой массы культуры [7, с. 23; 8, с. 11].

В то же время стоит помнить, что внесение повышенных доз минеральных удобрений сопровождается накоплением в растениях и продукции животноводства вредных веществ, а часть минеральных удобрений, в частности азотные, быстро не усваиваются растениями и вымываются в грунтовые воды и в близлежащие водоемы. В 90-е годы наряду с ростом урожаев, свидетельствующем о повышении эффективного плодородия почв и непосредственного использования минеральных удобрений, во многих странах все чаще отмечали признаки деградации почв и роста загрязнения окружающей среды [9, с. 40]. Одновременно с резким сокращением поголовья животных уменьшается и производство органических удобрений, которые в определенной степени нивелируют вредное действие повышенных доз минеральных удобрений. В таких условиях возникает необходимость искать новые решения для ведения экологически более безопасных технологий возделывания культур, а при нехватке минеральных и органических удобрений – с целью обеспечения растений питательными элементами [10, с. 18]. Кукуруза, являясь, в свою очередь, довольно требовательной культурой, так- же нуждается в оптимизации технологии возделывания.

В последние годы в литературе отмечаются многочисленные сведения о повышении урожайности сельскохозяйственных культур при инокуляции растений микроорганизмами диазотрофами [11, с. 82]. Соответственно, получили развитие технологии с использованием различных биопрепаратов [12, с. 22]. К основным механизмам полезного действия микроорганизмов на растения относятся: улучшение питания растений, оптимизация фосфорного питания, фиксация атмосферного азота, исходя из этого, повышение азотного питания, стимуляция роста и развития, подавление развития фитопатогенов, а также рост устойчивости растений к стрессовым условиям. Непосредственно у кукурузы – достоверное увеличение урожайности, повышение обменной энергии и кормовых единиц. Из вышесказанного можно сделать вывод, что оптимальное использование удобрений возможно лишь при их рациональном сочетании с комплексом биологических препаратов и технологий [13, с. 22]. Это подтверждают и исследования Алтайского ГАУ. В них отмечалось, что при формировании урожая кукурузы в зависимости от препаратов азотфиксирующих бактерий, микоризы и уровня азотного питания эффективность их повышалась при их совместном применении с минеральными удобрениями [14, с. 15]. Это особенно важно в условиях Ярославской области, где во многих хозяйствах надой на одну корову составляет более 10000 кг в год, а значит, вопрос получения высоких урожаев кукурузы на зеленую массу стоит как никогда остро [1, c. 91]. Непосредственно для изучения влияния удобрений и биопрепаратов на урожайность кукурузы в условиях Нечерноземной зоны Ярославской области были заложены полевые опыты.

Цель наших исследований – определить урожайность зеленой массы кукурузы при использовании различных биопрепаратов и технологий возделывания.

Для этого решались следующие задачи: учет урожая и определение его структуры.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в условиях Ярославской области будет изучено влияние различных биопрепаратов и технологий возделывания кукурузы на зеленую массу.

Практическая значимость состоит в том, что производству будут предложены различные технологии возделывания кукурузы на зеленую массу, выбор которых зависит от наличия в хозяйстве необходимых материально-технических ресурсов.

Материалы и методы исследований

Исследования проводились в полевом опыте, заложенном в 2017 году на опытном поле Ярославского НИИЖК – филиала ФГБНУ «ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса», согласно методическим рекомендациям [15]. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая с содержанием гумуса 1,87%, Р2О5 – 278 мг/кг почвы, К2О – 128 мг/кг почвы, рН – 5,8. Общая площадь делянки 120 м2, размещение вариантов рендомизи-рованное в 3-кратной повторности. Объектом исследования являлся гибрид кукурузы «Росс-199 МВ», который возделывался в семипольном севообороте в 2018 и 2019 гг. Севооборот: 1 – однолетние травы с подсевом многолетних трав (люцерна синяя + тимофеевка луговая + овсяница луговая), 2–4 – многолетние травы, 5 – озимые и по-укосно посев рапса на сидерат, 6 – ячмень, 7 – кукуруза. В опыте кукуруза на зеленую массу возделывалась по технологиям (фактор А): 1 ЭТ (К) – экстенсивная технология без применения удобрений (контроль); 2 ОТ – органическая технология – применение органических удобрений; 3 БТ – био-логизированная технология – применение органических удобрений и минеральных удобрений N50P50K60; 4 ИТ – интенсивная технология – применение органических и минеральных удобрений N100P100K120;

