Эффективность применения удобрений и биопрепаратов под озимую пшеницу на светло-серой лесной почве
Введение…………………………………………………………………… 3
Глава 1. Обзор литературы: современное состояние использования
биопрепаратов и удобрений под озимую пшеницу……………………… 8
Глава 2. Условия и методика проведения исследований………………… 28
2.1. Характеристика изучаемых в опыте биопрепаратов, удобрений,
сорта озимой пшеницы и плодородия светло-серой лесной почвы……. 28
2.2. Погодные условия во время проведения полевого опыта………….. 35
2.3. Методы исследований……………………………………………….. 38
Глава 3. Урожайность озимой пшеницы при использовании
биопрепаратов и удобрений……………………………………………… 40
Глава 4. Качество зерна и химический состав урожая озимой пшеницы. 51
Глава 5. Вынос урожаем озимой пшеницы и эффективность
использования азота, фосфора и калия…………………………………. 65
Глава 6. Контроль минерального питания растений озимой пшеницы… 81
Глава 7. Оценка экономической эффективности использования
удобрений и биопрепаратов при выращивании озимой пшеницы на
светло-серой лесной почве………………………………………………… 93
Заключение: выводы и практические предложения…………………….. 98
Литература…………………………………………………………………. 101
Приложения……………………………………………………………….. 119
Обзор опубликованных результатов
Обобщены результаты опубликованных работ по эффективности при-
менения на озимой пшенице различных биопрепаратов, разрешенных к при-
менению на территории Российской Федерации, азотных удобрений на уро-
жайность и качество зерна. Показано, что применение средств химизации и
биологизации обеспечивает увеличение урожайности и улучшение показате-
лей качества зерна. Однако, отсутствуют сведения по эффективности исполь-
зования на озимой пшенице биомодифицированных азотных удобрений, но-
вых биопрепаратов, созданных на основе активных штаммов микроорганиз-
мов, их влияние на использование растениями элементов питания, формиро-
вание в почве баланса азота. Это послужило основой для выбора цели и задач
работы, обоснования программы исследований по агрохимической оценке
новых биопрепаратов и удобрений для обоснования их использования в агро-
технологиях выращивания озимой пшеницы в Нечерноземье.
Объекты и методы исследований
Исследования проводили в 2017-2019 гг. в полевом опыте в ООО «Са-
винская Нива» в Калужской области. Перед закладкой опыта пахотный
0…40 сантиметровый слой светло-серой лесной среднесуглинистой почвы
характеризовался агрохимическими показателями: гумус (по Тюрину) –
1,70…1,90%; рНKCL – 5,7…5,9; подвижные формы Р2О5 и К2О (по Кирсанову)
– 60…69 и 59…69 мг/кг; Нг (по Каппену)-1,56…1,64 мг-экв/100 г; минераль-
ный азот (N-N03 – (ионометрическим методом), N-NH4 – (фотоколориметри-
ческим методом) – 4,1…7,2 мг/кг. По содержанию подвижного Р2О5 и Nмин
почва относится к среднеокультуренной, подвижного К2О – к низкоокульту-
ренной, реакции почвенной среды – к повышенной. В Калужской области ки-
слотность близкую к нейтральной имеют 25% пахотных земель, среднее со-
держание подвижного фосфора – 28% и низкое содержание подвижного ка-
лия – 39%, по содержанию гумуса таких почв 77%.
Озимую пшеницу сорта Московская 39 возделывания по принятой в
хозяйстве технологии, предшественник озимой пшеницы – многолетние бо-
бово-злаковые травы 2 года пользования.
В опыте оценивали эффективность использования различных препаратов,
которыми обрабатывали посевы озимой пшеницы в фазу начало трубкования
растений: Альбит включает полибетагидроксимасляную кислоту, бактерии
Bacillus megaterium и Pseudomonas aureofaciens. В составе препарата содержат-
ся сернокислый магний; карбамид; калий (фосфорнокислый двухзамещенный и
азотнокислый). При опрыскивании в начале трубкования предотвращается раз-
витие у растений корневых гнилей, бурой ржавчины и мучнистой росы. Расход
препарата 0,04 л/га с объемом рабочей жидкости 200 л/га. Микробный жидкий
препарат БисолбиСан характеризуется как фунгицид и бактерицид контактного
действия Действующее вещество Bacillus subtilis, штамм Ч-13 + метаболиты,
полученные в процессе культивирования штамма. Растения обрабатывали в фа-
зу трубкования в дозе 1 л/га с расходом рабочей жидкости из расчета 200 л/га.
Препарат Экстрасол создан на основе штамма Bacillus subtilis Ч-13, штамм об-
ладает комплексом полезных свойств: способен синтезировать вещества, по-
давляющие развитие фитопатогенных грибов и бактерий, продуцирует стиму-
лирующие соединения, положительно влияющие на растения. Растения опры-
скивали в фазу кущения – начале трубкования при норме расхода препарата 1
л/га с объемом воды 200 л/га. Препарат V417 создан на основе эндофитной
бактерией штамма Bacillus subtilis штамм V417, Он обладает выраженной фун-
гицидной активностью против спектра фитопатогенных грибов ростстимули-
рующим эффектом по отношению к различным сельскохозяйственным культу-
рам. Применяли препарат в дозе из расчета 1 л/га в виде водного раствора в
объеме 200 л/га. Все изучаемые препараты могут фиксировать атмосферный
азот, который после минерализации становится доступным для растений.
Для весенней подкормки озимой пшеницы в фазу начало весеннего
кущения применяли обычные и биомодифицированные мочевину (NH2)2CO)
и аммиачную селитру (NH4NO3) в дозе N30. Обработку гранул азотных удоб-
рений микробным биопрепаратом проводили из расчета 10 г/кг удобрения.
