Эффективность применения бактериальных удобрений под яровую пшеницу в условиях южной лесостепи западной сибири
На правах рукописи
Хусаинов Мансур Бахитжанович
Эффективность применения бактериальных
удобрений под яровую пшеницу в условиях
южной лесостепи Западной Сибири
Специальность 06.01.04 - агрохимия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Тюмень – 2009
Работа выполнена в Сибирском научно-исследовательском институте сельского хозяйства СО РАСХН
| Научный руководитель: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корр. РАСХН Храмцов Иван Фёдорович |
| Официальные оппоненты: | доктор биологических наук, профессор Грехова Ираида Владимировна кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Плотников Алексей Михайлович |
| Ведущая организация: | Уральская государственная сельскохозяйственная академия |
Защита состоится «21» декабря 2009 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.064.02 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.
Адрес академии: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7.
Тел./факс: (3452) 46-87-77, 46-16-50.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.
Автореферат разослан «13» ноября 2009 г.
Учёный секретарь
диссертационного совета _____________ Литвиненко Н.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Увеличение производства зерна является одной из актуальных проблем в Западносибирском регионе. Одним из главных элементов питания, в котором растения остро нуждаются, является азот. Применение удобрений в значительной мере удовлетворяет потребность в этом элементе. Однако азотный баланс почв часто бывает отрицательным. Имеющийся дефицит во многом покрывается биологическим путем, то есть за счет деятельности азотфиксирующих микроорганизмов.
Дополнением к применению минеральных удобрений могут служить бактериальные удобрения, созданные на основе высокоэффективных штаммов ассоциативных микроорганизмов, применяемых для инокуляции злаковых культур.
Бактериальные удобрения обладают рядом преимуществ перед минеральными туками. Во-первых, они безопасны для человека и не наносят вреда окружающей среде. Во-вторых, их применение менее энергоёмко и не требует больших денежных вложений. Это и обуславливает актуальность исследований.
Целью наших исследований является определение эффективности применения бактериальных удобрений при возделывании яровой пшеницы на лугово-чернозёмных почвах южной лесостепной зоны Западной Сибири.
Задачами исследований предусматривались:
- Установить влияние бактериальных удобрений на урожайность, элементы структуры и качество яровой пшеницы.
- Определить влияние бактериальных удобрений на химический состав растений, вынос и расход элементов питания яровой пшеницей.
- Выявить отзывчивость сортов яровой пшеницы на бактериальные удобрения.
- Изучить влияние бактериальных удобрений на биологическую активность лугово-чернозёмной почвы.
- Дать экономическую и биоэнергетическую оценку эффективности применения бактериальных удобрений.
Научная новизна. Впервые в условиях южной лесостепи Западной Сибири изучена эффективность применения бактериальных удобрений под яровую пшеницу – вторую культуру после пара. Изучено влияние бактериальных удобрений, на различных уровнях минерального питания, на продуктивность, качество зерна, особенности роста и развития растений, потребления, выноса и расхода элементов питания яровой пшеницей. Выявлена сортовая специфика отзывчивости яровой пшеницы на применение бактериальных удобрений. Установлена высокая экономическая и биоэнергетическая эффективность применения бактериальных удобрений.
Основные положения, выносимые на защиту.
- Бактериальные удобрения улучшают условия азотного питания яровой пшеницы, повышают урожайность и качество зерна.
- Влияние бактериальных удобрений на урожайность и качество зерна яровой пшеницы определяется сортовыми особенностями.
Практическая ценность. Полученные результаты могут использоваться в сельскохозяйственном производстве для более эффективного возделывания яровой пшеницы, на основе комплексного использование бактериальных и минеральных удобрений, обеспечивающие повышение урожайности на 20-26 % и получении более качественной продукции. Использование полученных результатов позволит за счёт ассоциативной азотфиксации рационально использовать почвенные ресурсы, дорогостоящие минеральные удобрения.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на ежегодных научных советах СибНИИСХ (2004-2006 гг.), конференции молодых ученых, посвященной 400-летию земледелия Омского Прииртышья (Омск, 2006), Международных научно-практических конференциях «Казахстан и Россия: путь дружбы, диалог культур, интеграция образования и науки» (Кокшетау, 2006), «Конкурентоспособный Казахстан: проблемы и решения» (Кокшетау, 2008), «Валихановские чтения – 14» (Кокшетау, 2008).
Личный вклад. Соискателем проведён анализ литературных данных, разработана программа, самостоятельно проведены опыты и наблюдения, химические анализы почвенных и растительных образцов, статистически обработан полученный материал.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 1 работа издана в журнале, входящем в перечень изданий рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 221 странице. Состоит из 8 глав, выводов, рекомендаций производству, включает 48 таблиц, 54 приложения, 10 рисунков. Список цитируемой литературы состоит из 137 отечественных и 38 зарубежных источников.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1 Обзор литературы
Рассмотрены теоретические основы и практический опыт отечественных и зарубежных исследователей по изучению ассоциативной азотфиксации и эффективности применения бактериальных удобрений на злаковых сельскохозяйственных культурах.
