Использование органоминеральной и биоорганической систем удобрения при выращивании гречихи в Среднем Поволжье

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

При возделывании зерновых культур наряду с основной продукцией производится большое количество побочной. В биомассе озимой пшеницы, занимающей в Среднем Поволжье свыше 2 млн. га, на одну часть зерна приходится 2,5-3 части соломы, утилизация которой в земледелии становится очень актуальным вопросом настоящего времени.

Заделанная в почву солома является важным источником органического вещества и энергетическим материалом для почвенных микроорганизмов. Солома - важный источник пополнения запасов углерода, служащего материалом для образования гумуса и углекислоты, которая улучшает условия воздушного питания растений. Солома содержит около 85% органического вещества, ценного для почвенного плодородия. Целлюлоза, пентозаны, гемицеллюлоза и лигнин являются углеродистым энергетическим материалом для почвенных микроорганизмов. В среднем в сухом веществе соломы злаковых культур содержится: азота - 0,5%, фосфора - 0,25%, калия - 0,8%. Имеется также некоторое количество кальция, магния, серы и микроэлементов: бора, меди, молибдена, цинка, кобальта и др. Анализ показывает, что в состав злаковой соломы входят все важнейшие питательные вещества, которые после минерализации легкодоступны растениям. При урожае соломы в 2-3 т/га в почву возвращается 10-15 кг азота, 5-8 кг фосфора, 16-24 кг калия.

Большим недостатком соломы при внесении ее в почву считается продолжительный период ее разложения. Это объясняется тем, что до 90% массы соломы составляет клетчатка, пронизанная лигнином, который не растворим даже в крепких кислотах. Трудность разложения обусловлена также строением клетчатки - многочленного полимера глюкозы, скрученного в фибриллу (веревку), которая покрыта воском и пектином. Последние снижают скорость разложения соломы в сотни раз.

После внесения соломы злаковых культур наблюдается снижение в почве доступного для растений азота в результате его биологического закрепления в плазме размножающихся целлюлозоразлагающих микроорганизмов. При низком содержании азота в соломе (особенно у злаковых культур) микроорганизмы, разлагающие ее, потребляют минеральный азот из почвы, и поэтому эффективность соломы как удобрения заметно возрастает при сочетании её с дополнительными источниками азота. Поэтому рекомендуется добавлять 8-10 кг минерального азота на 1 т заделанной в почву соломы. Если вместе с соломой в почву дополнительно не вносить азот, у культурных растений могут проявляться признаки азотного голодания.

В последние годы активно изучается возможность применения биопрепаратов для обработки соломы перед запашкой в почву с целью ускорения ее разложения и обогащения почвы питательными веществами. Как показывают исследования ученых, процесс разложения соломы можно ускорить ее обработкой перед заделкой в почву специальными биологическими препаратами: В.А. Назаров [1] рекомендовал обрабатывать солому раствором ценоза (из расчета 600 л/га); В.И. Губов [2], Г.Я. Сергеев, В.В. Каверович и Т.А. Костенко [3] - биопрепаратом «Байкал ЭМ-1»; В.Н. Узбеков [4] - биопрепаратом «Восток ЭМ-1» (2 л/га); А.И. Шугуров [5] - микробным препаратом «Биофит-2» (0,7 л/га) в сопровождении гумата калия-натрия (1,0 л/га), В.Н. Наумкин, В.А. Стебаков, Ю.В. Басов, А.В. Наумкин [6], В.А. Стебаков, Н.А. Лопачев, Ю.В.Басов, В.Н. Наумкин [7] - активатором разложения стерни (АРС), Е.В. Богатырева [8] - биопрепаратами на основе гриба триходермы. При такой технологии обработки соломы урожайность полевых культур, под которые вносится солома, повышается на 15-20 % уже в первый год ее применения. Вместе с тем необходимо отметить, что в условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья систематические исследования по применению соломоразлагающих биопрепаратов до настоящего времени не проводились, а затрагивались лишь отдельные аспекты [9, 10, 11].

