Russian Federation
UDK 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
GRNTI 68.33 Агрохимия
The purpose of the study is to identify the effectiveness of various types of fertilizers and biologics Bisolbifit on the yield and quality indicators of spring barley grain. Experiments were conducted in 2015-2017 in Ulyanovsk region. The soil of the experimental site is represented by leached Chernozem, heavy loam. The scheme of experience included two factors. Factor A-control; pre-sowing seed treatment with Bisolbifit; NPK in pure form at a dose of 15 kg of active substance per hectare; modified NPK (NPKm) at a dose of 15 kg of active substance per hectare; modified NPK (1/2 NPKm) at a dose of 7.5 kg of active substance per hectare. Factor B (background): zero-without fertilizers; pure ammonium nitrate (NH4NO3) at a dose of 40 kg of active substance per hectare; modified ammonium nitrate (1/2 NH4NO3m) at a dose of 20 kg of active substance per hectare. Inoculation of seeds with a biological preparation was performed by semi-dry etching 1...2 days before sowing at a dose of 400...600 g per hectare of seeds. For the preparation of modified NPK and ammonium nitrate, the biological preparation Bisolbifit was used in a dose of 4 kg per 1 ton of fertilizers. The drug was applied to mineral fertilizer granules on the day of sowing. All types of fertilizers and biologics studied led to an increase in yield. The use of mineral fertilizers in pure form (untreated with biologics) increased the yield by 0.26...0.41 t/ha, modified – by 0.38...0.54 t/ha, biologics – by 0.06...0.19 t/ha, compared with the control (2.67 t/ha). The use of fertilizers and biologics increased the weight of 1000 grains – the best options were with modified NPK at a dose of 15 kg d. V./ha-49.4...53.0 g. the quality indicators of the studied agricultural practices did not have a significant impact. The highest payback of fertilizers by increasing the yield was recorded in the variant with pre-sowing treatment of seeds with Bisolbifit biologics and amounted to 7.7...11.4 kg/kg
spring barley (Hordeum vulgare L.), mineral, biomineral fertilizers, yield, protein, biological product
Результаты многочисленных исследований показывают, что минеральные удобрения повышают урожайность сельскохозяйственных культур [1, 2, 3]. Так, согласно данным А. М. Коновой [4] и В. Д. Абашева [5], их применение в длительных стационарных опытах приводило к достоверному увеличению урожайности всех культур в севообороте. Однако в современных условиях объемы их применения не обеспечивают возврата элементов минерального питания, отчуждаемых урожаем сельскохозяйственных культур, что приводит к росту дефицита питательных веществ в почве. Восполнить их запасы можно при использовании новейших разработок российских учёных, которые создали биологические препараты на основе симбиотических и ассоциативных диазотрофов [6, 7]. Сегодня микробиологические препараты широко используют при возделывании сельскохозяйственных культур. Вопросы их применения рассмотрены во многих работах как российских, так и зарубежных учёных [8, 9, 10]. Однако возможности и эффективность совместного применения этих средств интенсификации земледелия в виде биоминеральных удобрений изучены недостаточно.
Цель исследований – определение зависимости урожайности и качества зерна ярового ячменя от комплексного применения минеральных и бактериальных удобрений.
Условия, материалы и методы исследований. Эксперименты выполняли в 2015–2017 гг. в Ульяновской области. Почва опытного участка – чернозём выщелоченный тяжелосуглинистый со следующими агрохимическими характеристиками: содержание гумуса 6,43…6,62 % (по Тюрину), общего азота –
0,26 % (по Къельдалю), подвижного фосфора и калия (по Чирикову) – 214…228 и 101…117 мг/кг почвы соответственно, pHKCl – 6,3…6,8 (ГОСТ 26483-85), гидролитическая кислотность – 1,20…1,29 ммоль/100 г почвы (по Каппену).
Метеоусловия в годы исследования были контрастными. Май 2015 г. выдался засушливым и жарким. В июне на фоне высоких температур в отдельные дни выпадали ливневые осадки, сумма которых составила 55,8 мм (норма – 62 мм). В июле было прохладно и дождливо. Август характеризовался тёплой и сухой погодой. Сумма осадков за апрель–сентябрь была равна 256,3 мм (при среднемноголетней норме 307 мм), ГТК – 0,7, при многолетней величие 1,0
В 2016 г. из-за смещения интенсивно засушливой погоды на август метеорологические условия в вегетационный период были благоприятными для роста и развития зерновых культур. Сумма осадков за апрель–сентябрь составила 319,2 мм, ГТК – 0,8.
Вегетационный период 2017 г. характеризовался прохладной и дождливой погодой, засушливой в августе и сентябре. Сумма осадков за апрель–сентябрь находилась на уровне 396 мм, ГТК – 1,4.