Препарат БисолбиФит создан на основе активного штамма бактерий Baсillus
subtilis Ч-13 с титром живых клеток не менее 100 млн. КОЕ/г.
Биодинамические препараты (БДП) 500 и 501 применяли до посева
для опрыскивания почвы (БДП 500) и обрабатывали (БДП 501) вегетирую-
щие растения в весеннее кущение. Они стимулирует процессы, происходя-
щие в надземной части и положительно воздействует на развитие корневой
системы. Гранулированное органоминеральное удобрение (ОМУ) изго-
товлено путем компостирования куриного помета с добавлением цеолита.
При внесении в весеннюю подкормку ОМУ в дозе 0,5 т/га в почву поступает
10,0 кг/га общего азота, 17,5 кг/га общего фосфора и 16,5 кг/га общего калия.
Полевой опыт закладывали в четырехкратной повторности, площадь
делянки 100 м2, учетная- 36 м2, размещение делянок рендомезированное.
Учет урожая проводили сплошным методом с пересчетом на 14% влажность
зерна и 100% чистоту. Образцы почв и растений отбирали с двух несмежных
повторений, анализы их проводили в воздушно-сухом состоянии по соответ-
ствующим ГОСТам в аккредитованных испытательных лабораториях. Со-
держание общего азота в растении определяли по методу Къельдаля (ГОСТ
13496.4-93), фосфор (Р2О5) – колориметрически (ГОСТ 26657-97), калий
(К2О) – на пламенном фотометре (ГОСТ 30504-97); N-N03 –ионометрическим
методом, N-NH4 – фотоколориметрическим методом. Содержание в зерне
белка – умножая содержание общего азота на коэффициент 5,7, содержание
сырой клейковины определяли по ГОСТ Р 54478-2011; массу 1000 зерен оп-
ределяли по ГОСТ 10842-89.
Окупаемость азотных удобрений прибавкой урожая зерна озимой пше-
ницы рассчитывали по методике ВНИИА, коэффициент использования расте-
ниями азота удобрений рассчитывали разностным методом; баланс элементов
питания – по мелодикам ВИУА и Почвенного института; экономическую эф-
фективность применения удобрений и препаратов – по методике ВНИИЭСХ.
Статистический анализ экспериментальных данных проводили диспер-
сионным методом с использованием программы STATVIUA, достоверность
различий оценивали по F-критерию Фишера.
Погодные условия (по данным Мосальской метеостанции Калужской
области) в период зимовки озимой пшеницы по температуре воздуха были
теплее среднемноголетних значений и по количеству атмосферных осадков,
практически соответствовала многолетней норме. В начале весны (март) в
2017 и 2019 гг. было на 3-5ОС теплее обычного, в 2018 г., наоборот, холоднее
нормы, при количестве осадков чуть меньше нормы во все годы проведения
полевого опыта. В начале вегетации озимой пшеницы в середине апреля,
температура воздуха соответствовала многолетней норме (2017 г.), или пре-
вышала её (2018 и 2019 гг.). Количество осадков, кроме 2017 г. (49 мм), со-
ставляло в 2018 г. (20 мм) и в 2019 г. (15 мм) меньше нормы (34 мм). В пери-
од активного нарастания фитомассы и формирования генеративных органов
озимой пшеницы (май-июнь) среднесуточная температура воздуха превыша-
ла многолетние значения на 2,5…3оС при количестве осадков близким к мно-
голетним значениям в 2017 и 2019 гг. Во время формирования и налива зерна
в июле температура воздуха соответствовала многолетней норме (18,3оС),
количество осадков превышало её (69 мм) во все годы. В период созревания
зерна и уборки среднесуточная температура воздуха соответствовала клима-
тической норме (16,9оС), при сумме осадков в 2017 г. и 2018 г. существенно
меньше, в 2019 г. больше среднемноголетнего значения (72 мм). Таким обра-
зом, погодные условия во все годы проведения опыта соответствовали кли-
матической норме, а отдельные колебания среднесуточной температуры воз-
духа и количества атмосферных осадков в целом не оказали существенного
воздействия на растения озимой пшеницы.
1. Урожайность озимой пшеницы при использовании
биопрепаратов и удобрений
Изменения урожайности зерна озимой пшеницы обусловлены накопле-
нием в почве биологического азота, его влияние составляет 37,7%, примене-
нием средств биологизации и химизации, доля влияния которых составляет
40% и взаимодействием этих факторов – 6,5%. При выращивании озимой
пшеницы по пласту многолетних бобово-злаковых трав 2 года пользования за
счет накопленного в почве биологического азота урожайность зерна по годам
исследований получена 2,1…2,6 т/га или 2,34 т/га в среднем за три года
(табл. 1). Обработка биопрепаратами посевов в фазу начала трубкования
обеспечила рост урожая зерна озимой пшеницы до 2,80…3,15 т/га или увели-
чение по сравнению с фоном без использования препаратов составило
1,2…1,3 раза. Максимальная прибавка урожая зерна (0,81 т/га) получена при
использовании препарата БисолбиСан, который по эффективности превосхо-
дил Экстрасол, Альбит и V417.
