Влияние дополнительных источников питания растений на продуктивность среднеспелого гибрида кукурузы Зерноградский 354 МВ

В современных условиях функционирования отечественного земледелия при резком сокращении внесения минеральных и органических удобрений возрастает интерес к использованию в агротехнологиях дополнительных источников минерального питания растений. Это может быть достигнуто в результате применения биопрепаратов, изготовленных на основе активных штаммов микроорганизмов, обеспечивающих за счёт фиксации азотом сельскохозяйственные растения, осуществляющие контроль развития патогенов, продуцирующих физиологически активные вещества. В результате улучшения жизни растений происходит увеличение урожайности сельскохозяйственных культур [12].

В южной зоне Ростовской области кукуруза является одной из наиболее важных кормовых культур. Обилие света и тепла, плодородные чернозёмы являются природными гарантами получения высоких урожаев этой культуры [7].

Созданные в ВНИИЗК им. И.Г. Кали-ненко гибриды кукурузы в засушливых условиях способны формировать высокую урожайность зерна [5].

Обладая способностью давать высокие урожаи, кукуруза потребляет большое количество питательных веществ, в связи с чем требуются определённые дозы и соотношения вносимых удобрений. В степных районах Северного Кавказа с неустойчивым увлажнением эффективность удобрений снижается [11]. Дополнительные ис- точники питания в виде биопрепаратов, изготовленных на основе активных штаммов микроорганизмов, способны улучшить условия питания растений и увеличить урожайность кукурузы.

В последние годы для нужд сельского хозяйства разработан целый ряд различных биопрепаратов для обработки семян перед посевом и по вегетирующим растениям. В основном они содержат живые культуры специально отобранных микроорганизмов либо растительные экстракты. Одним из эффективных биопрепаратов, созданных во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии, является Экстрасол, получивший широкое распространение за комплекс полезных свойств [9]. Высокая отзывчивость на применение биопрепарата отмечалась в полевых испытаниях, проведенных на ряде сельскохозяйственных культур [6, 10].

Целью исследований являлось изучение влияния биопрепаратов Эпин Экстра и Экстрасол для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений на урожайность зерна нового отечественного среднеспелого гибрида кукурузы селекции ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко и ВНИИ кукурузы Зерноградский 354 МВ.

Материалы и методы. Исследования проводились в 2011–2013 годах во Всероссийском НИИ зерновых культур им. И.Г. Калиненко, расположенном в южной зоне Ростовской области, характеризующейся неустойчивым увлажнением.

Зона проведения опытов характеризуется полузасушливым климатом с умеренно жарким летом и умеренно холодной зимой. ГТК – 0,80–0,85, годовое количество осадков – 450–500 мм. Среднемноголетняя сумма температур воздуха выше 10 0С составляет 3304 0С, среднегодовая температура воздуха – 9,6 0С. Максимальная среднесуточная температура воздуха – 31,2 0С отмечалась в июле 2011 года. Сумма осадков за вегетационный период в годы исследований составила от 233 до 254 мм, что было ниже среднемноголетней нормы (324 мм). С апреля по октябрь отмечалось 60–65 суховейных дней.

Почвы опытного участка – чернозём обыкновенный, карбонатный, тяжелосуглинистый. Агрохимические показатели пахотного слоя почвы: pH – 7,1; гумус – 3,5%; P 2 O 5 – 20–25; K 2 O – 300–350 мг/кг почвы [1]. Площадь учётной делянки – 50 м², повторность – четырёхкратная, предшественник – озимая пшеница.

Агротехника в опыте была общепринятая для южной зоны Ростовской области [2]. Посев проводился широкорядным способом сеялкой СПБ-8М в оптимальные агротехнические сроки.

В опыте были изучены следующие биопрепараты:

«Эпин Экстра» – природный растительный гормон, выделенный из пыльцы Brassica napus L. 0,025 г/л для обработки семян (10 мл/т) и опрыскивания растений (50 мл/га).