Цель нашей работы - изучение влияния раздельного и совместного применения минеральных удобрений, соломы, сидератов и биопрепаратов на агрохимические, агрофизические и биологические свойства чернозема выщелоченного и продуктивность гречихи в Среднем Поволжье.

Полевые исследования были проведены в 2007-2011 гг. в КФХ «Долгов А.В.» Базарно-Карабулакского района Саратовской области.

Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным среднемощным. Глубина вскипания и выделения карбонатов совпадают - 105 см. Гипс и легкорастворимые соли в профиле отсутствуют. В верхней части горизонта «А» содержится 6,5% гумуса. В качественном составе гумуса отмечается устойчивое преобладание группы гуминовых кислот (отношение Сг : Сф равно примерно 1,5-2). Гранулометрический состав почвы - среднесуглинистый, с содержанием физической глины 42-45 % по всему профилю. Пахотный слой характеризуется следующим содержанием питательных веществ: нитратного азота - низкое (10 мг/кг), подвижного фосфора - среднее (55 мг/кг почвы), обменного калия - высокое (более 220 мг/кг почвы).

Метеоусловия за годы исследований были различными по температурному режиму и режиму влагообеспеченности, что позволило всесторонне изучить действие используемых агроприемов.

Схема полевого опыта включала следующие варианты:

1. N30P30;

2. N30P30 + солома + мизорин;

3. N30P30 + сидерат + мизорин;

4. N30P30 + солома + сидерат;

5. N30P30 + солома + сидерат + мизорин;

6. N30P30 + солома + АКРАМ + сидерат + мизорин;

7. Солома + АКРАМ + сидерат + мизорин.

Повторность опыта - четырехкратная. Учетная площадь делянки - 108 м2.

Объект исследования - гречиха сорта Куйбышевская 85. Технология возделывания - общепринятая для Среднего Поволжья.

Озимую пшеницу, предшественник гречихи, убирали комбайном «СК-5 «Нива». На вариантах внесения соломы применялся комбайн, оборудованный измельчителем, для ее равномерного распределения по полю. Обработка опытных делянок выполнялась экологически безопасным биопрепаратом широкого спектра действия АКРАМ согласно схеме опыта с помощью ручного опрыскивателя (из расчета 0,6 л препарата, разведенного в 200 л воды, на 1 га). Основа препарата - консорциум кислотообразующих почвенных бактериальных культур с высокой ферментативной активностью; разлагает клетчатку и гемицеллюлозы, содержит смесь микроэлементов и стабилизирующих веществ, обеспечивающих активность препарата в течение длительного времени. АКРАМ специализирован как активатор разложения растительных остатков. Сразу после опрыскивания АКРАМом проводили дискование поля на глубину 8-10 см, а затем после выпадения осадков проводили посев пожнивного сидерата ярового рапса. При достижении фазы начала цветения надземную массу сидерата измельчали косилкой КИР-1,5 и запахивали в почву обычным плугом на глубину 16-18 см. Минеральные удобрения вносили вручную: осенью под вспашку - двойной гранулированный суперфосфат, весной под предпосевную культивацию - мочевину.

Весенний посев гречихи проводили при прогревании почвы до +10С рядовой сеялкой СЗТ-3,6 с нормой высева 2 млн. всхожих семян на 1 гектар. Непосредственно в день посева выполнялась инокуляция семян гречихи биопрепаратом мизорин (300 г препарата и 0,5 л воды на 50 кг семян) под навесом для защиты от солнечных лучей. После посева поле прикатывали кольчатыми катками. Убирали гречиху комбайном СК-5«Нива» при влажности зерна 14-17 %. После уборки зерно обрабатывали на зерноочистительной машине для доведения до стандартной чистоты.

Отбор почвенных и растительных образцов проводили в соответствии с общепринятыми методиками. Лабораторные анализы выполняли согласно существующим ГОСТам. Экспериментальные данные обрабатывали на персональном компьютере с использованием дисперсионного анализа [12].