Таблица 1. Влияние биопрепаратов и удобрений на урожайность зерна и
массу соломы озимой пшеницы, т/га
ЗерноСреднее за 3 года
зерносолома
Вариант201720182019приприКхо
г.г.г.масмасз
бавбав
саса
кака
1. Контроль2,102,282,652,340 3,0700,45
2. БДП500 + БД5012,552,743,122,80 0,46 3,02 -0,050,50
3.БДП500+БД501+Экстрасол2,132,92,882,64 0,30 3,80 0,730,41
4. Экстрасол2,472,813,132,80,463,620,550,45
5. N30 (Nм)2,813,314,313,481,143,790,720,48
6. N30(Nм)+ БисолбиФит3,143,784,493,801,494,091,020,48
7. N30 (Naa)2,943,324,123,461,124,311,240,45
8. N30(Naa)+БисолбиФит3,153,424,213,591,254,151,080,47
9. БисолбиСан2,592,863,993,150,813,870,80,45
10. Альбит2,472,723,322,840,503,890,820,43
11. V4172,462,683,472,870,533,650,580,46
12. ОМУ2,302,813,322,810,473,920,850,44
Р, %5,14,74,53,24,23,6
НСР050,180,390,450,270,440,04
Внесение в весеннюю подкормку обычных форм мочевины и аммиачной
селитры в дозе N30 увеличивает урожайность зерна на 1,1 т/га или 48% по от-
ношению к фону. Применение биомодифицированной мочевины повышает
урожайность зерна на 0,32 т/га по сравнению с обычной формой. Положитель-
ный эффект от биомодификации аммиачной селитры оценивается как тенден-
ция роста. Применение на озимой пшенице биодинамических препаратов и гра-
нулированного удобрения обеспечивает увеличение урожайности зерна на 0,47
т/га или на 20%. В среднем за три года прибавки урожайности зерна озимой
пшеницы от использования средств биологизации и химизации достигали
0,30…1,49 т/га или 13…62% по отношению к контролю. Максимальный уро-
жай зерна 3,80 т/га (прибавка к контролю составила 62%) получен при исполь-
зовании в весеннюю подкормку биомодифицированной мочевины, затем следу-
ет биомодифицированная аммиачная селитра (прибавка 1,25 т/га или 53%) и
обычные формы этих азотных удобрений (48%). Из биопрепаратов максималь-
ная прибавка получена при использовании БисолбиСана (35%), затем следуют
Альбит, Экстрасол, препарат V417, БДП и ОМУ, прибавки от применения ко-
торых составили 0,46…0,53 т/га или 20…23% к контролю.
Превалирующее воздействие на массу соломы оказало содержание в
почве биологического азота, с его увеличением по годам масса соломы фор-
мировалась в 1,4…2 раза больше. При использовании средств биологизации
и химизации масса соломы в среднем за 3 года возросла с 3,07 до 4,31 т/га.
Максимальное её количество (3,79…4,31 т/га) сформировалось при внесении
обычных и биомодифицированных N-удобрений (прибавка к контролю
24…40%), а также при использовании БДП препаратов и Экстрасола (24%),
БисолбиСана (26%), Альбита (27%) и ОМУ (28%).
Значение хозяйственного коэффициента в урожае озимой пшеницы со-
ставляет в среднем 0,46, при использовании биодинамических препаратов он
возрастает до 0,50, и до 0,47…0,48 – по обеим формам мочевины и биомоди-
фицированной аммиачной селитры.
2. Качество зерна и химический состав урожая озимой пшеницы
Качество зерна озимой пшеницы, согласно ГОСТ Р 52554-2006,
оценивают по массовой доле белка, массовой доле сырой клейковины,
показателю ИДК, натуре и стекловидности зерна и другим показателям (табл.
2). Дополнительным показателем используют массу 1000 зерен озимой
пшеницы. Изучаемые препараты и азотные удобрения не изменяли массу
1000 зерен, которая составляла 44.6…46,5 г, но она снижалась с 47,0 до 44,1 г
в годы проведения опыта с увеличением урожайности озимой пшеницы.
Применение под озимую пшеницу биопрепаратов и азотных удобрений в
результате улучшения условий азотного питания растений в зерне возрастает
накопление белка с 11,5 до 12,2…12,8%. Больше его накапливается в зерне
при использовании в подкормку азотных удобрений, при этом лучший
эффект достигнут от биомодифицированной мочевины. За исключением
БДП, изучаемые биопрепараты повышают в зерне на 0,7…1,0% массовую
долю белка. Увеличение массовой доли белка существенно отразилось на
классности зерна. При использовании под озимую пшеницу биопрепаратов и
N-удобрений, за исключением БДП, зерно соответствовало 3 классу качества
(массовая доля не менее 12,0%).
В оба года исследований (2017 и 2019) зерно, выращенное на контроле,
а также при использовании БДП и БисолбиСана, соответствовало 4 классу
качества, в остальных зерно по массовой доле сырой клейковины (не менее
23%) соответствовало третьему классу качества.
При использовании различных биопрепаратов и удобрений значение
ИДК изменялось от 54 до 68 единиц, что соответствует второй группе
качества сырой клейковины (20…100 ед.) и получаемое зерно озимой
пшеницы по этому параметру соответствует третьему и четвертому классам.
Значения растяжимости клейковины соответствует средней и короткой.
Изменений степени гидратации клейковины от применения изучаемых
биопрепаратов и удобрений не установлено.
Таблица 2. Показатели качества зерна озимой пшеницы
Со-Сырая клейковина,
Масса
держа-среднее за 2017 и 2019 гг.