«Экстрасол» – препарат нового поколения микробиологического действия. В основе «Экстрасол» – штамм ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч 13. Доза «Экстрасола» – 1 л/т семян и 2 л/га при обработке растений по вегетации.

Обработка семян вышеуказанными препаратами проводилась в день посева, а растений – по вегетации в фазе 5–6 листьев вручную с помощью ранцевого опрыскивателя ОП-207.

При определении фактической экономической и энергетической эффективности по изучаемым культурам вычисляли прибавку урожая, полученную от использования препаратов по текущим ценам [4, 8].

Математическая обработка полученных результатов проводилась методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) с использованием программ Excel 2003 и Statistica 6.0 на персональном компьютере [3].

Результаты исследований. В ходе исследований было установлено, что обработка семян кукурузы изучаемыми биопрепаратами положительно влияла на полевую всхожесть. Так, полевая всхожесть семян в контрольном варианте составила 73,2%, а обработка семян биопрепаратами увеличила этот показатель до 76,8–77,6% (таблица 1).

Таблица 1 – Влияние биопрепаратов на густоту стояния и выживаемость растений кукурузы

Вариант опыта	Полевая всхожесть, %	Густота стояния растений, тыс. шт./га		Выживаемость к уборке, %
		всходы	перед уборкой
Контроль	73,2	43,9	39,9	90,9
Эпин Экстра (ОС)	76,8	46,1	42,7	92,7
Эпин Экстра (ОС+ОР)	76,9	46,1	43,2	93,6
Экстрасол (ОС)	77,6	46,6	43,7	93,8
Экстрасол (ОС+ОР)	77,8	46,7	44,1	94,4

Примечание: ОС – обработка семян; ОР – обработка растений

Лучшие условия для роста и развития кукурузы отмечались в вариантах совместной обработки семян и растений (ОС+ОР), что подтверждается данными по выживаемости растений к уборке. На контроле выживаемость растений составила 90,9%, в вариантах с применением биопрепаратов – 92,7–94,4%.

Под влиянием биопрепаратов изменялись элементы структуры урожая (таблица 2). На исследуемых вариантах увеличилось число растений к уборке до 42,7–

44,1 тыс. шт./га против 39,9 тыс. шт./га на контроле. Количество початков на растении изменялось с 0,78 на контроле до 0,80– 0,86 шт. Увеличились и другие показатели: масса початка с 120,3 г до 129,7–135,7 г; масса зерна с 1 початка с 94,6 до 99,1– 108,1 г, масса 1000 зёрен с 198,0 до 212,6– 225,5 г. Необходимо отметить, что большинство элементов структуры урожая имело наивысшие показатели в варианте с 2-кратным применением биопрепарата «Экстрасол» (ОС+ОР).

Таблица 2 – Влияние биопрепаратов на элементы структуры урожая зерна кукурузы

Вариант опыта	Число растений перед уборкой, тыс. шт./га	Количество початков на 1 растение, шт.	Масса, г
			початка	зерна с початка	1000 зёрен
Контроль	39,9	0,78	120,3	94,6	198,0
Эпин Экстра (ОС)	42,7	0,80	129,7	99,1	212,6
Эпин Экстра (ОС+ОР)	43,2	0,82	131,8	101,5	214,4
Экстрасол (ОС)	43,7	0,84	130,8	103,3	218,2
Экстрасол (ОС+ОР)	44,1	0,86	135,7	108,1	225,5

Уровень урожайности кукурузы является следствием изменения элементов её структуры (таблица 3).

В среднем за годы исследований урожайность зерна на контроле составила 2,71 т/га. Обработка семян изучаемыми биопрепаратами перед посевом способствовала повышению урожайности на 0,46–0,74 т/га. Наибольшее увеличение урожайности зерна кукурузы было получено при двукратной обработке биопрепаратами, где прирост урожайности составил при применении «Эпин Экстра» – 0,76 т/га и «Экстрасол» – 0,88 т/га. Лучшее действие на урожайность гибрида кукурузы Зерноградский 354МВ за годы исследований оказал биопрепарат «Экстрасол».