2 Условия и методика проведения исследований
Опыты проводились в 2004-2006 гг. на основе четырехпольного зернопарового севооборота на полях ОПХ «Омское». Почва – лугово-чернозёмная среднегумусовая, тяжелосуглинистая со средним содержанием гумуса, валовых форм азота и фосфора. Обеспеченность почвы доступным для растений минеральным азотом низкая, подвижным фосфором средняя и обменным калием очень высокая.
Метеоусловия в 2004, 2005 и 2006 году были разными по сумме активных температур и режиму увлажнения. Вегетационный период 2004 года характеризовался жаркой погодой, особенно в мае, с неравномерным распределением осадков по декадам. Вегетационный период 2005 года был тёплым и дождливым со второй декады июня и до первой декады июля. Вегетационный период 2006 года был относительно благоприятным для роста и развития зерновых культур
Исследования проводились в зернопаровом севообороте: пар, яровая пшеница, яровая пшеница, ячмень. Опыт заложен на второй пшенице после пара, сорт Памяти Азиева. Опыт включает 18 вариантов, его полная факториальная схема – 3х3х2. В схему опыта включены три фактора: А – инокуляция семян бактериальными удобрениями: без инокуляции, бактериальное удобрение агрофил; В – дозы азотных удобрений: N0, N30, N60; С – фон с различным содержанием подвижного фосфора в почве: 100, 150, 200 мг/кг. Повторность трёхкратная.
Учёт урожая проводился в фазу полной спелости поделяночно комбайном САМПО-130.
Изучение отзывчивости сортов на бактериальные удобрения осуществлялось в трёхфакторном мелкоделяночном полевом опыте (4х3х3), заложенного по методу расщеплённых делянок. Схема внесения минеральных удобрений: без удобрений; N60; P60; N60P60. В опыте испытывались три сорта: Омская 29, Памяти Азиева, Светланка; и применение бактериальных удобрений: без инокуляции, агрофил, ризоагрин. Площадь делянок 6,3 м2. Повторность 4-хкратная.
Агротехника в опытах общепринятая для зоны. Инокуляцию семян проводили в день посева из расчёта 600 г. препарата на гектарную норму высева. В фазу кущения проводилась обработка посевов баковой смесью гербицидов – Пума супер 100 + Луварам.
Влажность, химический анализ почвы и растений, структурный анализ урожая проведены по общепринятым методикам. Учёт численности микроорганизмов и анализ ферментативной активности почвы определяли в лаборатории микробиологии СибНИИСХ. Экономическую эффективность применения бактериальных удобрений под яровую пшеницу рассчитывали по методике СибНИИСХ (Кошелев Б.С. и др., 1977). Биоэнергетическую эффективность по методике Ю.И. Ермохина и А.Ф. Неклюдова (1994). Для математико-статистического анализа экспериментальных данных использовали дисперсионный, корреляционный методы.
3 Влияние бактериальных удобрений на рост и формирование
структуры урожая яровой пшеницы при различных уровнях
минерального питания
3.1 Динамика нарастания биомассы яровой пшеницы. В фазу кущения наибольшее увеличение биомассы пшеницы от применения агрофила на 0,09 т/га и от доз N30 и N60 на 0,22 и 0,24 т/га соответственно наблюдалось на фосфорном фоне 200 мг/кг почвы. В фазу выход в трубку наибольшее увеличение биомассы пшеницы от дозы N30 на 0,85 т/га наблюдалось также на фосфорном фоне 200 мг/кг. Доза азота 60 кг/га повышала биомассу пшеницы на 0,3-0,53 т/га. Препарат агрофил оказал положительное действие на прирост сухой биомассы на 0,79 т/га только на фосфорном фоне 150 мг/кг. В фазу колошение наибольшее увеличение биомассы пшеницы от применения дозы N30 наблюдалось на фосфорном фоне 100 мг/кг – 1,4 т/га. Доза N60 увеличивала биомассу пшеницы на фосфорном фоне 100 мг/кг на 1,73 т/га. Максимальное увеличение биомассы наблюдалось на фосфорном фоне 200 мг/кг на 2,87 т/га. Положительное влияние препарата агрофил на биомассу пшеницы наблюдалось только на фосфорных фонах 150 и 200 мг/кг, увеличение биомассы составило на 2,32 и 1,87 т/га соответственно. Нарастание биомассы растений яровой пшеницы в большей степени зависело от азотных удобрений. Положительное действие фосфорных фонов на прирост сухой биомассы проявилось лишь в фазу колошение пшеницы.
В фазу кущение и колошение установлена умеренная корреляционная связь между накоплением сухой биомассы растений пшеницы и урожаем зерна (по Фишеру). А в фазу выход в трубку установлена заметная связь.
3.2 Структура продуктивной части урожая яровой пшеницы. Агрофил увеличивал высоту пшеницы на 5,2 см и массу 1000 зёрен на 1,4 г на фоне обеспеченности почвы подвижным фосфором 150 мг/кг, повышал продуктивную кустистость яровой пшеницы на 0,13-0,29, увеличивал длину колоса на 0,7-1,08 см. Увеличение запасов подвижного фосфора на 50 и 100 мг/кг повышало высоту растений яровой пшеницы на 3,2 и 3,3 см, а применение N30, в зависимости от фосфорного фона, на 2,9-7,0 см и N60 – на 3,7-8,3 см. Доза азота 30 кг/га увеличивала продуктивную кустистость яровой пшеницы на 0,1-0,16. При повышении запасов подвижного фосфора в почве влияние дозы азота 30 кг/га на продуктивную кустистость снижалась. Доза азота 60 кг/га увеличивала продуктивную кустистость на 0,12 и 0,27 на фосфорном фоне 100 и 200 мг/кг почвы соответственно.