1000
ниесо-
зерен,растя- степеньКласс
Вариантбелка,дер-
гИДК,жи-гидра-зерна
%жа-
ед.мость,тации,
средние зание,
мм%
2017-2019 гг.%
1. Контроль45,611,520,963892644
2. БДП500 + БД50145,311,722,962872514
3. БДП500+БД501+45,011,524,7651082474
Экстрасол
4. Экстрасол44,612,725,7641082393
5. N30 (Nм)45,712,526,0541232373
6. N30(Nм)+ БисолбиФит46,312,825,2631082603
7. N30 (Naa)45,112,325,1601192303
8. N30(Naa)+БисолбиФит46,212,523,067972413
9. БисолбиСан45,312,421,7651052304
10. Альбит46,512,426,5681002793
11. V41745,012,226,7661262513
12. ОМУ44,812,524,9651422523
Р, %6,71,8
НСР051,30,6
При выращивании озимой пшеницы без применения удобрений и
биопрепаратов или при внесении БДП как раздельно, так и совместно с
Экстрасолом или только при использовании БисолбиСана, зерно
соответствует 4 классу качества. Класс зерна возрастает до третьего при
использовании на озимой пшенице Экстрасола в начале выхода в трубку,
внесении в весеннюю подкормку обычных и биомодифицированных форм
мочевины и аммиачной селитры, а также Альбита и препарат V417 в
трубкование и ОМУ в кущение.
В зерне озимой пшеницы содержание Р2О5 снижается с 1,0 до 0,91%
при увеличении урожайности, используемые препараты и удобрения не
изменяют его содержание, которое в среднем за годы исследований
составляет 0,92…1,00%. Содержание в зерне К2О не изменяется в годы
проведения опыта от изучаемых биопрепаратов и удобрений и составляет
0,44…0,49% (табл. 3). В соломе озимой пшеницы содержание азота за три
года составляло 0,44…0,51% и не изменялось по сравнению с контролем.
Содержание Р2О5 составляло 0,19…0,25%, повышалось от использования
БДП, биомодифицированных форм азотных удобрений, БисолбиСана и
Альбита. Содержание К2О было в пределах 0,67…0,76%, повышалось при
использовании Экстрасола, обычных и биомодифицированных азотных
удобрений и БисолбиСана.
Таблица 3. Химический состав зерна и соломы озимой пшеницы.
Среднее за 3 года, % на воздушно-сухое вещество
ЗерноСолома
Вариант
Р2О5К2ОNР2О5 К2О
1. Контроль0,940,480,46 0,19 0,67
2. БДП500 + БД5010,930,460,48 0,19 0,69
3. БДП500+БД501+ Экстрасол0,920,470,43 0,22 0,68
4. Экстрасол0,960,470,49 0,20 0,71
5. N30 (Nм)0,910,450,44 0,20 0,71
6. N30(Nм)+ БисолбиФит0,920,460,510,210,76
7. N30 (Naa)0,920,440,460,200,74
8. N30(Naa)+БисолбиФит0,980,460,510,250,76
9. БисолбиСан1,000,480,500,230,75
10. Альбит0,950,490,440,230,69
11. V4170,950,480,450,210,68
12. ОМУ0,920,460,470,210,67
Р, %8,2-4,43,92,0
НСР050,22-0,060,020,04
3. Вынос урожаем озимой пшеницы и эффективность использования
азота, фосфора и калия
При применении различных биопрепаратов и азотных удобрений в
урожае озимой пшеницы по сравнению с контролем возрастает накопление
азота с 60,7 до 100 кг/га, фосфора с 26,7 до 44,9 кг/га и калия – с 28,2 до 44,3
кг/га или 1,6…1,7 раза. Накопление азота от внесения N-удобрений увеличи-
вается на 54… 68%, при этом эффект от биомодификации Naa составляет 6,9
кг/га, Nм – 8,3 кг/га. Все изучаемые препараты достоверно повышают в уро-
жае накопление азота, по эффективности они размещаются в следующем ря-
ду: БисолбиСан (46%), Альбит (36%), препарат V417 (34%), Экстрасол
(30%), ОМУ (29%) и замыкают ряд БДП (15…23%). Максимальный рост на-
копления в урожае фосфора получен от внесения N-удобрений (68…42%), от
их биомодифицированных форм также получен положительный эффект.
Препараты повышали накопление фосфора в урожае, размещаясь по эффек-
тивности в убывающем ряду: БисолбиСан (46%), Альбит (32%), Экстрасол и
препарат V417 (27…26%), ОМУ и БДП (22…16%). Накопление в урожае ка-
лия более значимо возрастает от N-удобрений, эффект от биомодификации
получен только по мочевине. Достоверное увеличение накопления калия на-
блюдается по всем биопрепаратам за исключением БДП. По эффективности
все препараты размещаются в убывающем ряду: БисолбиСан и Альбит
(44…33%), препарат V417, БДП + Экстрасол и собственно Экстрасол
(25…24%).
Таблица 4. Вынос урожаем и баланс элементов питания
при выращивании озимой пшеницы. Среднее за 3 года
Затраты кг/кг
Вынос, кг/гаБаланс, кг/га
Вариантзерна
NР2О5 К2О NР2О5 К2О NР2О5 К2О
1.Контроль60,7 26,7 28,2 26,3 11,4 12,1 23,1 -26,7 -28,2
2. БДП500 + БД501 74,5 30,8 30,2 25,9 11,0 10,8 11,4 -30,8 -30,2
3. БДП500+БД501+
70,032,135,0 25,712,013,2 15,2 -32,1-35
Экстрасол
4. Экстрасол79,033,535,0 28,011,812,4 7,5 -33,5 -35
5. N30 (Nм)94,037,938,8 25,810,510,8 18,8 -37,9 -38,8
6. N30(Nм)+102,341,443,8 28,111,512,1 11,7 -41,4 -43,8
БисолбиФит
7. N30 (Naa)93,339,642,7 27,011,412,3 19,4 -39,6 -42,7
8. N30(Naa)+100,244,944,3 28,112,512,4 13,5 -44,9 -44,3
БисолбиФит
9. БисолбиСан88,739,040,827,912,413,0 -0,7-39,0-40,8
10. Альбит82,535,237,527,712,513,4 4,6-35,2-37,5
11. V41781,233,835,327,311,812,3 5,7-33,8-35,3
12. ОМУ78,632,635,228,411,612,5 15,9-15,1-18,7
Р, %2,82,44,62,12,85,8
НСР054,62,44,81,60,92,0
При использовании под озимую пшеницу обеих форм Nм, БДП и пре-
парата V417 увеличивается значение азотного индекса, применение препара-
тов, в состав которых входят микроорганизмы, возрастает доля потребленно-
го фосфора в соломе и снижается в зерне.
