Влияние минерального питания и биопрепаратов при возделывании ячменя и гороха на зерновые цели

Исследования проводились на опытном поле Северо-Западного научно-исследовательского института молочного и лугопастбищного хозяйства, на осушенной дерново-подзолистой среднесуглинистой почве. В опыте использовали включенные в реестр по Вологодской области культуры: ячмень сорт «Выбор» и горох полевой сорт «СЗМ-85». Они выращивались в одновидовых и смешанных посевах с соотношением компонентов в смеси 60:40% от нормы высева в чистом виде. Схема опыта включает 21 вариант, площадь учётной делянки 5,8 м2, повторность 4-кратная. Размещение вариантов систематическое. Учеты и наблюдения проводились по методике ВНИИ кормов и «Оценке эффективности микробных препаратов в земледелии». Цель исследования – изучить влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность и качество зерна ячменя и гороха в одновидовых и смешанных посевах при уборке на зерновые цели. Для этого решали следующие задачи: оценить влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность ячменя и гороха в одновидовых и смешанных посевах; определить влияние удобрений и биопрепаратов на показатели качества зерна ячменя и гороха; изучить влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на высоту растений и массу 1000 семян ячменя и гороха. В результате исследований было установлено, что биопрепарат ассоциативных диазотрофов флавобактерин увеличивает урожайность зерна ячменя как без внесения, так и при внесении минеральных удобрений. Использование гриба ар-бускулярной микоризы обеспечивает прибавку урожайности одновидового посева гороха. В смешанном посеве ячменя и гороха урожайность зерна возрастает при инокуляции семян азотфиксирующими и фосфатмобилизующими препаратами. Рост урожайности зерна от биопрепаратов происходит за счет изменения в структуре элементов, определяющих зерновую продуктивность культур. В смешанном посеве с горохом для ячменя создаются благоприятные условия азотного питания растений, в результате чего даже без внесения азотного удобрения в зерне накапливается такое же количество сырого белка, как при внесении N 30 . Препарат АМ положительно влияет на растения как в одновидовом посеве гороха, так и в смешанном с ячменем. Использование биопрепаратов и минеральных удобрений в полной дозе (N 30 Р 30 К 45 ) при выращивании однолетних культур обеспечивает повышение урожайности зерна на 20–36% и получение кормов с высоким содержанием сырого белка в зерне ячменя до 20,3% и гороха до 28,3%.

Ячмень, горох, минеральные удобрения, биопрепараты, урожайность, сырой белок, одновидовые посевы, смешанные посевы.

Развитие агропромышленного комплекса региона направлено на производство животноводческой продукции, которое может быть реализовано только при создании необходимой кормовой базы. Устойчивое производство кормов на пахотных землях, прежде всего зерновых, невозможно без использования минеральных удобрений. Однако в последнее время резко сократилось их использование, что не обеспечивает получение необходимого количества зерна и приводит к снижению его качества, прежде всего, содержания сырого белка [1, с. 38; 2, с. 6].

Возделывание однолетних культур в составе смеси существенно повышает содержание белка в продукции злакового и не изменяет его у бобового компонента [3, с. 21; 4, с. 161].

Усилить процесс связывания азота атмосферы можно за счёт использования соответствующих азотфиксирующих препаратов на зерновых культурах ассоциативных диазотрофов и зернобобовых симбиотических азотфиксаторов. Также можно использовать визикулярно-амбу-скулярные микоризообразующие грибы, которые обладают фосфат-мобилизую-щей активностью.

Использование биопрепаратов может обеспечить дополнительное снабжение растений азотом за счёт его фиксации из атмосферы, а также фосфором и калием в результате мобилизации их почвенных запасов.

В последние годы достигнут значительный прогресс в создании биопрепаратов. Во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии разработано новое поколение препаратов комплексного действия [5, с. 3; 6, с. 8–9].

К таким препаратам относится фла-вобактерин. Он широко применяется на зерновых, кормовых культурах. Его положительное действие – способность бактерий фиксировать молекулярный азот, стимулировать рост, продуцировать фитогормоны, улучшать минеральное питание, водный обмен и активизировать другие физиологические процессы в растениях. Ризоторфин рекомендуют применять для обработки семян бобовых культур. Действующее начало – клубеньковые бактерии, образующие на корнях растений клубеньки, где происходит процесс фиксации молекулярного азота из воздуха. Микориза (визикулярно-амбускуляр-ные микоризообразующие грибы) обеспечивает усиление минерального питания, устойчивость к засухе, биоконтроль от патогенов и др. В действии микоризы важную роль играют образованные мицелием грибы ауксины, цитокенины, ги- бериллины, а также витамины. В результате деятельности микоризы растение получает фосфор, а также азот, калий, цинк, медь и некоторые другие микроэлементы и воду [7, с. 35].