4 Влияние бактериальных удобрений на урожайность и качество
зерна яровой пшеницы при различных уровнях минерального питания
4.1 Урожайность яровой пшеницы. Яровая пшеница положительно реагировала на инокуляцию семян бактериальным удобрением агрофил, внесение азотных удобрений и на уровни фосфорного питания. Бактеризация семян пшеницы позволила увеличить урожайность на 0,28-0,42 т/га зерна, что равноценно действию азотных удобрений в дозе 30 кг/га (табл. 1).
Таблица 1 – Влияние бактериальных удобрений на урожайность зерна яровой пшеницы (в среднем за 2004-2006 гг.), т/га
| Доза азота (В) | Инокуляция семян (А) | Фосфорный фон (С) | ||
| Фон 1 (100 мг/кг) | Фон 2 (150 мг/кг) | Фон 3 (200 мг/кг) | ||
| 0 | 0 | 2,43 | 2,71 | 3,09 |
| Агрофил | 2,85 | 2,96 | 3,37 | |
| 30 | 0 | 2,71 | 3,04 | 3,42 |
| Агрофил | 3,07 | 3,27 | 3,71 | |
| 60 | 0 | 2,96 | 3,23 | 3,53 |
| Агрофил | 3,23 | 3,30 | 3,80 | |
НСР05(А)=0,13; НСР05(В)=0,16; НСР05(С)=0,16
Наиболее эффективно применение инокуляции семян пшеницы агрофилом в комплексе с азотными удобрениями в дозе N30, урожайность увеличилась на 0,56-0,64 т/га (20-26%). Увеличение дозы азотных удобрений свыше 30 кг д.в./га снижало эффективность агрофила. Внесение азотных удобрений в дозах 30 и 60 кг/га обеспечивало прирост урожайности на уровне 11-12%; 14-22%, соответственно. Прибавки урожайности пшеницы от повышенной и высокой обеспеченности почвы подвижным фосфором составили 0,28; 0,66 т/га зерна, соответственно. Максимальная урожайность зерна получена на высоком фосфорном фоне – 3,09-3,8 т/га.
4.2 Качество урожая яровой пшеницы. Инокуляция семян бактериальным препаратом агрофил способствовала увеличению содержания белка в зерне пшеницы в среднем на 0,84%, что выше на 0,56%, чем в варианте внесения N30 и почти на одном уровне действия N60 (рис. 1).
| без инокуляции | агрофил | N0 | N30 | N60 |
Рисунок 1 – Содержание сырого протеина в зерне яровой пшеницы,
2004-2006 гг.
При комплексном применении азотных удобрений и агрофила содержание белка существенно увеличивалось в сравнении с вариантом их раздельного использования. При улучшении условий фосфорного питания эффективность взаимодействия азотного и бактериального удобрения возрастала, содержание белка на высоком фосфорном фоне составило 14,67-15,77%, что на 1,69-2,29% выше варианта без удобрений.
5 Особенности потребления элементов питания яровой пшеницей
в зависимости от применения бактериальных удобрений при различных уровнях минерального питания
5.1 Содержание валовых NPK в растениях яровой пшеницы в течении вегетации. В фазу кущение на содержание азота значительное влияние оказывали азотные удобрения и биопрепарат агрофил. Инокуляция агрофилом повышала содержание азота в растениях пшеницы на 0,19-0,41% (табл. 2). Совместное применение агрофила и дозы азота 30 кг/га увеличивало содержание азота в пшенице на 0,23-0,8% или на 7-28% относительно контролю, что аналогично влиянию чистого внесения дозы азотных удобрений 60 кг/га. Совместное применение агрофила и дозы азота 60 кг/га увеличивало содержание азота в пшенице на 0,57-0,8% или на 20-29% относительно к контролю. При улучшении фосфорного питания растений положительное влияние совместного применение агрофила и дозы азотных удобрений на содержание азота снижается. Применение минеральных азотных удобрений в дозе 30 кг/га достоверно увеличивало содержание азота в фазу кущения лишь на фосфорных фонах 100 и 200 мг/кг на 0,28 и 0,29% соответственно. Внесение дозы азота 60 кг/га повышало содержание азота в растениях пшеницы в фазу кущения на 0,31-0,41%. С улучшением обеспеченности почвы фосфором, влияние от внесения N60 на содержание азота в растениях пшеницы в фазу кущения снижается. В результате корреляционного анализа в фазу кущение установлена умеренная связь между содержанием азота в растениях пшеницы и содержанием сырого протеина в зерне (по Фишеру), r=0,68.