Коэффициент использования растениями азота возрастает при внесе-
нии биомодифицированных мочевины и аммиачной селитры на 16-20% при
расчете по урожаю зерна и на 25-29% по биомассе (зерно+солома). Высокие
значения КИN объясняются потреблением растениями из почвы экстра-азота,
образующегося при внесении N-удобрений. При использовании в весеннюю
подкормку обычных Nм и Nаа окупаемость кг азота достигает 42,3 и 37,7 кг
зерна, за счет биомодификации она повышается на 7,4 и 4 кг.
Максимально использовался потребленный азот на формирование при-
бавки зерна при использовании обычных и биомодифицированных азотных
удобрений (11,9…13,5 кг), значительно меньше (4,9…9,2) при использовании
различных биопрепаратов и ОМУ. По потребленному фосфору максимальная
прибавка массы зерна получена при использовании в качестве удобрений мо-
чевины и аммиачной селитры (27,8…33,0 кг), при применении различных
биопрепаратов этот показатель снижается в 1,5…2 раза. Прибавки массы
зерна на единицу потребленного растениями калия изменялись от 9,9 до 32,3
кг/кг. Минимальными они получены по биопрепаратам, максимальными – по
обычным и биомодифицированным азотным удобрениям. Полученные дан-
ные свидетельствует о преимущественном значении азотных удобрений в
формировании урожая.
Вынос азота 1 т зерна с соответствующим количеством соломы состав-
ляет 26,0…28,4 кг/т, что соответствует действующему нормативу (27,7 кг/т).
Вынос Р2О5 1 т зерна составляет около 12,0 кг/т и в 1,4 раза превышает дей-
ствующий норматив (8,2 кг/т); вынос К2О достигает 12,0-13,0 кг/т и ниже
действующего нормативом (17,2 кг/т). Удобрения и препараты слабо влияют
на эти показатели.
При использовании под озимую пшеницу препаратов формируется
слабо положительный баланс азота (+4,6…11,4 кг/га), внесение азотных
удобрений повышает положительное значение баланса до 13,5…18,8 кг/га.
Во всех вариантах формируется отрицательных баланс фосфора (-27…-45
кг/га) и калия (-28…-44 кг/га). Отрицательные значения баланса этих элемен-
тов возрастают при использовании препаратов и азотных удобрений и сни-
жаются при внесении ОМУ. В среднем, за исключением ОМУ, отрицатель-
ное значение баланса составляет по фосфору -36 кг/га и по калию -37 кг/га.
4. Контроль минерального питания растений озимой пшеницы
при использовании препаратов и удобрений
Оценку условий минерального питания растений проводили в фазу
цветения озимой пшеницы по содержанию в слое почвы 0…40 см минераль-
ного азота и концентрации NPK в растениях. При использовании азотных
удобрений и биопрепарата БисолбиСан в 0…20 сантиметровом слое светло-
серой лесной почвы в фазу цветения увеличивается содержание минерально-
го азота, причем в большей степени за счет нитратной формы, в слое 21…40
см содержание N-NH4 от удобрений и препаратов, практически, не изменяет-
ся. Применение N-удобрений и биодинамических препаратов увеличивает
содержание N-NО3. Содержание Nмин в подпахотном слое почвы возрастает
только при использовании азотных удобрений. Запасы N-NH4 в 0…40 санти-
метровом слое были максимальными при внесении в весеннюю подкормку
обычных и биомодифицированных форм N-удобрений, при этом установлено
явное преимущество последних. При использовании препаратов, как прави-
ло, запасы N-NH4 снижаются по сравнению с контролем, что свидетельствует
о его использовании растениями или переходе в нитратную форму под влия-
нием почвенных микроорганизмов. Содержание нитратного азота в слое поч-
вы 0…40 см было существенно больше по сравнению с аммонийным и со-
ставляло в среднем по всем вариантам 74 кг/га. N-удобрения и биопрепараты,
за исключением Экстрасола и ОМУ, увеличивали содержание N-NO3 по
сравнению с контролем, что свидетельствует об улучшении условий азотного
питания озимой пшеницы. Суммарное содержание N-NH4+N-NO3 в среднем
по вариантам опыта составило около 110 кг/га, что вполне обеспечивает
формирование урожая озимой пшеницы. Максимальные запасы Nмин в
0…40 сантиметровом слое светло-серой лесной почвы получены при исполь-
зовании N-удобрений, причем они достоверно повышалось от биомодифици-
рованных форм. При применении биопрепаратов, за исключением V417,
роста содержания минерального азота в 0…40 сантиметровом слое почвы не
происходит, но его значение превышает контроль.