5 ВТ – высокоинтенсивная технология – применение органических и минеральных удобрений N125P125K150. Под кукурузу в севообороте были внесены органические удобрения – навоз 60 т/га. Фактор В – биопрепараты: 1 – без обработки; 2 – 2П9; 3 – мизорин; 4 – смесь биопрепаратов. Определение структуры урожая и урожайности зеленой массы кукурузы проводилось общепринятыми методиками. Статистическая обработка данных осуществлялась методом дисперсионного анализа [15, с. 263] с помощью программы Disant. Агрометеорологические условия в 2018 году были благоприятными для роста и развития растений, вегетационный период характеризовался как теплый с умеренным выпадением осадков, кроме третьей декады мая и первой половины июня. В 2019 году в мае и июне установилась жаркая без осадков погода, с июля по сентябрь наблюдалось повышенное выпадение осадков и более холодный период, что замедляло вегетацию кукурузы.

Результаты исследований

По результатам исследований за 2018– 2019 гг. было выявлено, что при возделывании кукурузы по экстенсивной технологии растение формирует 1 початок и 9–10 листьев (табл. 1) . При возделывании ее с применением удобрений количество початков возрастает до 2, а листьев – до 10–11 штук на одно растение. По экстенсивной технологии возделывания доля листьев в урожае изменялась от 17,1 до 18,4%, а початков – от 35,3 до 39,5%, что составляло 52,4–57,9% от общей массы урожая.

Таблица 1. Структура урожая кукурузы, в среднем за 2018–2019 гг.

Вариант опыта	Биопрепарат	Всего, г/м2	Листья			Початки			Стебли
			шт./ стебель	г/м2	%	шт./ стебель	г/м2	%	г/м2	%
ЭТ (К)	без обработки	2911,0	10	532,9	18,4	1	1074,7	37,2	1303,3	44,4
	2П9	3232,5	10	555,1	17,1	1	1139,0	35,3	1538,3	47,6
	мизорин	2917,5	9	516,3	17,7	1	1044,5	35,7	1356,7	46,7
	смесь	3575,0	10	653,6	18,2	1	1419,9	39,5	1501,5	42,4
ОТ	без обработки	6276,5	10	1056,5	16,8	2	2324,7	36,7	2895,4	46,5
	2П9	6615,0	11	1034,6	15,7	2	2352,6	35,2	3227,8	49,2
	мизорин	6710,0	11	1045,0	15,5	2	2346,3	35,5	3318,7	49,0
	смесь	6140,0	10	938,4	15,5	2	1874,1	30,0	3327,5	54,5
БТ	без обработки	6818,5	11	1041,8	15,3	2	2536,4	36,9	3240,1	47,8
	2П9	6925,0	11	1047,9	15,2	2	2752,4	38,7	3124,7	46,1
	мизорин	6985,0	11	1157,8	16,6	2	2547,1	36,0	3280,1	47,4
	смесь	6855,0	11	1088,3	16,0	2	2658,9	37,9	3107,8	46,1
ИТ	без обработки	7342,5	11	1185,2	16,1	2	2809,9	39,1	3347,4	44,9
	2П9	7604,0	10	1193,7	15,7	2	3042,3	40,2	3367,7	44,1
	мизорин	7244,0	10	1089,9	15,0	2	2532,5	35,1	3621,3	49,9
	смесь	6420,0	10	1006,7	15,8	2	2543,7	38,6	2869,6	45,7
ВТ	без обработки	8059,0	10	1254,7	15,6	2	3352,8	41,8	3451,7	42,6
	2П9	8045,0	11	1314,1	16,2	2	2743,8	34,8	3987,1	48,9
	мизорин	7826,5	11	1288,1	16,4	2	2995,3	40,3	3542,9	43,3
	смесь	8481,5	11	1350,3	15,9	2	3392,8	40,5	3738,1	43,6

Источник: исследования Ярославского НИИЖК – филиала ФГБНУ «ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса».