Таблица 2 – Содержание NPK в растениях яровой пшеницы в фазу кущения, 2004-2005 гг., %
| Доза азотных удобрений (В) | Инокуляция семян (А) | Фон 1 (100 мг/кг) | Фон 2 (150 мг/кг) | Фон 3 (200 мг/кг) | ||||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | ||
| N0 | 0 | 2,80 | 0,40 | 3,46 | 3,14 | 0,48 | 3,86 | 2,86 | 0,43 | 3,56 |
| агрофил | 3,17 | 0,40 | 3,59 | 3,32 | 0,50 | 3,99 | 3,27 | 0,47 | 3,66 | |
| N30 | 0 | 3,08 | 0,45 | 3,79 | 3,15 | 0,46 | 3,79 | 3,14 | 0,46 | 3,67 |
| агрофил | 3,23 | 0,48 | 3,85 | 3,37 | 0,46 | 3,79 | 3,66 | 0,48 | 3,76 | |
| N60 | 0 | 3,21 | 0,48 | 4,01 | 3,50 | 0,48 | 3,96 | 3,16 | 0,44 | 3,71 |
| агрофил | 3,60 | 0,51 | 4,02 | 3,82 | 0,51 | 3,97 | 3,43 | 0,49 | 3,76 | |
Агрофил наибольшее положительное влияние на содержание фосфора в растениях яровой пшеницы оказал на фоне по фосфору 200 мг/кг – 0,04%. На втором фосфорном фоне агрофил повышал содержание фосфора на 0,02%. Совместное применение агрофила и дозы азотных удобрений 30 кг/га увеличивало содержание фосфора в пшенице на 0,08 и 0,05% на первом и третьем фосфорном фоне соответственно. Совместное применение агрофила и дозы азотных удобрений 60 кг/га повышало содержание фосфора в пшенице на 0,03-0,11%, или относительно к контролю на 1-4%. Увеличение обеспеченности почвы фосфором с 100 мг/кг до 150 мг/кг повышало содержание фосфора в растениях пшеницы в фазу кущения на 0,08%. Последующее увеличение обеспеченности почвы фосфором на 50 мг/кг повышало содержание фосфора по сравнению с контролем только на 0,03%. Применение минеральных азотных удобрений в дозе 30 и 60 кг/га положительно влияло на содержание фосфора в растениях пшеницы.
На содержание калия оказывали влияния содержание подвижного фосфора в почве и внесение азотных удобрений. Второй и третий фосфорные фоны увеличивали содержание калия в пшенице в фазу кущение на 0,4 и 0,1% соответственно. Доза азотных удобрений 30 кг/га достоверно повышала содержание калия в растениях пшеницы в фазу кущения на 0,33 и 0,11% на первом и третьем фосфорных фонах соответственно, в дозе 60 кг/га на 0,1-0,55%.
В фазу выход в трубку только фосфорные фоны оказали существенное влияния на содержание азота в растениях яровой пшеницы. Фон по фосфору 200 мг/кг достоверно снижал содержание азота в растениях пшеницы на 0,2% (табл. 3). Агрофил положительное влияние на содержание фосфора в растениях яровой пшеницы оказал на первом наиболее бедном по фосфору фоне. Увеличение этого показателя составило 0,06%. Улучшение обеспеченности почвы с 100 мг/кг на 50 и 100 мг/кг повышало содержание калия в пшенице на 0,44-0,45%. Влияние агрофила на содержание калия на различных фосфорных фонах было неоднозначным. На первом и втором фосфорных фонах инокуляция семян агрофилом повышала содержание калия в растениях пшеницы на 0,63 и 0,38% соответственно. На третьем фосфорном фоне агрофил понижал содержание калия в пшенице на 0,26%.
В фазу колошение значимое влияние на содержание азота в растениях пшеницы оказало содержание в почве подвижного фосфора. Фосфорный фон 200 мг/кг снижал содержание азота на 0,13% или 8% (относительно). Положительное влияние на содержание калия в пшенице наблюдалось от фосфорного фона 150 мг/кг, увеличение составило 0,25 %.
Таблица 3 – Содержание NPK в растениях яровой пшеницы в фазу выход в трубку, 2004-2005 гг., %
| Доза азотных удобрений (В) | Инокуляция семян (С) | Фон 1 (100 мг/кг) | Фон 2 (150 мг/кг) | Фон 3 (200 мг/кг) | ||||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | ||
| N0 | 0 | 2,49 | 0,49 | 2,91 | 2,53 | 0,48 | 3,36 | 2,29 | 0,54 | 3,35 |
| агрофил | 2,71 | 0,55 | 3,54 | 2,66 | 0,50 | 3,74 | 2,31 | 0,53 | 3,10 | |
| N30 | 0 | 2,43 | 0,46 | 3,29 | 2,55 | 0,51 | 3,67 | 2,48 | 0,54 | 3,17 |
| агрофил | 2,59 | 0,52 | 3,50 | 2,57 | 0,61 | 3,79 | 2,33 | 0,56 | 3,10 | |
| N60 | 0 | 2,59 | 0,52 | 3,36 | 2,63 | 0,55 | 3,47 | 2,47 | 0,58 | 3,52 |
| агрофил | 2,64 | 0,63 | 3,62 | 2,74 | 0,58 | 3,66 | 2,59 | 0,58 | 3,24 | |
5.2 Содержание валовых форм NPK в зерне и соломе яровой пшеницы. Инокуляция семян агрофилом увеличивала содержание азота в зерне на 0,21 и 0,19% на фосфорных фонах 100 и 200 мг/кг соответственно (табл. 4).