Таблица 3 – Влияние биопрепаратов на урожайность кукурузы

Вариант опыта	Урожайность зерна, т/га	Прибавка к контролю
		т/га	%
Контроль	2,71	–
Эпин Экстра (ОС)	3,17	0,46	17,0
Эпин Экстра (ОС + ОР)	3,47	0,76	28,0
Экстрасол (ОС)	3,45	0,74	27,3
Экстрасол (ОС + ОР)	3,59	0,88	32,5
НСР 05	0,19

Экономический анализ эффективности биопрепаратов по способам его применения показал, что наиболее оптимальным вариантом является совместная обработка «Эпин Экстра» и «Экстрасол» для обработки семян и по вегетации растений, обеспечивающая получение условно-чистого дохода на уровне 3215–3829 руб./га и окупаемость затрат 2,10–2,86 руб./руб. соответственно (таблица 4).

Энергетический расчёт эффективности использования биопрепаратов при обработке семян и растений позволил дать более полную оценку полученной прибавки. В пересчёте на энергетические показатели в лучших вариантах опыта получено энергии с прибавкой урожая 11,50– 13,32 ГДж/га.

Наименьшая энергоёмкость прибавки урожая получена при использовании препарата «Экстрасол» с обработкой семян и вегетирующих растений, которая составила – 6,20 ГДж/т. Остальные варианты по этому показателю имели более высокие значения – 7,17–11,59 ГДж/т.

Таблица 4 – Экономическая и биоэнергетическая эффективность применения биопрепаратов

Вариант опыта	Прибавка урожая зерна, т/га	Условно чистый доход, руб/га	Окупаемость 1 руб. затрат, руб./руб.	Получено энергии с прибавкой урожая, ГДж/га	Чистый энергетический доход от прибавки урожая, ГДж/га	Энергоёмкость прибавки урожая, ГДж/т	КЭЭ
Эпин Экстра (ОС)	0,46	1982	1,32	6,96	1,63	11,59	1,3
Эпин Экстра (ОС + ОР)	0,76	3215	2,10	11,50	6,05	7,17	2,1
Экстрасол (ОС)	0,74	3372	1,74	11,20	5,86	7,22	2,1
Экстрасол (ОС + ОР)	0,88	3829	2,86	13,32	10,89	6,20	2,8

Коэффициент энергетической эффективности, выражающий отношение энергии, содержащейся в прибавке урожая к энергетическим затратам, вложенным в производство этой прибавки, составил по вариантам от 1,3 в варианте обработки семян Эпин Экстра до 2,8 в варианте обработки семян и растений «Экстрасол».

В целом необходимо отметить, что использование биопрепаратов позволяет получить максимальное энергосодержание продукции с каждого гектара земли при наименьших совокупных энергетических затратах на единицу продукции.

Выводы

Обработка семян и вегетирующих растений биопрепаратами способствовала увеличению полевой всхожести и выживаемости растений кукурузы гибрида Зерноградский 354 МВ в сравнении с контролем.

Показатели продуктивности растений: масса одного початка, масса зерна с одного початка, масса 1000 зёрен были выше в вариантах совместной обработки (ОС+ОР). Максимальными эти показатели были получены в варианте обработки семян и растений «Экстрасол».

Двукратное использование «Эпин Экстра» и «Экстрасол» выразилось прибавкой урожайности к контролю 0,76 и 0,88 т/га соответственно.

Использование биопрепаратов «Эпин Экстра», «Экстрасол» для обработки семян и растений на посевах кукурузы обеспечило получение условно-чистого дохода в размере 3215 и 3829 руб./га с окупаемостью затрат 2,10 и 2,86 руб./руб. соответственно.

Наибольший показатель энергосодержания прибавки урожайности получен в вариантах двойной обработки семян и растений «Эпин Экстра» и «Экстрасол» – 11,50 и 13,32 ГДж/га, при энергоёмкости продукции 7,17 и 6,20 ГДж/т и коэффициенте энергетической эффективности 2,1 и 2,8 соответственно.