В структуре урожая кукурузы по изучаемым технологиям преобладала доля початков и листьев, наиболее ценной части урожая (табл. 2) . По экстенсивной технологии возделывания в структуре урожая по сравнению с другими технологиями возделывания преобладала доля листьев (17,8%). При возделывании кукурузы с применением удобрений доля листьев в структуре урожая уменьшается до 15,6–16,0%, но до 38,2–39,4% возрастает доля початков, а доля стеблей остается на уровне 45,2–49,8%.

В среднем по всем технологиям возделывания на варианте без обработки семян биопрепаратами на одном растении сформировалось 10,4 листа и 1,8 початка. При обработке семян биопрепаратами 2П9 и смесью 2П9 с мизорином число листьев несколько увеличивалось (до 10,7 и 10,5 соответственно). А обработка семян мизо-рином не привела к увеличению числа листьев на растении. В то же время обработка семян биопрепаратами приводила к снижению числа початков на растении до 1,7 и, как следствие, возрастанию доли стеблей.

На урожайность кукурузы, по-видимо-му, значительно влияют агрометеорологические условия в начальные фазы роста. В 2018 году в начальные фазы развития кукурузы наблюдалась прохладная погода

(дневная температура воздуха 10–15°С), в результате чего кукуруза сформировала по технологиям возделывания 22,2–74,8 т/га зеленой массы, а в 2019 году в это же время дневная температура воздуха составляла 18–30°С, что позволило сформировать 31,0–89,1 т/га (табл. 3) . В 2018 году на вариантах с обработкой семян биопрепаратами урожайность зеленой массы кукурузы по экстенсивной технологии возделывания увеличивалась до 25,9 т/га с применением 2П9, до 29,1 т/га с использованием мизори-на и до 35,7 т/га при использовании смеси, что на 16,6–62,2% больше контрольного варианта. Это объясняется тем, что в июле и августе стояла теплая погода, которая способствовала оптимальной работе бактерий. В 2019 году на вариантах с обработкой семян биопрепаратами урожайность зеленой массы кукурузы по экстенсивной технологии возделывания увеличивалась до 32,7 т/га с применением 2П9, до 33,5 т/га при использовании смеси, что только на 5,0–8,0% больше контрольного варианта, при использовании мизорина она снизилась до 27,8 т/га, или на 10,3%. Это, по-ви-димому, объясняется более холодной погодой в июле и августе, которая не благоприятствовала работе бактерий. Сырая и влажная погода 2019 года способство-

Таблица 2. Структура урожая кукурузы, в среднем по факторам за 2018–2019 гг.

Вариант	Всего, г/м2	Листья			Початки			Стебли
		шт./стебель	г/м2	%	шт./стебель	г/м2	%	г/м2	%
В среднем по фактору А
ЭТ (К)	3159,0	9,8	564,5	17,8	1,4	1169,5	36,9	1425,0	45,2
ОТ	6435,4	10,6	1018,7	15,9	1,9	2224,4	34,4	3192,4	49,8
БТ	6895,9	10,8	1084,0	15,8	1,8	2623,7	37,4	3188,2	46,8
ИТ	7152,6	10,5	1118,9	15,6	1,8	2732,1	38,2	3301,5	46,1
ВТ	8103,0	10,8	1301,8	16,0	1,9	3121,2	39,4	3680,0	44,6
В среднем по фактору В
Без обработки	6281,5	10,4	1014,2	16,4	1,8	2419,7	38,4	2847,6	45,2
2П9	6484,3	10,7	1029,1	16,0	1,7	2406,0	36,9	3049,1	47,2
Мизорин	6336,6	10,4	1019,4	16,2	1,7	2293,1	36,5	3023,9	47,3
Смесь	6294,3	10,5	1007,5	16,3	1,7	2377,9	37,3	2908,9	46,5
Источник: исследования Ярославского НИИЖК – филиала ФГБНУ «ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса».

