Россия
Россия
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ББК 40 Естественнонаучные и технические основы сельского хозяйства
Исследования с целью определения влияния минеральных и биоминеральных удобрений, а также биопрепарата на содержание элементов питания (азота, фосфора и калия) в период вегетации в растениях ярового ячменя проводили в 2015−2017 гг. на черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом Ульяновской области. Содержание гумуса в почве опытного участка составляло 6,43…6,62 % (по Тюрину), общего азота – 0,26 % (по Къельдалю), подвижного фосфора и калия – 214…228 и 101…117 мг/кг почвы соответственно (по Чирикову), pHKCl – 6,3…6,8 ед., гидролитическая кислотность – 1,20…1,29 ммоль/100 г почвы (по Каппену). Схема опыта включала в себя следующие варианты: без удобрений (контроль); БисолбиФит (инокуляция семян); N15P15K15 (азофоска обычная); N15P15K15м (азофоска модифицированная БисолбиФитом); N7,5P7,5K7,5м (азофоска модифицированная БисолбиФитом в половинной дозе). Основа препарата БисолбиФит – штамм ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч-13, выделенный из чернозёмной почвы. Инокуляцию семян проводили за 1...2 дня до посева (400...600 г/т семян), азофоску обрабатывали в день внесения в почву (4 кг/т удобрений). Под действием исследуемого удобрения содержание азота в зелёной массе ячменя увеличивалось на 0,09...0,30 %, фосфора − на 0,09...0,18 %, калия − на 0,25...1,10 %, по отношению к контролю. Применение модифицированной азофоски и БисолбиФита положительно влияло на содержание основных элементов питания в растениях во все фазы развития. Установлена положительная связь между урожайностью культуры и содержанием в растениях в фазы кущения, трубкования и цветения азота (r = 0,78, 0,83, 0,75), фосфора (r = 0,80, 0,42, 0,71) и калия (r = 0,66, 0,59, 0,91)
минеральное удобрение, биопрепарат, чернозём, элементы питания, ячмень яровой (Hordeum vulgare L.)
Важным фактором формирования высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур выступает своевременное и полное обеспечение растений элементами питания.
Азот – один из основных компонентов растительных белков, которые включают в себя практически все незаменимые аминокислоты. Он также входит в состав хлорофилла, который участвует в фотосинтезе. Недостаток этого минерального элемента отрицательно сказывается на росте и развитии растений, что приводит к формированию невысокой урожайности [1]. Фосфор входит состав жизненно важных соединений, а также служит энергоносителем в растительной клетке. При его отсутствии замедляется развитие корневой системы, подавляется рост листьев и стеблей, резко снижается урожайность семян. Роль калия в организме растения обусловлена его способностью поддерживать физико-химические свойства протоплазмы, участвовать в превращении моносахаридов в сложные углеводы и перемещении их от листьев к корням.
Поэтому важно знать потребность растений в факторах формирования урожая и влиять на них приемами химизации и агротехники [2, 3]. К числу таких приемов, способных повлиять на продуктивность посевов сельскохозяйственных культур можно отнести совместное применение микробиологических препаратов и минеральных удобрений [4, 5, 6].
Анализ почвы позволяет оценить обеспеченность ее питательными веществами, степень их подвижности и доступности для растений. Однако количество веществ, фактически доступных растениям, можно определить только по их содержанию в самих растениях. Поэтому, помимо анализа почвы, необходимо контролировать наличие элементов минерального питания в растениях на протяжении всего вегетационного периода [7, 8].
Цель исследований − изучение влияния минерального удобрения и микробиологического препарата на содержание азота, фосфора и калия в растениях ярового ячменя в течении вегетации.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2015–2017 гг. в 5-польном зернопаровом севообороте. Площадь опытной делянки 100 м2, размещение вариантов систематическое, повторность – трёхкратная. В опыте выращивали ячмень сорта Нутанс 553. Агротехника − общепринятая для Ульяновской области.
В исследованиях использовали комплексное минеральное удобрение азофоску и микробиологический препарат БисолбиФит (штамм Bacillus subtilis Ч-13). Этим препаратом проводили предпосевную обработку семян (400...600 г/т) и гранул минеральных удобрений (4 кг/т). Семена ярового ячменя обрабатывали за 1...2 дня до посева, азофоску − в день внесения в почву.
Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: без удобрений
контроль); БисолбиФит (инокуляция семян); N15P15K15 (азофоска обычная); N15P15K15м (азофоска модифицированная БисолбиФитом); N7,5P7,5K7,5м (азофоска модифицированная БисолбиФитом в половинной дозе).