Таблица 4 – Содержание NPK в зерне и соломе яровой пшеницы, 2004-2006 гг.
| Фон обеспеченности почвы Р2О5 (фактор С) | Доза азота (В) | Инокуляция семян (А) | Содержание NPK, % | |||||
| в зерне | в соломе | |||||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | |||
| Фон 1 (100 мг/кг) | N0 | 0 | 2,32 | 0,78 | 0,43 | 0,71 | 0,11 | 1,22 |
| Агрофил | 2,53 | 0,79 | 0,43 | 0,75 | 0,13 | 1,32 | ||
| N30 | 0 | 2,37 | 0,78 | 0,43 | 0,73 | 0,11 | 1,40 | |
| Агрофил | 2,51 | 0,79 | 0,43 | 0,94 | 0,11 | 1,53 | ||
| N60 | 0 | 2,42 | 0,75 | 0,43 | 0,94 | 0,11 | 1,57 | |
| Агрофил | 2,63 | 0,78 | 0,43 | 0,96 | 0,14 | 1,57 | ||
| Фон 2 (150 мг/кг) | N0 | 0 | 2,46 | 0,76 | 0,43 | 0,76 | 0,12 | 1,53 |
| Агрофил | 2,51 | 0,74 | 0,43 | 0,76 | 0,13 | 1,43 | ||
| N30 | 0 | 2,48 | 0,75 | 0,44 | 0,87 | 0,13 | 1,60 | |
| Агрофил | 2,63 | 0,70 | 0,44 | 0,72 | 0,14 | 1,70 | ||
| N60 | 0 | 2,49 | 0,77 | 0,43 | 0,91 | 0,13 | 1,53 | |
| Агрофил | 2,56 | 0,73 | 0,43 | 0,89 | 0,13 | 1,60 | ||
| Фон 3 (200 мг/кг) | N0 | 0 | 2,28 | 0,76 | 0,44 | 0,80 | 0,12 | 1,53 |
| Агрофил | 2,46 | 0,73 | 0,43 | 0,78 | 0,14 | 1,47 | ||
| N30 | 0 | 2,42 | 0,77 | 0,43 | 0,75 | 0,12 | 1,57 | |
| Агрофил | 2,57 | 0,77 | 0,44 | 0,86 | 0,14 | 1,70 | ||
| N60 | 0 | 2,60 | 0,72 | 0,44 | 0,89 | 0,14 | 1,70 | |
| Агрофил | 2,77 | 0,73 | 0,43 | 0,90 | 0,15 | 1,60 | ||
Азотные удобрения положительно влияли на содержание азота в зерне и соломе, на содержание калия в соломе. Увеличение содержания обменного фосфора в почве в большей степени влияло на содержание калия в соломе яровой пшеницы.
5.3 Вынос и расходование NPK растениями яровой пшеницы. Установлено, что инокуляции семян агрофилом увеличивала вынос азота на 21,1-8,7 кг/га, фосфора на 5,5-1,9 кг/га (табл. 5). Улучшение обеспеченности почвы фосфором со 100 мг/кг на каждые 50 мг/кг до 200 мг/кг повышало вынос азота, фосфора и калия на 13; 3 и 17 кг/га.
Таблица 5 – Вынос NPK с урожаем яровой, 2004-2006 гг., кг/га
| Доза азотных удобрений (В) | Инокуляция семян (А) | Фон обеспеченности почвы подвижным фосфором (фактор С) | ||||||||
| Фон 1 (100 мг/кг) | Фон 2 (150 мг/кг) | Фон 3 (200 мг/кг) | ||||||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | ||
| N0 | Без ин. | 77,1 | 23,1 | 56,2 | 90,0 | 25,9 | 73,1 | 103,1 | 29,2 | 89,9 |
| Агрофил | 98,3 | 28,6 | 68,2 | 98,7 | 27,8 | 73,5 | 114,3 | 32,4 | 83,3 | |
| N30 | Без ин. | 85,3 | 26,0 | 68,6 | 105,1 | 28,6 | 81,5 | 109,2 | 32,4 | 86,4 |
| Агрофил | 113,4 | 29,7 | 83,9 | 111,1 | 30,2 | 99,3 | 128,1 | 36,1 | 106,5 | |
| N60 | Без ин. | 101,4 | 27,4 | 78,2 | 112,5 | 31,4 | 84,7 | 128,5 | 33,4 | 110,0 |
| Агрофил | 117,7 | 32,3 | 89,9 | 113,9 | 31,3 | 95,1 | 136,3 | 38,9 | 107,7 | |
Минеральные азотные удобрения положительно влияли на вынос азота, фосфора и калия.
Инокуляция семян биопрепаратом агрофил увеличивала расход азота и фосфора на первом на 3,5 и 0,5 кг/га и третьем фосфорных фонах 1,3 и 0,2 кг/т соответственно.
Азотные удобрения в дозе 30 кг/га существенно увеличивали расход азота пшеницей на фосфорном фоне 150 мг/кг на 1,7 кг/т, расход калия на фосфорном фоне 100 мг/кг на 2,1 кг/т. Доза азотных удобрений N60 положительно влияла на расход азота и калия пшеницей.