Таблица 3. Урожайность кукурузы при различных технологиях возделывания, т/га

Вариант		Урожайность
		2018 год		2019 год		В среднем за 2018–2019 гг.
технологии	биопрепарат	зеленая масса	сухое вещество	зеленая масса	сухое вещество	зеленая масса	сухое вещество
ЭТ (К)	без обработки	22,2	5,8	31,0	5,2	26,6	5,5
	2П9	25,9	7,0	32,7	6,0	29,3	6,5
	мизорин	29,1	6,3	27,8	5,3	28,4	5,8
	смесь	35,7	7,4	33,5	5,4	34,6	6,4
ОТ	без обработки	56,5	15,6	60,2	10,5	58,3	13,1
	2П9	63,3	18,0	62,3	11,2	62,8	14,6
	мизорин	53,1	13,5	72,2	13,5	62,7	13,5
	смесь	64,3	15,9	55,3	10,3	59,8	13,1
БТ	без обработки	60,5	15,1	65,8	11,9	63,1	13,5
	2П9	47,0	11,5	62,5	11,2	54,8	11,3
	мизорин	56,0	13,0	66,2	12,2	61,1	12,6
	смесь	58,1	14,1	60,6	12,0	59,3	13,0
ИТ	без обработки	62,3	14,7	78,6	13,8	70,5	14,3
	2П9	63,9	15,9	77,2	13,5	70,5	14,7
	мизорин	62,0	15,5	74,2	12,5	68,1	14,0
	смесь	73,4	18,3	55,0	9,5	64,2	13,9
ВТ	без обработки	74,8	20,6	82,3	15,2	78,5	17,9
	2П9	73,6	19,4	87,4	17,3	80,5	18,3
	мизорин	61,0	12,8	89,1	15,3	75,1	14,0
	смесь	73,6	17,1	88,3	17,3	80,9	17,2
НСР05А		–	1,26	–	1,15	–	–
НСР 05 В			F ф < F05		F ф < F05

Источник: исследования Ярославского НИИЖК – филиала ФГБНУ «ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса».

вала увеличению зеленой массы растений, но при этом и уменьшению сухого вещества, поэтому количество сухого вещества в 2019 году значительно ниже, чем в предыдущем. Так, например, по экстенсивной технологии на варианте без обработки урожайность зеленой массы в 2019 году была выше на 8,8 т/га, но при этом урожайность сухого вещества снизилась на 0,6 т/га по сравнению с 2018 годом.

Наибольшая урожайность зеленой массы и сухого вещества кукурузы в среднем за два года получена по высокоинтенсивной технологии возделывания на варианте с обработкой семян биопрепаратом 2П9 – 80,5 и 18,3 т/га соответственно.

На урожайность кукурузы повлияли технологии возделывания. Так, в среднем по технологиям возделывания в 2018 году урожайность зеленой массы кукурузы по экстенсивной технологии составила 28,2 т/га, или 6,6 т/га сухого вещества, а применение удобрений позволило существенно увеличить урожайность (табл. 4) . По органической технологии возделывания при внесении 60 т/га навоза она составила 59,3 т/га, или 15,8 т/га сухого вещества, по био-логизированной технологии при внесении 60 т/га навоза и минеральных удобрений в дозе N 50 P 50 K 60 – 55,4 т/га, или 13,4 т/га сухого вещества, по интенсивной при внесении 60 т/га навоза и минеральных

Таблица 4. Урожайность кукурузы при различных технологиях возделывания, в среднем по вариантам, т/га