В опыте высевали яровой ячмень сорта Нутанс 553. Размещение культуры и основная обработка почвы – общепринятая для области. Посев осуществляли сеялкой СЗ-3,6 рядовым способом в 3-кратной повторности. Площадь учётной делянки – 100 м2.
Схема опыта включала два фактора: применение препарата БисолбиФит (фактор А) – контроль; предпосевная обработка семян; азофоска в чистом виде в дозе 15 кг д.в./га (NPK); азофоска, модифицированная путем обработки БисолбиФитом, в дозе 15 кг д.в./га (NPKm); азофоска, модифицированная путем обработки БисолбиФитом, в дозе 7,5 кг д.в./га (1/2 NPKm); фон (фактор В) – нулевой (без удобрений); аммиачная селитра в чистом виде в дозе 40 кг д.в./га (NH4NO3); аммиачная селитра, модифицированная путем обработки БисолбиФитом, в дозе 20 кг д.в./га (1/2 NH4NO3m). Инокуляцию семян биопрепаратом проводили методом полусухого протравливания за 1…2 дня до посева в дозе 400…600 г на гектарную норму семян. Для приготовления модифицированной азофоски и аммиачной селитры использовали биологический препарат БисолбиФит в дозе 4 кг на 1 т удобрений. Препарат наносили на гранулы минеральных удобрений в день посева.
БисолбиФит – коммерческий микробиологический препарат в состав которого входит штамм ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч-13, выделенный из чернозёмной почвы [11].
Исследования проводили согласно методике Государственного испытания (М.: Колос, 1989) и методике полевого опыта (М.: Агропромиздат, 1985). Содержание белка определяли на приборе Инфраматик 9200. Показатели урожайности пересчитывали на 100 %-ную чистоту и 14 %-ную влажность.
Статистическую обработку результатов выполняли методом двухфакторного дисперсионного анализа по Б. А. Доспехову (М.: Агропромиздат, 1985).
Анализ и обсуждение результатов исследований. Применяемые в опыте удобрения и биопрепарат БисолбиФит повышали урожайность и качественные показатели зерна ярового ячменя.
В 2015 г. недостаточное количество осадков и жаркая погода в мае и июне стали причиной формирования невысокой урожайности культуры, которая составила 2,26…3,00 т/га. В 2016 г. она была выше, чем в 2015 г., и варьировала в пределах 2,74…3,28 т/га. В 2017 г. из-за смещения засушливой погоды на август и сентябрь отмечали самую высокую продуктивность за годы исследований – 3,02...3,46 т/га.
В среднем за 3 года наименьший сбор зерна отмечен в контроле, где на фоне с естественным плодородием почвы он составил 2,67 т/га, а на фонах NH4NO3 и 1/2 NH4NO3m – 2,76 т/га. Предпосевная обработка семян биопрепаратом БисолбиФит повышала урожайность, по сравнению с контролем, на 0,06…0,26 %. Наибольший сбор зерна (2,93 т/га) отмечен на фоне с внесением аммиачной селитры (NH4NO3) в дозе 40 кг д.в./га. Высокую прибавку урожайности, по отношению к контрольному варианту (0,38, 0,48 и 0,54 т/га соответственно фонам), наблюдали при внесении модифицированной азофоски (NPKm) в дозе 15 кгд.в./га. В варианте с азофоской (NPK) в чистом виде величина этого показателя была незначительно ниже (на 0,26…0,41 т/га). Использование модифицированной азофоски в половинной дозе (1/2 NH4NO3m) увеличивало сбор зерна на фоне без удобрений, в сравнении с контролем, на 0,22 т/га, на фоне NH4NO3 – на 0,23 т/га, на фоне 1/2 NH4NO3m – на 0,28 т/га. Следует отметить, что характер повышения урожайности в зависимости от вида применяемых удобрений и биопрепарата по вариантам опыта сохранялась во все годы проведения исследований.
Качество продукции сельскохозяйственных культур зависит от условий их выращивания. К наиболее важным и быстродействующим факторам, способным улучшить качество зерна, можно отнести удобрения [12]. Однако в нашем опыте содержание белка в зерне ярового ячменя по фонам и вариантам изменялось незначительно. Некоторое их воздействие наблюдали на массу 1000 зерен. В среднем за 3 года наименьшей (47,6…50,5 г) она была в контрольных вариантах. Инокуляция семян БисолбиФитом приводила к малозначительному росту величины этого показателя. В целом во всех вариантах с использованием модифицированных удобрений наблюдали повышение крупности зерна. При внесении модифицированной азофоски в дозе 15 кг д.в. (NPKm) масса 1000 зёрен была наибольшей – 49,4 г на нулевом фоне, 50,7 г на фоне с обычной аммиачной селитрой в дозе 40 кг д.в. и 53,0 г на фоне с модифицированной аммиачной селитрой в дозе 20 кг д.в.