6 Влияние бактериальных удобрений на биологическую активность лугово-чернозёмной почвы при различных уровнях минерального питания
Биопрепарат агрофил не оказывал влияние на микробиологические процессы в почве.
Фосфорный фон 150 мг/кг увеличивал численность олигонитрофилов, фосфатмобилизирующих микроорганизмов и грибов в почве на 30, 25 и 20% относительно первого фосфорного фона соответственно. Фосфорный фон 200 мг/кг повышал численность грибов на 44%.
Фосфорный фон 150 мг/кг повышал активность каталазы в сравнении с контролем на 11%, а фон 200 мг/кг на 6% понижал этот показатель.
Влияние азотных удобрений на активность каталазы в почве на разных фосфорных фонах было различным.
Фосфорные фоны не оказали значительного влияния на суммарную биологическую активность почвы. Азотные удобрения в дозе N60 на втором фосфорном фоне повышали этот показатель на 17,4%. На третьем фосфорном фоне доза N30 повышала суммарную биологическую активность на 32,9%.
7 Сортовая отзывчивость яровой пшеницы на бактериальные
удобрения при различных уровнях минерального питания
7.1 Влияние бактериальных удобрений на структуру урожая, урожайность и качество зерна сортов яровой пшеницы. Наиболее продуктивным сортом был Омская 29 (табл. 6). Наиболее отзывчивым сортом на применение бактериальных препаратов был сорт Памяти Азиева. Повышение продуктивности сорта Памяти Азиева от применения агрофила и ризоагрина составило 0,24 и 0,34 т/га. На сорте Омская 29 наибольшая прибавка урожайности 0,17 т/га получена от инокуляции биопрепаратом агрофил, применение ризоагрина дало прибавку урожайности 0,12 т/га. На сорте Светланка наилучшее действие на продуктивность оказал биопрепарат ризоагрин, прибавка урожайности составила 0,19 т/га. От инокуляции препаратом агрофил получена прибавка урожайности 0,14 т/га.
На фоне внесения азотных удобрений N60 наиболее отзывчивым сортом на инокуляцию биопрепаратами оказался сорт Омская 29. Наблюдалось повышение продуктивности от агрофила и ризоагрина на 0,13 и 0,16 т/га соответственно. На сорте Памяти Азиева не отмечено существенного действия биопрепаратов на его продуктивность. На сорте Светланка отмечено существенное повышение продуктивности на 0,1 т/га лишь от инокуляции агрофилом.
При внесении P60 наиболее отзывчивым сортом на инокуляцию биопрепаратами агрофил и ризоагрин являлся сорт Памяти Азиева, увеличение продуктивности на 0,2 и 0,19 соответственно. Сорт Омская 29 не отреагировал на биопрепараты. Сорт Светланка положительно реагировал на биопрепарат агрофил. Прибавка урожайности составила 0,18 т/га.
При внесении N60P60 лишь сорт Светланка положительно реагировал на инокуляцию биопрепаратами. От применения агрофила и ризоагрина наблюдалось увеличение продуктивности на 0,2 и 0,15 т/га соответственно.
Таблица 6 – Влияние бактериальных удобрений на продуктивность
сортов яровой пшеницы, 2004-2006 гг., т/га
| Сорт (В) | Инокуляция семян (А) | Дозы минеральных удобрений (С) | |||
| 0 | N60 | P60 | N60P60 | ||
| Омская 29 | Без ин. | 3,18 | 3,3 | 3,51 | 3,43 |
| Агрофил | 3,35 | 3,43 | 3,55 | 3,34 | |
| Ризоагрин | 3,3 | 3,46 | 3,49 | 3,51 | |
| Памяти Азиева | Без ин. | 2,62 | 2,96 | 2,86 | 3,11 |
| Агрофил | 2,85 | 3,01 | 3,06 | 3,1 | |
| Ризоагрин | 2,96 | 2,92 | 3,04 | 3,08 | |
| Светланка | Без ин. | 2,75 | 2,86 | 2,88 | 3,01 |
| Агрофил | 2,89 | 2,96 | 3,06 | 3,21 | |
| Ризоагрин | 2,93 | 2,87 | 2,95 | 3,16 | |
НСР05(А)=0,09; НСР05(В)=0,09; НСР05(С)=0,11.
Наиболее отзывчивым сортом на внесение N60 был сорт Памяти Азиева, прибавка урожайности составила 0,35 т/га. У Омской 29 и Светланки увеличение урожайности от внесения N60 – 0,12 и 0,11 т/га соответственно. На внесение P60 лучше реагировал сорт Омская 29, прибавка составила 0,33 т/га. На 0,24 и 0,13 т/га повысилась урожайность от внесения P60 у сортов Памяти Азиева и Светланка соответственно. При внесении N60P60 наибольшая прибавка 0,49 т/га получена на сорте Памяти Азиева. У сортов Омская 29 и Светланка урожайность повысилась на 0,25 и 0,27 т/га соответственно.