Таблица 5. Содержание минерального азота в 0…40 сантиметровом слое
почвы и концентрация NPK в растениях озимой пшеницы
в фазу цветения озимой пшеницы. Среднее за 3 года
N-NH4 N-NO3 NминNР2О5 К2О
Вариант
кг/га%, на возд. сух. в-во
1.Контроль3461951,160,37 0,50
2. БДП500 + БД50127781051,190,37 0,53
3. БДП500+БД501+Экстрасол30751051,310,39 0,54
4. Экстрасол2968971,210,44 0,54
5. N30 (Nм)34761101,300,38 0,61
6. N30(Nм)+ БисолбиФит48851331,290,44 0,64
7. N30 (Naa)43761191,300,44 0,61
8. N30(Naa)+БисолбиФит48951431,370,46 0,69
9. БисолбиСан32851171,220,46 0,63
10. Альбит29751041,210,45 0,61
11. V41726811071,180,45 0,60
12. ОМУ2268891,210,45 0,54
Р, %4,65,43,22,65,94,8
НСР05411120,090,07 0,08
В фазу созревания озимой пшеницы по сравнению с цветением в 0…40
сантиметровом слое светло-серой лесной почвы содержание N-NH4 снизи-
лось с 34 до 30 кг/га, N-NО3 существенно больше с 74 до 57 кг/га, поскольку
он был использован для формирования урожая. Суммарное содержание ми-
нерального азота в слое почвы 0…40 см было выше контроля при внесении в
подкормку N-удобрений и ОМУ, при использовании всех биопрепаратов его
содержание соответствовало контролю.
При внесении в весеннюю подкормку обычных и биомодифицирован-
ных форм N-удобрений в растениях озимой пшеницы в фазу цветения на
0,13…0,21% возрастает концентрация общего азота, свидетельствующая об
улучшении условий азотного питания растений. Препараты обеспечили тен-
денцию роста концентрации в растениях общего азота и увеличивают (Аль-
бит, БисолбиСан и V417) накопление фосфора и калия. В фазу цветения фи-
томасса озимой пшеницы по сравнению с контролем возрастает с 5,06 т/га до
6,69 т/га, максимальное её увеличение получено при использовании в весен-
нюю подкормку биомодифицированных N-удобрений, далее по эффективно-
сти следуют обычные формы этих удобрений, а также биопрепараты, кото-
рые по эффективности были примерно равноценными. Накопление в фито-
массе озимой пшеницы азота по сравнению с контролем возрастало на
10,2…34,5 кг/га, фосфора на 2…12,8 кг/га и калия на 4,8…22,2 кг/га. Макси-
мальное их накопление в фитомассе происходит при весенней подкормке N-
удобрениями, причем более эффективны были их биомодифицированные
формы. Все изучаемые препараты примерно равноценно увеличивают накоп-
ление NРК в растениях в фазу цветения озимой пшеницы.
5. Оценка экономической эффективности использования удобрений и
препаратов при выращивании озимой пшеницы
на светло-серой лесной почве
Расчеты экономической эффективности использования различных био-
препаратов и азотных удобрений с учетом дополнительных затрат на их при-
менение в агротехнологии выращивания озимой пшеницы свидетельствуют,
что минимальная стоимость прибавки урожая зерна (6…10 тыс. руб./га) по-
лучена при применении БДП, Экстрасола, ОМУ и Альбита (табл. 6).
Таблица 6. Экономическая эффективность применения удобрений
и препаратов на озимой пшенице. Среднее за 3 года
Прибав-Дополни-
СтоимостьПри-
ка уро-тельные
Вариантприбавки,быль,
жая зер-затраты,
руб./гаруб./га
на, т/гаруб./га
БДП500 + БД5010,46920042944906
БДП500+БД501+
0,3060005079921
Экстрасол
Экстрасол0,46920019017299
N30 (Nм)1,1417100644510655
N30(Nм)+ БисолбиФит1,4922350747014880
N30 (Naa)1,1216800625410546
N30(Naa)+БисолбиФит1,2518750702211728
БисолбиСан0,8116200253113669
Альбит0,501000018138187
V4170,531060020278573
ОМУ0,47940029612-20212
Стоимость прибавки возрастает до 16,2 тыс. руб./га при использовании
БисолбиСана и максимальная (16.8…22,4 тыс. руб./га) она получена при ис-
пользовании N-удобрений. Максимальные затраты (29,6 тыс. руб./га) были
при внесении ОМУ, обусловленные его высокой ценой. С учетом низкой це-
ны и затрат на применение снизились общие расходы на использование био-
препаратов. Внесение Nм и Naa в подкормку увеличило затраты до
6,25…7,47 тыс. руб./га. Максимальная прибыль (14,88 тыс. руб./га) получена
при использовании в подкормку биомодифицированной мочевины. При при-
менении обычных N-удобрений прибыль составляет около 10,5 тыс. руб./га,
от биомодифицированной Naa она увеличивается до 11,7 тыс. руб./га. Высо-
кая прибыль (13,7 тыс. руб./га) получена по БисолбиСану, уступают ему
Альбит (8,2 тыс. руб./га), препарат V417 (8,6 тыс. руб./га), Экстрасол (7,3
тыс. руб./га) и БДП (4,9 тыс. руб./га). Использование гранулированного ОМУ
в технологии выращивания озимой пшеницы на светло-серой лесной почве
убыточное.
Заключение
В результате проведенных трех летних полевых исследований на свет-
ло-серой лесной почве с озимой пшеницей и выполнения агрохимических и
биохимических анализов растений и почвы, статистической оценки экспери-
ментальных данных выявлено положительное влияние биопрепаратов и ми-
неральных и органического удобрений на урожайность и качество зерна, по-
требление и эффективность использования озимой пшеницей элементов пи-
тания; оценено состояние баланса элементов питания при использовании
биопрепаратов и удобрений; проведена диагностика минерального питания
растений и выполнена экономическая оценка использования на озимой пше-
нице средств биологизации и химизации. Это позволило сделать выводы и
сформулировать практические предложения.
Выводы:
1. Без применения биопрепаратов и удобрений озимая пшеница фор-
мирует урожай зерна около 2,5 т/га при выращивании её по пласту многолет-
них бобово-злаковых трав. Обработка биопрепаратами посевов в фазу весен-
него кущения-начала трубкования повышает урожай зерна до 2,80…3,15 т/га,
максимальная прибавка (0,81 т/га) получена при использовании БисолбиСан,
который по эффективности превосходит Экстрасол, Альбит и V417. При вне-
сении биодинамических препаратов и гранулированного удобрения урожай-
ность зерна возрастает на 0,47 т/га.