Важным показателем производительной способности почвы, гарантирующим получение более высокого урожая сельскохозяйственных культур, служит обеспеченность почвы подвижными формами элементов питания.

Содержание нитратов в пахотном горизонте почвы было наименьшим на варианте 1 - при использовании минеральных удобрений, наибольшее содержание - на вариантах 5 и 6 с органоминеральной и 7 с биоорганической системами удобрения. В наиболее ответственную для формирования урожая фазу плодообразования гречихи содержание нитратного азота на этих вариантах составляло 16,3-17,8 мг/кг, или на 55,2-69,5 % выше минеральной системы удобрения.

Содержание доступного фосфора было наибольшим также на вариантах 5, 6 и 7. В фазу плодообразования содержание доступного фосфора в пахотном горизонте чернозема выщелоченного на этих вариантах было 108,3-115,8 мг/кг, или на 69,2-80,9 % выше, чем в варианте 1.

На вариантах 5, 6 и 7 отмечены и наивысшие показатели биологической активности чернозема выщелоченного, что подтверждается максимальным разложением льняного полотна и наивысшими показателями инвертазной активности почвы: соответственно, 58,1, 60,7 и 59,4 мг против 30,4 мг глюкозы/1 г почвы на варианте 1 с использованием минеральных удобрений.

От содержания в почве гумуса зависят ее агрофизические и биологические свойства, а также устойчивость к антропогенному воздействию. Особенно ярко стабилизирующая роль органического вещества проявляется в засушливых условиях благодаря его высокой водоудерживающей способности. В нашем опыте содержание подвижного гумуса при запашке соломы и сидератов в качестве органического вещества было больше на 13-37 %, чем на варианте применения минеральных туков. Различия в активности ферментов уреазы и протеазы по системам удобрения были менее выраженными.

На варианте 1 содержание водорастворимого гумуса в пахотном горизонте чернозема выщелоченного составляло 17,0 мг/100 г почвы. При запашке соломы, сидератов и применении биопрепаратов ускорялись темпы разложения органики в почвенном слое, что увеличивало массу водорастворимого гумуса на 7-26 %. Изучение содержания водорастворимого гумуса почвы показало, что положительную роль в его накоплении сыграло совместное применение соломы, сидератов и минеральных удобрений, а его сезонная динамика имела тенденцию увеличения от весны к осени.

Улучшение биологических и агрохимических свойств почвы посредством биологических приемов стимулировало развитие корневой системы растений гречихи. Наилучшее развитие корневой системы наблюдалось на вариантах 6 и 7, где сформировалась наибольшая масса корней у 10 растений - соответственно, 5,59 и 5,50 г против 4,55 г на варианте 1. Здесь также отмечалась наименьшая нагрузка надземной массы на 1 г корневой системы - соответственно, 11,15 и 11,11 г против 11,45 г на контроле.

Урожайность посевов тесно связана с хлорофилльным фотосинтетическим потенциалом. В наших опытах динамика содержания хлорофилла (мг/г сухого вещества) характеризовалась постепенным снижением его количества в течение онтогенеза. При этом наибольшее количество хлорофилла и каротиноидов наблюдалось на вариантах 6 с органоминеральной и 7 с биоорганической системами удобрения: на данных вариантах содержание хлорофилла а составляло 3,367 и 2,769 мг/г сухого вещества; хлорофилла b - 1,221 и 0,958 мг/г сухого вещества; суммы хлорофиллов a+b - 4,588 и 3,727 мг и каротиноидов - 1,000 и 0,812 мг/г сухого вещества. Эти показатели на 15-30 % превышали аналогичные показатели варианта 1 с применением минеральных удобрений.

Максимальная прибавка урожайности зерна гречихи в нашем опыте получена при органоминеральной системе удобрения на варианте 6: 0,68 т/га, или 37,6%. Высокие прибавки урожайности получены также на вариантах 5 и 7: 0,49 и 0,47 т/га, или 27,1 и 26,0 %, соответственно.