На естественном фоне плодородия почвы наиболее отзывчивым сортом по белку в зерне на биопрепараты был сорт Светланка. Увеличение содержание сырого протеина в зерне от инокуляции агрофилом и ризоагрином составило 0,97 и 0,99% соответственно. У сорта Омская 29 от применения агрофила и ризоагрина этот показатель качества увеличивался на 0,67 и 0,97% соответственно. На фоне внесения N60 наиболее отзывчивым сортом на бактериальные удобрения был сорт Омская 29. Инокуляция агрофилом и ризоагрином повышала содержание сырого протеина в зерне на 1,33 и 1,1% соответственно. У сорта Памяти Азиева положительное действие на этот показатель качества оказал биопрепарат агрофил. Увеличение его составило 0,95%. Увеличение сырого протеина у сорта Светланка на 0,66% наблюдалось от применения ризоагрина. На фоне внесения Р60 наибольшее увеличение сырого протеина в зерне на 2,26% наблюдалось от применения биопрепарата агрофил у сорта Омская 29. Агрофил положительно влиял на этот показатель качества у сорта Светланка. Увеличение составило 0,93%. Ризоагрин только у сорта Памяти Азиева повышал содержание сырого протеина на 0,59%. На фоне внесения N60P60 положительное действие на содержание сырого протеина оказал агрофил у сорта Омская 29 и ризоагрин у сорта Светланка. Увеличение этого показателя качества составило 0,86 и 0,78% соответственно.
7.2 Влияние бактериальных удобрений на питание сортов яровой пшеницы. Биопрепараты не оказали существенного влияния на вынос с урожаем сортов яровой пшеницы фосфора и калия. У сорта Памяти Азиева на естественном фоне плодородия вынос азота увеличивал на 25,4 кг/га в большей степени ризоагрин. А на фоне внесения Р60 и N60P60 – агрофил на 21,5 и 17,5 кг/га соответственно. Агрофил и ризоагрин у сорта Омская 29 наиболее повышали вынос азота на фоне N60 примерно на 20-21 кг/га. На естественном фоне примерно на 9-10 кг/га. У сорта Светланка на естественном фоне плодородия вынос азота увеличивал на 19,5 кг/га в большей степени ризоагрин. А на фоне внесения N60 и Р60 – агрофил на 24 и 21 кг/га соответственно.
8 Экономическая и биоэнергетическая эффективность применения бактериальных удобрений под яровую пшеницу при различных уровнях минерального питания
Эффективность применения инокуляции семян бактериальными удобрениями высокая, урожайность пшеницы увеличилась на 0,25-0,42 т/га зерна, чистый доход составил 5947-6290 руб./га при рентабельности производства 148-154%. При небольшой рентабельности в совместного применения агрофила и дозы азотных удобрений 30 кг/га получен высокий чистый доход с 1 га. С увеличением подвижного фосфора с повышенного до очень высокого наблюдается повышение рентабельности производства с 135 до 173%, соответственно. Использование азотных удобрений снижает экономические показатели в сравнении с вариантом без удобрений. При высокой обеспеченности почвы подвижным фосфором рентабельность сельскохозяйственного производства при использовании азотных удобрений выше в сравнении с исходным фосфорным фоном.
Расчёт биоэнергетических показателей свидетельствует о целесообразном применении бактериальных удобрений в чистом виде и в сочетании со стартовой дозой N30.
Выводы
1. Получение высоких и устойчивых урожаев яровой пшеницы на лугово-чернозёмных почвах южной лесостепи Западной Сибири возможно при оптимизации условий минерального питания за счёт применения бактериальных и минеральных удобрений, подборе почв с высоким уровнем содержания подвижного фосфора.
2. Бактеризация семян пшеницы позволяет увеличить урожайность на 0,28-0,42 т/га зерна, что равноценно действию азотных удобрений в дозе 30 кг/га. Наиболее эффективно применение инокуляции семян пшеницы агрофилом в комплексе со стартовым внесением азотных удобрений в дозе 30 кг/га. Урожайность увеличивается при этом на 0,56-0,64 т/га (20-26%). Увеличение дозы азотных удобрений свыше 30 кг д.в./га снижает эффективность бактеризации семян пшеницы агрофилом.
Уровень продуктивности яровой мягкой пшеницы в значительной степени зависит от условий фосфорного питания. Прибавки урожайности пшеницы от повышенной и высокой обеспеченности почвы подвижным фосфором составили 0,28; 0,66 т/га зерна, соответственно. Внесение азотных удобрений в дозах 30 и 60 кг/га обеспечивает прирост урожайности на уровне 11-12%, 14-22%, соответственно.
3. Инокуляция семян бактериальным препаратом агрофил способствует увеличению содержания белка в зерне пшеницы в среднем по опыту на 0,84%, что выше на 0,56%, чем в варианте внесения азотных удобрений в дозе N30 и почти на одном уровне действия N60.
При комплексном применении азотных удобрений и агрофила содержание белка существенно увеличивается в сравнении с вариантом их раздельного использования. При улучшении условий фосфорного питания эффективность взаимодействия азотного и бактериального удобрений возрастает, содержание белка в зерне пшеницы на высоком фосфорном фоне составило 14,67-15,77%, что на 1,69-2,29% выше, чем в варианте без внесения удобрений.