2. Внесение в весеннюю подкормку обычных форм мочевины и амми-
ачной селитры в дозе N30 увеличивает урожайность зерна на 1,1 т/га, за счет
биомодификации мочевины прибавка возрастает на 0,32 т/га, от аммиачной
селитры – получена тенденция роста.
3. Максимальный урожай зерна 3,80 т/га (прибавка к контролю 62%)
получен при использовании в весеннюю подкормку биомодифицированной
мочевины, затем следует биомодифицированная аммиачная селитра (прибав-
ка 1,25 т/га или 53%) и обычные формы этих азотных удобрений (48%). Из
биопрепаратов максимальная прибавка получена при использовании Бисол-
биСана (35%), затем следуют Альбит, Экстрасол, препарат V417, БДП и
ОМУ, прибавки от применения которых составили 0,46…0,53 т/га или
20…23% к контролю.
4. Применение биопрепаратов и азотных удобрений увеличивает
накопление в зерне белка с 11,5 до 12,2…12,8%, лучший эффект достигнут
по биомодифицированной мочевине. По содержанию белка зерно
соответствует 3 классу при использовании биопрепаратов и N-удобрений, за
исключением БДП. По содержанию сырой клейковины зерно, выращенное на
контроле и при использовании БДП и БисолбиСана соответствует 4 классу, а
при использовании N-удобрений и остальных биопрепаратов – 3 классу.
5. При применении биопрепаратов и азотных удобрений в урожае ози-
мой пшеницы возрастает накопление азота с 60,7 до 100 кг/га, фосфора с 26,7
до 44,9 кг/га и калия – с 28,2 до 44,3 кг/га или 1,6…1,7 раза. Коэффициент
использования растениями азота удобрений возрастает на 25-29% при внесе-
нии биомодифицированных мочевины и аммиачной селитры, окупаемость кг
азота Nм и Nаа составляет 42,3 и 37,7 кг зерна, за счет биомодификации она
повышается на 7,4 и 4 кг.
6. При размещении озимой пшеницы по пласту бобово-злаковых трав 2
года пользования и применении биопрепаратов формируется слабо положи-
тельный баланс азота (+4,6…11,4 кг/га), при внесении N-удобрений его по-
ложительное значение возрастает до 13,5…18,8 кг/га. Баланс фосфора (-27…-
45 кг/га) и калия (-28…-44 кг/га) отрицательный, его значение возрастает при
использовании биопрепаратов и азотных удобрений и снижаются при внесе-
нии ОМУ.
7. В фазу цветения, критическую для формирования урожая зерна и его
качества, в 0…40 сантиметровом слое почвы содержание Nмин составляет
около 110 кг/га, максимальные его запасы получены при использовании N-
удобрений, причем достоверно больше при внесении биомодифицированных
форм. Биопрепараты, наравне с азотными удобрениями, повышают обеспе-
ченность растений азотом и улучшают их фосфорное и калийное питание в
фазу цветения.
8. При выращивании озимой пшеницы максимальная прибыль (14,88
тыс. руб./га) получена от использования в подкормку биомодифицированной
мочевины, при применении обычных N-удобрений прибыль составляет около
10,5 тыс. руб./га, от биомодифицированной Naa она увеличивается до 11,7
тыс. руб./га. Высокая прибыль (13,7 тыс. руб./га) получена по БисолбиСану,
уступают ему Альбит (8,2 тыс. руб./га), препарат V417 (8,6 тыс. руб./га), Экс-
трасол (7,3 тыс. руб./га) и БДП (4,9 тыс. руб./га).
Практические предложения
В обычных агротехнологиях выращивания озимой пшеницы на светло-
серой лесной почве рекомендуется использовать в весеннюю подкормку ози-
мой пшеницы, размещаемой по многолетним бобово-злаковым травам, био-
модифицированные мочевину и аммиачную селитру, а в агротехнологиях ор-
ганического земледелия рекомендуется применять биопрепараты, выбор ко-
торых может быть осуществлен на основе экономической оценки. Данные
агрохимической оценки эффективности применения биопрепарата V417 мо-
гут быть использованы в качестве результата регистрационных испытаний.
Для сохранения плодородия почвы, в части обеспеченности её фосфором и
калием, при проектировании обычных агротехнологий возделывания озимой
пшеницы необходимо предусмотреть внесение минеральных удобрений, а в
органических – использование навоза, компостов и местных источников
фосфатов.
Актуальность. Производство в России зерна – важнейшая задача по
выполнению Доктрины продовольственной безопасности. Увеличение его
объемов для удовлетворения потребностей внутреннего рынка и наращивания
экспортного потенциала связано с получением стабильных урожаев зерна
озимой пшеницы, продуктивность которой, наряду с использованием новых
сортов, в значительной степени зависит от оптимизации минерального
питания растений (Сандухадзе, 2020). Однако, в настоящее время из-за
недостаточного использования в земледелии азотных и других удобрений
сдерживается рост урожайности зерна, его качество не соответствует
требованиям хлебопекарного, в почвах формируется отрицательный баланс
элементом питания, что приводит к снижению плодородия почв (Сычев, 2019;
Алтухов и др., 2020). Проблема может быть решена за счет применения
биопрепаратов, созданных на основе активных штаммов азотфиксирующих и
фитостимулирующих микроорганизмов, обеспечивающих дополнительное
питание растений и улучшающих агроэкологическую ситуацию в агроценозах
(Тихонович, Завалин). Актуальность применения биопрепаратов в посевах
озимой пшеницы обусловлена расширением использования в Российской
Федерации агротехнологий органического земледелия.