Исследования проводились с 2005 по 2007 год на опытном поле СЗНИИМЛПХ Вологодской области на осушенной дерново-подзолистой, среднесуглинистой почве. Окультуренность участка средняя. Агрохимические показатели представлены в табл. 1.

В опыте использовали включенные в реестр по Вологодской области культуры: ячмень сорт «Выбор» и горох полевой сорт «СЗМ-85». Они выращивались в одновидовых и смешанных посевах с соотношением компонентов в смеси 60:40% от полной нормы высева в чистом виде (5,0 млн всхожих зерен ячменя и 1,2 млн – гороха на 1 га) [8, с. 49].

Опыты проводили в соответствии с методикой «Оценка эффективности микробных препаратов в земледелии». Схема опыта включает 21 вариант, площадь учётной делянки – 5,8 м2, повторность 4-кратная. Агротехника возделывания ячменя и гороха общепринятая для зоны. Минеральные удобрения (аммиачная селитра, двойной суперфосфат и хлористый калий) в опыте вносили вручную.

Изучали два уровня минерального питания (Р 30 К 45 и N 30 Р 30 К 45 ); три биопрепарата: ризоторфин (РТ) и микоризу (АМ) применяли для инокуляции семян гороха; фла-вобактерин (ФБ) – для инокуляции семян ячменя. За контроль были взяты варианты без внесения удобрений (N 0 Р 0 К 0 ). Семена гороха и ячменя обрабатывали соот-

Таблица 1. Агрохимическая характеристика 0–20 см слоя почвы опытного участка

Год	рН КСl	Р 2 О 5	К 2 О	Гумус	N общ.
		мг/кг		%
2005	5,0	121	144	2,73	0,17
2006	5,0	120	142	2,70	0,19
2007	5,5	162	159	2,73	0,15

Составлено по: результаты агрохимического обследования ФГБУ ГЦАС «Вологодский».

ветствующими биопрепаратами (600 г/га) непосредственно в день посева с прили-пателем [9, с. 21]. Учет урожая проводился сплошным методом поделяночно. Урожайность зерна приводили к стандартной 14% влажности. Статистическую обработку результатов проводили методом дисперсионного анализа [10, с. 242].

Во все годы проведения полевых опытов складывающиеся погодные условия в период вегетации растений не совсем благоприятствовали формированию высокого уровня урожаев изучаемых культур и проявлению эффективности микробных препаратов, результативность которых, как известно, в значительной степени зависит от уровня увлажнения.

Внесение Р 30 К 45 и полного минерального удобрения увеличило урожайность зерна одновидового посева ячменя на 0,2 и 0,37 т/га. Флавобактерин как без удобрений, так и при внесении Р 30 К 45 и N 30 Р 30 К 45 увеличил сбор зерна ячменя в одновидовом посеве на 0,20–0,24 т/га (вар. 2).

При внесении минеральных удобрений под одновидовой посев гороха урожайность семян возросла на 0,13 и 0,30 т/га (табл. 2).

Инокуляция семян арбускулярной микоризой способствовала дальнейшему росту урожайности гороха, прибавки от которой составили 0,09–0,21 т/га. При этом более высокие прибавки 0,16 и 0,21 т/га получены при внесении под горох удобрений, что свидетельствует о положительной роли грибов арбускулярной микоризы в использовании растениями минеральных удобрений (вар. 4).

Урожайность зерна в смешанном посеве ячменя с горохом возрастала на 0,26 т/га при внесении Р 30 К 45 и на 0,59 т/га за счет N 30 Р 30 К 45 , что связано с улучшением минерального питания обоих компонентов за счёт минеральных удобрений.

Полученный сбор зерна бинарного посева, семена ячменя в котором были обработаны флавобактерином, а гороха – ризоторфином, существенно больше по сравнению со сбором смешанного посева, в котором инокулировали ризоторфином семена гороха. Внесение Р 30 К 45 увеличило урожайность смешанного посева на 0,29 т/га, а прибавка от полного минерального удобрения достигла 0,70 т/га. Дополнительное применение на горохе арбуску-лярной микоризы увеличило на 0,22–0,26 т/га урожайность зерна смешанного посева бобовой и злаковой культур как на фоне без удобрений, так и при внесении Р 30 К 45 и N 30 Р 30 К 45 . Инокуляция семян смешанного посева флавобактерином, ризоторфином и арбускулярной микоризой как на фоне полного минерального удобрения, так и РК-удобрений привела к возрастанию в структуре урожая зерносмеси доли бобового компонента, что свидетельствует об улучшении условий минерального питания гороха полевого (вар. 7).