Вариант Год исследований В среднем за 2018–2019 гг. 2018 2019 зеленая масса сухое вещество зеленая масса сухое вещество зеленая масса сухое вещество В среднем по фактору А Экстенсивная технология без применения удобрений (контроль) 28,2 6,6 31,3 5,5 29,7 6,1 Органическая технология 59,3 15,8 62,5 11,4 60,9 13,6 Биологизированная технология 55,4 13,4 63,8 11,8 59,6 12,6 Интенсивная технология 65,4 16,1 71,3 12,3 68,3 14,2 Высокоинтенсивная технология 70,8 17,5 86,8 16,3 78,8 16,9 НСР05 А – 1,26 – 1,15 – – В среднем по фактору В Без обработки 55,3 14,4 63,6 11,3 59,4 12,8 Биопрепарат 2П9 54,7 14,3 64,4 11,8 59,6 13,1 Биопрепарат мизорин 52,2 12,2 65,9 11,8 59,1 12,0 Смесь биопрепаратов 61,0 14,6 58,5 10,9 59,8 12,7 НСР05В – Fф < F05 – Fф < F05 – – Источник: исследования Ярославского НИИЖК – филиала ФГБНУ «ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса». удобрений в дозе N100P100K120 – 65,4 т/га зеленой массы, или 16,1 т/га сухого вещества, по высокоинтенсивной технологии при внесении 60 т/га навоза и минеральных удобрений в дозе N125P125K150 – 70,8 т/га, или 17,5 т/га сухого вещества.

В 2018 году не наблюдалось существенной разницы по урожайности сухого вещества между органической и интенсивной технологиями, а в 2019 году – между органической, биологизированной и интенсивной технологиями. Существенное увеличение урожайности сухого вещества кукурузы по технологиям с применением органических удобрений получено только при внесении минеральных удобрений в дозе N 125 P 125 K 150 на высокоинтенсивной технологии возделывания.

При обработке семян биопрепаратами в среднем за годы исследований существенной разницы по урожайности сухого вещества кукурузы между вариантами не наблюдалось, в 2018 году она была на уров- не 12,2–14,6 т/га, а в 2019 году – 10,9–11,8 т/га. В 2018 году обработка семян кукурузы биопрепаратами 2П9 и мизорином привела к снижению урожайности зеленой массы до 54,7 и 52,2 т/га и сухого вещества до 14,3 и 12,2 т/га соответственно. Урожайность зеленой массы повышалась на 5,7 т/га и сухого вещества на 0,2 т/га только при инокуляции семян смесью биопрепаратов. В 2019 году инокуляция семян биопрепаратами 2П9 и мизорином способствовала незначительному увеличению урожайности на 0,8–2,3 т/га и сухого вещества на 0,5 т/га, а инокуляция семян смесью, наоборот, снижала урожайность зеленой массы на 5,1 т/га и сухого вещества на 0,4 т/га.

Заключение

В результате проведенных исследований на дерново-подзолистой среднесуглинистой со средним содержанием гумуса и калия, высоким – фосфора, слабокислой почве кукуруза формировала в структуре урожая 15,2–18,4% листьев и 30,0–41,8% початков. На технологиях с применением удобрений число листьев и початков на одном растении увеличилось. Применение инокуляции семян перед посевом не оказало влияние на структуру урожая кукурузы. При внесении органических удобрений кукуруза существенно увеличивала урожайность зеленой массы до 60,9 т/га и 13,6 т/га сухого вещества. Только на высокоинтенсивной технологии возделывания при внесении минеральных удобрений в дозе N125P125K150 с внесением навоза 60 т/га получено существенное увеличение урожайности сухого вещества кукурузы по сравне- нию с органической, биологизированной и интенсивной технологиями возделывания. При обработке семян биопрепаратами в среднем за 2018-2019 годы существенной разницы по урожайности зеленой массы кукурузы между вариантами не наблюдалось. Исследования по разработке технологии возделывания кукурузы на зеленую массу в кормовом севообороте на дерново-подзолистой почве Ярославской области будут продолжены, т. к. для хозяйств, где удой коров в год составляет 10–12 тысяч литров, необходим высокоэнергетический корм с легкопереваримой клетчаткой, который может дать только кукуруза.