Степень разработанности темы. Проведенный обзор опубликованных
работ начала XXI века, свидетельствует о том, что важнейшее значение в
формировании урожайности и качества зерна озимой пшеницы принадлежит
обеспеченности растений азотом. Современные вызовы выдвигают
необходимость поиска дополнительных источников питания растений, среди
которых расширяется использование биологических факторов
интенсификации за счет применения биологических препаратов, созданных на
основе различных микроорганизмов, обеспечивающих регулирование
минерального питания растений и контролирующие фитосанитарное
состояние посевов. Особенно это актуально при производстве зерна в
органическом земледелии, где вовсе исключается применение химических
агрохимикатов, отдавая предпочтение биологическим.
Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в
агрохимической оценке эффективности использования различных
биопрепаратов и удобрений для обоснования их применения в обычных и
органических технологиях выращивания озимой пшеницы на светло-серой
лесной почве. Для достижения обозначенной цели решали следующие задачи:
– изучить влияние биопрепаратов и удобрений на урожайность зерна
озимой пшеницы;
– оценить показатели качества зерна и химический состав урожая при
использовании удобрений и биопрепаратов;
– определить вынос урожаем, эффективность использования азота,
фосфора и калия и рассчитать их баланс при выращивании озимой пшеницы;
– исследовать условия минерального питания растений озимой пшеницы
при использовании биопрепаратов и удобрений;
– дать экономическую оценку эффективности применения удобрений и
биопрепаратов при выращивании озимой пшеницы на светло-серой лесной
почве.
Объекты и методы исследований. В опыте изучали эффективность
применения на oзимой пшенице сорта Московская 39 обычных и
биомодифицированных аммиачной селитры и мочевины, различных
биопрепаратов и органоминерального удобрения. Методологии проведения
исследований основана на системном подходе к агрохимической оценке
применения в агротехнологии выращивания озимой пшеницы удобрений и
биопрепаратов с использованием современных методов агрохимических и
биохимических анализов растений и почвы, статистического метода
обработки экспериментальных результатов.
Достоверность экспериментальных данных и результатов их
обобщения подтверждена использованием апробированных методик
агрохимических исследований и ГОСТов, статистическим анализом
экспериментальных данных с применением дисперсионного метода по
программе STATVIUA.
Основные положения, выносимые на защиту:
– урожайность и качество зерна озимой пшеницы при весеннем
использовании биопрепаратов и удобрений;
– потребление и эффективность использования озимой пшеницы
элементов питания;
– баланс элементов питания при использовании биопрепаратов и
удобрений;
– диагностика азотного питания озимой пшеницы;
– экономическая оценка применения на озимой пшенице биопрепаратов
и удобрений.
Научная новизна заключается в агрономической оценке применения в
посеве озимой пшеницы биопрепаратов и удобрений. При размещении озимой
пшеницы по пласту многолетних бобово-злаковых трав 2 года пользования за
счет биологического азота урожайность зерна достигает 2,5 т/га. Применение
биопрепаратов в фазу начала трубкования увеличивает урожай зерна до
2,80…3,15 т/га. Максимальная прибавка от биопрепаратов (0,81 т/га) получена
по БисолбиСану, который по эффективности превосходит Экстрасол, Альбит
и V417. Весенняя подкормка озимой пшеницы Nм и Nаа в дозе N30
увеличивает урожайность зерна на 1,1 т/га, от использования
биомодифицированной Nм она возрастает по сравнению с обычной на 0,32
т/га. Биодинамические препараты и гранулированное ОМУ повышают
урожайность зерна на 0,47 т/га.
Биопрепараты, наравне с азотными удобрениями, повышают
обеспеченность растений азотном и улучшают их фосфорное и калийное
питание в фазу цветения, критическую для формирования урожая зерна и его
качества. В результате улучшения условий азотного питания растений в зерне
возрастает накопление белка с 11,5 до 12,2…12,8%, лучший эффект достигнут
от биомодифицированной Nм. При использовании биопрепаратов и
удобрений, за исключением БДП, формируется зерно, соответствующее 3
классу качества. При использовании биомодифицированных N-удобрений на
25-29% возрастает коэффициент использования растениями азота удобрений.
При размещении озимой пшеницы по пласту бобово-злаковых трав 2 года
пользования и применении биопрепаратов формируется слабо
положительный баланс азота (+4,6…11,4 кг/га), при внесении N-удобрений
его положительное значение возрастает до 13,5…18,8 кг/га. При выращивании
озимой пшеницы формируется отрицательный баланс фосфора (-27…-45
кг/га) и калия (-28…-44 кг/га), его отрицательные значения возрастают при
использовании биопрепаратов и азотных удобрений и снижаются при
внесении ОМУ.
Практическая значимость работы включает обоснование
эффективности использования новых биопрепаратов, биомодифицированных
азотных удобрений, БДМ и ОМУ в агротехнологии выращивания озимой
пшеницы на светло-серой лесной почве, обеспечивающих производство зерна
3 и 4 класса качества. Оценка состояния баланса азота, фосфора и калия в
почве при производстве зерна озимой пшеницы, позволяет обосновывать меры
по его оптимизации. Результаты экономической эффективности применения
биопрепаратов и удобрений позволяют товаропроизводителям
оптимизировать ассортимент средств химизации при проектировании
обычных или органических технологий производства зерна озимой пшеницы
в Нечерноземье. Агрохимическая оценка эффективности использования
новых биопрепаратов может быть использована в качестве результата
регистрационных испытаний.
Апробация и публикации, результаты исследований. Результаты
работы заслушаны на заседании Секции ученого совета ФГБНУ
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!