Таблица 2. Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность зерна ячменя и гороха в среднем за 2005–2007 годы

Вариант	Урожайность, т/га
	без удобрений	N 0 Р 30 К 45	N 30 Р 30 К 45
1. Ячмень	2,04	2,24	2,41
2. Ячмень + ФБ	2,24	2,45	2,65
3. Горох + РТ	1,25	1,38	1,55
4. Горох + РТ + АМ	1,34	1,54	1,76
5. Ячмень + горох + РТ	1,53	1,79	2,12
6. Ячмень + ФБ + горох + РТ	1,76	2,05	2,46
7. Ячмень + ФБ + горох + РТ + АМ	1,98	2,27	2,72
НСР 05 = 0,04
Составлено по: результаты исследований СЗНИИМЛПХ.

Внесение минеральных удобрений в полной дозе (N 30 Р 30 К 45 ) увеличивало содержание сырого белка в зерне ячменя на 3,1% (табл. 3).

Инокуляция семян ячменя флавобакте-рином положительно повлияла на накопление сырого белка в зерне как без удобрений, так и при их внесении.

В одновидовом посеве гороха при внесении удобрений возросло содержание белка в зерне на 1,7–2,9%, при этом было эффективно азотное удобрение, что указывает на недостаточное количество минерального азота в почве. Инокуляция семян арбуску-лярной микоризой повысила содержание сырого белка в семенах гороха на 1,3% без удобрений и на 1,2–4,5% при их внесении.

В смешанном посеве в зерне ячменя накапливалось сырого белка без внесения минеральных удобрений больше, чем в чистом посеве при их внесении. В смешанном посеве удобрения увеличивали содержание сырого белка в зерне обоих культур.

Дополнительная инокуляция семян ячменя флавобактерином положительно отразилась на содержании сырого белка в зерне обоих культур по сравнению с инокуляцией только одного бобового компонента ризоторфином. Обработка семян гороха арбускулярной микоризой на всех фонах удобрений повышала белковость зерна ячменя и гороха примерно на 1–3% по сравнению с фоном, где этот препарат не использовали. Это свидетельствует о том, что гриб арбускулярной микоризы, улучшая фосфорное питание растений, способствует усилению процесса азотфиксации у гороха, что в конечном итоге сказывается на накоплении сырого белка не только в семенах гороха, но и в зерне ячменя.

Применение удобрений и биопрепаратов способствовало повышению массы семян ячменя и гороха (табл. 4).

Масса 1000 семян ячменя возрастала при внесении минеральных удобрений и от инокуляции его семян флавобактери-ном от 2 до 7 г.

В смешанном, в сравнении с одновидовым, посеве ячменя с горохом злаковая культура формирует более выполненное зерно. Инокуляция обоих компонентов смеси соответствующими биопрепаратами способствует дальнейшему увеличению этого показателя. Масса 1000 семян гороха как в чистом посеве, так и в смеси с ячменём возрастала при внесении Р 30 К 45 и N 30 Р 30 К 45 . Арбускулярная микориза в одновидовом посеве на этот показатель не влияла, а обработка семян ячменя и гороха биопрепаратами флавобактерином и ризоторфином повышала его на фоне удобрений. Положительное действие ар-бускулярной микоризы проявилось только при внесении N 30 Р 30 К 45 .

Таблица 3. Влияние минерального питания и биопрепаратов на содержание сырого белка в зерне ячменя и гороха в среднем за 2005–2007 годы

Вариант	Содержание белка, % в 1 кг СВ
	без удобрений	N 0 Р 30 К 45	N 30 Р 30 К 45
Ячмень	11,4	12,2	14,5
Ячмень + ФБ	13,2	15,1	17,8
Горох + РТ	17,6	19,3	20,5
Горох + РТ + АМ	18,9	21,3	23,8
Ячмень + горох + РТ	12,5/18,0*	14,3/19,6	15,1/20,4
Ячмень + ФБ + горох + РТ	14,0/19,1	16,0/21,9	18,0/25,1
Ячмень + ФБ + горох + РТ + АМ	15,0/20,2	17,9/22,7	20,3/28,3
НСР 05 по содержанию белка = 0,4/0,38
*Числитель – ячмень; знаменатель – горох. Составлено по: результаты исследований СЗНИИМЛПХ.