Почва опытного участка – чернозём выщелоченный тяжелосуглинистый. Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы опытного участка следующая: содержание гумуса – 6,43…6,62 % (по Тюрину), общего азота – 0,26 % (по Къельдалю), подвижного фосфора и калия – 214…228 и 101…117 мг/кг соответственно (по Чирикову), pHKCl – 6,3…6,8 ед. (по ГОСТ 26483-85), гидролитическая кислотность – 1,20…1,29 ммоль/100 г почвы (по Каппену).
Содержание азота в зелёной массе ячменя определяли по Къельдалю (ГОСТ 13496-93), фосфора – фотометрическим методом (ГОСТ 26657-97), калия – методом пламенной фотометрии (ГОСТ 30504-97). Тесноту и форму взаимосвязей между изучаемыми показателями определяли методом корреляционно-регрессионного анализа (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / 5-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.).
Агрометеорологические условия в годы исследования были неодинаковыми. Май 2015 г. выдался сухим и жарким. В июне на фоне высоких температур в отдельные дни выпадали обильные осадки, количество которых составило 55,8 мм при климатической норме 62 мм. Июль был прохладным и дождливым. В августе стояла тёплая и сухая погода. Сумма осадков в апреле–сентябре составила 256,3 мм (при норме 307 мм), ГТК – 0,7 (при среднем многолетнем значении 1,0).
Условия вегетационного периода 2016 г. были благоприятными для роста и развития исследуемой культуры. Сумма осадков в апреле–сентябре составила 319,2 мм, ГТК – 0,8, август был очень засушливым.
Дождливой и прохладной погодой характеризовался вегетационный период 2017 г. Засушливыми были только август и сентябрь месяц. За вегетационный период выпало 396 мм осадков, ГТК составил 1,4.
Результаты и обсуждение. Наибольшее содержание азота, фосфора и калия в листьях ячменя во всех вариантах отмечали в фазе кущения. В дальнейшем, по мере увеличения вегетативной массы, оно исследуемых элементов уменьшалось.
В среднем за 3 года содержание азота в фазе кущения ярового ячменя в контрольном варианте составляло 2,60 %, в фазе трубкования и цветения − 1,38 % и 1,00 % соответственно. После обработки семян микробиологическим препаратом БисолбиФит перед посевом и при использовании обычной азофоски (N15P15K15) оно было на 0,08...0,18 % выше, чем в контроле. Наибольшее в опыте количество азота (2,90 % в фазе кущения, 1,76 % − в фазе трубкования и 1,23 % в фазе цветения) растения ячменя накапливали в варианте с внесением модифицированной микробиологическим препаратом азофоски (N15P15K15м). При половинной дозе этого удобрения (N7,5P7,5K7,5м) содержание азота в растениях было чуть ниже − соответственно 2,90, 1,65 и 1,15 % (рис. 1).
Результаты корреляционно-регресионного анализа показали наличие сильной положительной связи между урожайностью ярового ячменя и количеством азота в растениях по фазам развития:
y= 0,6892x +0,7891 R2 = 0,6037
r= 0,78 (кущение);
y= 0,8484x – 0,8793 R2 = 0,6895
r= 0,83 (трубкование);
y= 0,4177x – 0,05 R2 = 0,5605
r= 0,75 (цветение).
Наибольшее содержание фосфора в растениях в среднем за 3 года отмечено при использовании модифицированной азофоски, что можно объяснить способностью ассоциативных бактерий повышать доступность фосфорных соединений почвы растениям [9, 10]. В варианте с внесением N15P15K15м величина этого показателя в фазе кущения составила 1,26 %, по мере развития растений она снижалась до 1,09 % в фазе трубкования и 1,01 % в фазе цветения. Уменьшение дозы модифицированной азофоски до N7,5P7,5K7,5м приводило к снижению содержания фосфора в растениях до 0,92...1,17 %. В контрольном варианте зафиксировано наименьшее в опыте содержание фосфора − 0,87...1,08 %. Инокуляция семян биопрепаратом перед посевом повышало величину этого показателя до 0,94...1,18 %, внесение обычной азофоски (N15P15K15) – до 0,90...1,14 % (рис. 2).
На основании уравнений регрессии также была выявлена положительная взаимосвязь (от средней до сильной) урожайности и содержания фосфора в растениях ярового ячменя:
y= 0,337x + 0,2022 R2 = 0,6357
r= 0,80 (кущение);
y= 0,1402x + 0,6459 R2 = 0,1737
r= 0,42 (трубкование);
y= 0,2411x + 0,2398 R2 = 0,4971
r= 0,71 (цветение).