Эффективность минеральных удобрений можно оценить как в натуральном, так и в денежном выражении. В агрономии её зачастую определяют по размерам прибавки урожая (в килограммах) в расчете на 1 кг вносимых удобрений. В нашем опыте самой высокой, по отношению к контролю, она была при обработке семян биопрепаратом – 7,7…11,4 кг/кг.
Выводы. Использование всех видов удобрений и биопрепарата приводило к увеличению урожайности. В среднем за 3 года наибольшей она была в вариантах с внесением модифицированной азофоски – 3,05 т/га на фоне без удобрений, 3,15 т/га – на фоне с аммиачной селитрой в дозе 40 кг д.в./га и 3,21 т/га на фоне с модифицированной аммиачной селитрой в половинной дозе (20 кг д.в./га).
Под действием изучаемых удобрений и биопрепарата содержание белка в зерне менялось незначительно, а масса 1000 семян возрастала с 47,6 до 53,0 г. Лучшие результаты обеспечило применение модифицированной азофоски (NPKm) в дозе 15 кг д.в./га на фоне с модифицированной аммиачной селитрой в дозе 20 кг.д.в/га (1/2NH4NO3m).
Применение биопрепарата Бисолбифит для обработки семян и минеральных удобрений способствовало увеличению их окупаемости прибавкой урожая. При этом самым окупаемым приёмом (7,7…11,4 кг/кг) оказалась предпосевная обработка семян.
В целом наилучшие условия для увеличения урожайности и качества зерна ярового ячменя в нашем опыте отмечены в варианте с использованием биопрепарата БисолбиФит совместно с минеральными удобрениями (NPKm) в дозе 15 кг д.в./га и аммиачной селитрой (1/2 NH4NO3m) в дозе 20 кг д.в./га.
1. Minakova OA, Aleksandrova LV, Podvichina TN. [Crop yield and productivity of grain beet crop rotation with long-term use of fertilizers in the central chernozem region]. Vestnik Kurganskoi GSKhA. 2019; No.2 (30): 16-18 p. Russian.
2. Sozinov AV. [Spring wheat yield when applying complex fertilizers]. Vestnik Kurganskoi GSKhA. 2012; No.1: 39-44 p. Russian.
3. Solovieva LP, Gladkov DV. [The influence of mineral fertilizers on the yield and grain quality of the sowing rank in the conditions of Kurgan region]. Vestnik Kurganskoi GSKhA. 2016; No.3: 61-64 p. Russian.
4. Konova AM, Derzhavin AM, Samoilov LN. [Productivity and grain quality of winter rye with prolonged use of mineral fertilizers in crop rotation on sod-podzolic medium loamy soil]. Dostizhenie nauki i tekhniki APK. 2015; No.5: 23-26 p. Russian.
5. Abashev VD, Svetlakova EV. [The influence of mineral fertilizers on the yield of grain-steam-grass crop rotation]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2015: No.2 (45): 37-43 p. Russian.
6. Zavalin AA. Biopreparaty, udobreniya i urozhai. [Biopreparations, fertilizers and harvest]. Moscow: VNIIA. 2005; 302 p. Russian.
7. Lemanceau P, Cjrberand T, Gardan L. [Effect of two plant species, flax and tomato jn the diversity of soil-born population of fluorescent pseudovonads]. Applied and environmental microbiology. 1995; Vol. 61: 1004-1012 p.
8. Petrov VB, Chebotar VK. [Microbiological preparations in practical plant growing in Russia: functions, efficiency, prospects]. Rynok APK. 2009; No.7: 16-18 p. Russian.
9. Junge H, Kreabs P, Kilian M. [Strain selection production and formulation of the biological plant vitality enhancing agent FZB 24 Bacillius subtilis]. Pflanzeens chuts-Naghricher Bayer. 2000; Vol. 1: 94-104 p. German
10. Zavalin AA, Vinogradova LV. [Geographical regularities of effect of inoculation with associative diazotrophs on the productivity of cereals]. Plant microbial interaction: positive interactions in relation to crop production and utilization, aspects of applied Biology. 2001; Vol. 63: 123-127 p.
11. Chebotar VK, Petrov VB, Antonov VB. Mikrobiologicheskie preparaty zhivykh rizosfernykh bakterii kompleksnogo deistviya krupy ekstrasol: rekomendatsii. [Microbiological preparations of living rhizospheric bacteria of complex action of the extrasol group: recommendations]. - Moscow: GNU VNIISKhM Rosselkhozakademii. 2011; 35 p. Russian.
12. Tolstousov VP. Udobreniya i kachestvo urozhaya. [Fertilizers and crop quality]. Moscow: Kolos. 1974; 260 p. Russian.