Таблица 4. Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на массу 1000 зерен ячменя и семян гороха в среднем за 2005–2007 годы

Вариант	Масса 1000 семян, г
	без удобрений	Р 30 К 45	N 30 Р 30 К 45
Ячмень
Ячмень	34,7	37,1	38,9
Ячмень + ФБ	36,7	38,9	41,3
Ячмень + горох + РТ	38,4	40,7	43,3
Ячмень + ФБ + горох + РТ	40,0	42,5	45,4
Ячмень + ФБ + горох + РТ + АМ	41,4	44,3	46,6
НСР 05 = 1,4 г
Горох
Горох + РТ	122	126	131
Горох + РТ + АМ	124	129	134
Ячмень + горох + РТ	125	131	136
Ячмень + ФБ + горох + РТ	128	137	140
Ячмень + ФБ + горох + РТ + АМ	131	140	144
НСР 05 = 3,8 г
Составлено по: результаты исследований СЗНИИМЛПХ.

В годы проведения опыта высота растений определялась погодными условиями. Минимальной она была в 2005 году, максимальной – в 2007 году, что связано с количеством атмосферных осадков.

Высота растений ячменя при внесении под культуру минеральных удобрений и использовании для инокуляции семян биопрепарата флавобактерин увеличилась с 58 до 67 см (табл. 5).

Установлено повышение высоты растений ячменя в одновидовом посеве за счет улучшения минерального питания в результате внесения удобрений и инокуляции семян флавобактерином. В смешанном посеве с горохом линейный рост ячменя увеличивается при инокуляции семян ячменя флавобактерином и инокуляции семян гороха ризоторфином и грибом арбускулярной микоризы. Положительный эффект от комплексной инокуляции семян различными биопрепаратами связан с улучшением фосфорного питания растений за счет грибов микоризы.

Линейная высота растений гороха, выращиваемого в чистом посеве, увеличивалась с 67 до 77 см за счет внесения минеральных удобрений и инокуляции семян грибом арбускулярной микоризы.

В смешанном посеве с ячменем растения гороха формировали меньшую высоту, что связано с конкурентным взаимодействием злакового и бобового компонентов. В случае высева смеси, семена которой были обработаны азотфиксиру-ющими и фосфатмобилизизующими микроорганизмами, увеличивалась высота растений гороха по сравнению с вариантами без использования микоризы. Внесение РК- и NРК-удобрений положительно сказывалось на высоте растений гороха.

Таким образом, результаты экспериментальных исследований с применением различных доз удобрений и биопрепаратов показали, что:

• -    при выращивании одновидового посева ячменя целесообразны внесение полного минерального удобрения и инокуляция семян флавобактерином, что обеспечивает повышение урожайности зерна на 8,0–18,0% и содержания сырого белка до 18%;

• -    при выращивании одновидового посева гороха целесообразно внесение

  Таблица 5. Влияние минерального питания и биопрепаратов на высоту растений ячменя и гороха в среднем за 2005–2007 годы

Вариант	Высота растений, см
	без удобрений	Р 30 К 45	N 30 Р 30 К 45
Ячмень
Ячмень	58,0	60,1	63,8
Ячмень + ФБ	60,8	62,4	67,4
Ячмень + горох + РТ	57,1	59,6	63,5
Ячмень + ФБ + горох + РТ	59,3	61,8	66,6
Ячмень + ФБ + горох + РТ + АМ	61,2	64,3	69,4
НСР 05 = 1,06
Горох
Горох + РТ	67,5	70,5	74,1
Горох + РТ + АМ	70,7	73,5	77,3
Ячмень + горох + РТ	53,9	57,4	60,7
Ячмень + ФБ + горох + РТ	56,9	59,9	64,1
Ячмень + ФБ + горох + РТ + АМ	59,4	62,6	66,7
НСР 05 = 1,41
Составлено по: результаты исследований СЗНИИМЛПХ.

N30Р30К45 и инокуляция семян ризотор-фином и арбускулярной микоризой, что обеспечивает повышение продуктивности на 14–31% и содержания белка до 24%;

• -    при выращивании зерносмеси ячменя с горохом целесообразно внесение полного минерального удобрения

и инокуляция семян ячменя флавобак-терином, а семян гороха – ризоторфи-ном и арбускулярной микоризой, при этом повышается урожайность смеси на 20–36% и содержание сырого белка в зерновой культуре до 20,0%, в бобовой – до 28,0%.