Применение полной дозы биомодифицированной микробиологическим препаратом БисолбиФит азофоски способствовало повышению содержания калия в растениях ячменя. Инокуляция семян, внесение половинной дозы модифицированной азофоски (N7,5P7,5K7,5м) и обычной азофоски (N15P15K15) влияли на величину этого показателя практически равноценно (рис. 3).
Результаты корреляционно-регресионного анализа свидетельствуют о сильной положительной корреляции между урожайностью и количеством калия в растениях:
y = 0,921x + 3,2494 R2 = 0,4309
r = 0,66 (кущение);
y = 0,4802x + 1,9156 R2 =0,3515
r = 0,59 (трубкование);
y = 0,8729x – 0,2852 R2 = 0,8246
r = 0,91 (цветение).
Урожайность ярового ячменя в контрольном варианте была самой низкой − 2,67 т/га (см. табл.). Инокуляция семян перед посевом обеспечивала ее увеличение на 0,06 т/га, или на 2,2 %, а применение обычной азофоски − на 0,26 т/га (9,7 %), по отношению к контролю. При внесении модифицированной азофоски в полной дозе отмечена максимальная в
опыте прибавка − 0,38 т/га (14,2 %). В варианте с половинной дозой модифицированной азофоски сбор зерна возрастал на 0,22 т/га, или 8,2 %.
Выводы. Изучение способов применения биопрепарата БисолбиФит на основе Bacillus subtilis Ч-13 показало, что инокуляция семян ярового ячменя и обработка гранул минерального удобрения обеспечивали увеличение содержания питательных веществ (азота, фосфора, калия) в растениях, что подтверждается результатами корреляционно-регресионного анализа. В дальнейшем это положительно повлияло на урожайность культуры, которая возрастала на 2,2…14,2 % Использование микробиологического препарата БисолбиФит для обработки семян сельскохозяйственных культур и минеральных удобрений может служить эффективным технологическим приемом при возделывании сельскохозяйственных культур.
1. Consumption of soil nitrogen by plants under the appcication of a mineral fertilizer green manure and biopreparation (The study involves 15 N) / A. A. Zavalin, L. S. Chernova, S. V. Sopozhnikov, et al. // Russian Agricultural Sciences. 2020. Vol. 36. No. 1. P. 39-42
2. Зинченко М. К., Зинченко С. И. Ферментативная активность серой лесной почвы при различных приёмах основной обработки // Достижение науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 4. С. 17-21. doi:https://doi.org/10.24411/0235-2451-2021-10402.
3. Продуктивность полевого севооборота при различных системах удобрения и известковании / А. Н. Налиухин, О. А. Власова, А. В. Ерегин и др. // Плодородие. 2020. № 4 (115). С. 35-38.
4. Зайцева К. Г., Сайдяшева Г. В. Влияние минеральных, биоминеральных удобрений и биопрепарата на урожайность и качество зерна яровой пшеницы // Вестник Курганской ГСХА. 2020. № 3 (35). С. 30−33.
5. Zavalin A. A., Vinogradova L. V. Geographical regularities of effect of inoculation with associative diazotrophs on the productivity of cereals // Plant microbial interaction: positive interactions in relation to crop productionand utilization, aspects of applied Biology. 2001. Vol. 63. P. 123-127.
6. The effectiveness of mineral and modified fertilizers when growing avena saniva / A. Kh. Kulicova, S. N. Nikitin, G. V. Saidyasheva, at al] // Research journal of pharmaceutical, biological and chemical sciences. 2019. Vol. 10. No. 4. P. 128-131.
7. Основы растительной диагностики по оптимизации минерального питания культур зерносвекловичного севооборота / С. И. Тютюнов, В. В. Никитин, В. Д Соловиченко и др. // Аграрная наука. 2018. № 9. С. 49−51.
8. Агротехническая диагностика потребности полевых культур в азотных удобрениях / В. М. Красницкий, И. А. Бобренко, А. Г. Шмидт и др. // Плодородие. 2020. № 6. С. 40−44. doi:https://doi.org/10.25680/519948603.2020.117.12.
9. Павлова А. Г. Взаимодействие микроорганизмов с фосфором // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шлейфа. 2009. № 20. С 334−345.
10. Rodrigus H., Fraga R. Phosphate solubilizing bacteria and ther role in plant growh promotion // Biotech. Advances. 1999. Vol. 17. No. 4. P. 319−339. doi:https://doi.org/10.1016/s0734-9750(99)00014-2.