Корреляция количества нитратного азота, полученного из подвижного гумуса, и урожайности гречихи описывается уравнением У= -0,006х2 + 0,3787х - 1,928. При этом коэффициент корреляции очень высок: r = 0,99.

Применение органоминеральной системы удобрения (вариант 6) обеспечило получение наилучших физических показателей качества зерна гречихи: натурная масса - 535 г/л; крупность - 84,1%; выравненность - 69,1%;, выход крупы - 72,8%. В то же время биоорганическая система удобрения (вариант 7) обеспечила наибольшее содержание белка в зерне - 12,1%. При улучшении обеспечения растений азотом сумма незаменимых аминокислот возрастала от 3693 мг*% на варианте 1 с минеральными удобрениями до 4716 мг*% на варианте 7 с биоорганическими удобрениями.

В условиях лесостепи Среднего Поволжья применение органоминеральной системы удобрения (N30P30 + обработка измельченной соломы озимой пшеницы перед запашкой биопрепаратом АКРАМ + запашка соломы + посев пожнивного сидерата + предпосевная обработка семян гречихи биопрепаратом мизорин) способствовало улучшению агрофизических, агрохимических и биологических свойств чернозема выщелоченного и получению наивысшей урожайности гречихи - 2,49 т/га, что превышало контроль на 37,6%. В то же время при наилучшем качестве зерна и незначительном снижении урожайности (2,28 т/га) биоорганическая система удобрения (обработка измельченной соломы озимой пшеницы перед запашкой биопрепаратом АКРАМ + запашка соломы + посев пожнивного сидерата + предпосевная обработка семян гречихи биопрепаратом мизорин) позволила достигнуть наибольшего накопления органического вещества в пахотном горизонте, что способствовало сохранению плодородия почвы.

Литература

сельскохозяйственный солома гумус

1. Назаров В.А. Агроэкологические приемы повышения плодородия черноземных почв Поволжья. дисс. д-ра с.-х. наук. - Саратов, 2005. - 367 с.

2. Губов В.И. Агробиологический метод мелиорации солонцов засушливого Заволжья. Дисс. …канд. с.-х. наук. - Саратов, 2005. - 240 с.

3. Сергеев Г.Я., Каверович В.В., Костенко Т.А. Влияние препарата Байкал ЭМ-1 на скорость разложения соломы // Земледелие. - 2006. - №4. - С. 14-15.

4. Узбеков А.Н. Рентабельность применения биопрепаратов на зерновых // Новый аграрный журнал. - 2011. - №3 (3). - С. 12-14.

5. Шугуров А.И. Технологии больших возможностей // Белгородский мир. - 2011. - №6. - С. 3-7.

6. Наумкин В.Н., Стебаков В.А., Басов Ю.В., Наумкин А.В. Совершенствование агротехники гречихи в условиях Орловской области // Зерновое хозяйство. - 2001. - №1(4). - С.20-21.

7. Стебаков В.А., Лопачев Н.А., Басов Ю.В., Наумкин В.Н. Эффективность возделывания гречихи в условиях Центрально-Черноземного региона // Вестник ОрелГау. - 2011. - №3 (30). - С. 47-49.

8. Богатырева Е.В. Использование соломоразлагающих биопрепаратов в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края // Земледелие. - 2013. - №8. - С. 14-16.

9. Нарушева Е.А. Влияние приемов биологизации земледелия на динамику ферментов и лабильных гумусовых веществ в почве при возделывании гречихи в Среднем Поволжье // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2012. - №1. - С. 50-53.

10. Нарушева Е.А. Влияние различных видов удобрений на плодородие почвы и продуктивность гречихи в Среднем Поволжье // Плодородие. - 2012. - №1 (64). - С. 11-13.

11. Нарушева Е.А. Изменение биологической активности чернозема выщелоченного в посевах гречихи // Вестник Алтайского ГАУ. - 2012. - №2 (88). - С. 12-16.

12. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

Размещено на Allbest.ru