4. Действие бактериального удобрения агрофил на прирост сухой биомассы пшеницы проявляется только с фазы колошения и аналогично влиянию внесения азотных удобрений в дозе N30. С улучшением условий минерального питания, за счёт внесения азотных удобрений и подбора фосфорных фонов с повышенным и высоким содержанием подвижного фосфора, отмечается увеличение прироста биомассы пшеницы по основным фазам развития растений.
Положительное влияние бактериальных и минеральных удобрений на величину урожая проявляется через изменение показателей структуры урожая. Инокуляция семян яровой пшеницы агрофилом положительно действует на все элементы структуры урожая яровой пшеницы. Азотные удобрения повышают продуктивную кустистость и высоту растений яровой пшеницы. Фосфорные фоны влияют в большей степени на высоту растений.
5. Для яровой пшеницы характерны высокие темпы потребления элементов питания в начале вегетации, при этом условия питания в первые периоды онтогенеза определяют, в конечном счёте, продуктивность растений и качество урожая. Применение азотных удобрений и агрофила положительно влияло на содержание азота и фосфора в растениях пшеницы в фазу кущение. Агрофил увеличивал содержание азота и фосфора в растениях в фазу кущения в среднем на 0,29 и 0,2% соответственно.
6. Установлены нормативы потребления и расхода элементов питания растениями яровой пшеницы. При урожайности зерна на уровне 2,43-3,8 т/га яровой пшеницей выносится 77-136 кг азота, 23-39 кг фосфора, 56-110 кг калия.
На формирование одной тонны зерна яровой пшеницы с соответствующим количеством побочной продукции расходуется 31-37 кг азота, 9-10 кг фосфора и 23-32 кг калия.
7. Биопрепарат агрофил не оказывает влияние на микробиологические процессы в почве, т.к. количество бактерий содержащихся в нём по отношению к почвенным микробам ничтожно мало. Улучшение обеспеченности почвы фосфором и применение азотных удобрений повышают биологическую активность почвы.
8. Влияние бактериальных удобрений на урожайность и качество зерна яровой пшеницы определяется сортовыми особенностями. В условиях южной лесостепи Западной Сибири из испытуемых сортов наиболее продуктивный сорт Омская 29. Наиболее отзывчивым сортом на применение бактериальных, азотных и азотно-фосфорных удобрений является сорт Памяти Азиева. На фосфорные удобрения высокая отзывчивость у сорта Омская 29. Биопрепараты в большей степени влияют на содержание сырого протеина у сорта Светланка.
9. Применение бактериального удобрения агрофил в чистом виде может повысить рентабельность производства на 13%, и является наиболее энергетически эффективным вариантом. Но и совместное применение агрофила с азотными удобрениями достаточно эффективный приём. Расчёт биоэнергетических и экономических показателей свидетельствует о целесообразном применении бактериальных удобрений в сочетании со стартовой дозой N30.
Рекомендации производству
Для повышения продуктивности яровой пшеницы второй культурой после пара рекомендуется использование предпосевной инокуляции семян бактериальными удобрениями агрофил и ризоагрин, которая обеспечивает повышение урожайности зерна, эквивалентное внесению аммиачной селитры в дозе 30 кг/га. Наилучшим сортом для инокуляции является сорт яровой пшеницы Памяти Азиева. При совместном применении бактериальных и минеральных удобрений необходимо использовать биопрепараты агрофил и ризоагрин и дозу азотных удобрений N30.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
- Храмцов И.Ф., Хусаинов М.Б. Отзывчевость сортов яровой пшеницы на применение бактериальных и минеральных удобрений // Аграрный вестник Урала. 2009. № 11. С. 76-77.
- Хусаинов М.Б. Действие бактериальных и минеральных удобрений на урожайность и качество яровой пшеницы // Молодые ученые – аграрной науке: Мат. Междунар. конф. молодых учёных / СибНИИСХ СО РАСХН. Омск, 2006. С. 110-114.
- Храмцов И.Ф., Хусаинов М.Б., Воронкова Н.А. Действие бактериальных удобрений на прирост сухого вещества и урожайность яровой пшеницы / Современные проблемы возделывания сельскохозяйственных культур и пути повышения величины и качества урожая: Сб. мат. Междунар. науч.-практ. конф. Барнаул, 2006. С. 150-152.
- Хусаинов М.Б. Действие бактериальных удобрений на прирост сухого вещества и урожайность яровой пшеницы // Казахстан и Россия: путь дружбы, диалог культур, интеграция образования и науки: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. Кокшетау, 2006. С 277-279.
- Хусаинов М.Б. Действие бактериальных удобрений на ассоциативную азотфиксацию и урожайность яровой пшеницы // Конкурентноспособный Казахстан: проблемы и решения: Мат. Междунар. науч.-практ. конф. Кокшетау, 2008. С. 60-62.
- Хусаинов М.Б. Действие бактериальных и минеральных удобрений на биологическую активность лугово-чернозёмной почвы // Валихановские чтения – 14: Сб. Мат. Междунар. науч.-практ. конф. Кокшетау, 2009. С. 63-65.
- Храмцов И.Ф., Хусаинов М.Б., Воронкова Н.А. Действие бактериальных, минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы и элементы её структуры // Вестник науки Казахского агротехнического университета. Астана, 2009. № 3(54). С. 20-27.
