Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на агрохимические свойства чернозема выщелоченного и продуктивность гречихи в Поволжье

Исследование влияния минеральных удобрений и биопрепаратов на агрохимические свойства чернозема выщелоченного и продуктивность гречихи в лесостепной зоне Поволжья. Определение оптимальных доз минеральных удобрений, видов биопрепаратов и их сочетания.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 28.06.2018
Размер файла 54,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата

сельскохозяйственных наук

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТОВ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ГРЕЧИХИ В ПОВОЛЖЬЕ

06.01.04 - агрохимия

Юрченко Евгения Сергеевна

Саратов 2007

Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Пронько Виктор Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Чуб Майя Павловна;

кандидат сельскохозяйственных наук,доцент Рябошкапов Владимир Федорович

Ведущая организация:

Федеральное государственное научное учреждение РосНИИСК «Россорго»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова»

Ученый секретарь

диссертационного совета Пронько Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В научной литературе долгое время существовала точка зрения о том, что на плодородных почвах гречиха не нуждается в минеральных удобрениях (А.А. Голодец, 1935; Е.А. Столетова, 1955; А.И. Смирнов, 1958; П.Г. Найдин, 1963). В связи с чем, агрохимических опытов с этой культурой в черноземной зоне (в том числе и в Поволжье) проводилось очень мало. Считалось, что гречиха может обеспечить урожай зерна в 1,0-1,2 т/га и без внесения удобрений за счет активной деятельности своей корневой системы. Однако в современных условиях отмечающееся повсеместно снижение эффективного плодородия черноземных почв негативно сказывается на продуктивности сельскохозяйственных культур, и это требует новых подходов в вопросе применения удобрений под гречиху.

В последние годы возрос интерес к применению биопрепаратов, способных улучшать пищевой режим растений, в первую очередь их азотное питание. В Поволжье эффективность биопрепаратов установлена при возделывании тритикале (О.М. Касынкина, 2004), проса (Е.Г. Куликова, Е.В. Надежкина, 2004), яровой пшеницы (Н.В. Корягина, 2004; Г.К. Соловова, Н.Ф. Климова, 2004). В связи с этим, представляется актуальным изучение отзывчивости гречихи, как ценной крупяной культуры, на минеральные удобрения и биопрепараты при совместном и раздельном их использовании.

Цель работы - изучение влияния минеральных удобрений и биопрепаратов на агрохимические свойства чернозема выщелоченного и продуктивность гречихи в лесостепной зоне Поволжья.

Задачи исследований:

1. Изучить влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на ферментативную активность, дыхание и целлюлозоразрушающую способность чернозема выщелоченного;

2. Оценить действие минеральных удобрений и биопрепаратов на пищевой режим почвы;

3. Установить влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на вынос основных элементов минерального питания урожаем гречихи;

4. Изучить влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность гречихи;

5. Определить оптимальные дозы минеральных удобрений и виды биопрепаратов, а также их сочетания при возделывании гречихи в лесостепи Саратовского Правобережья;

6. Провести биоэнергетическую и экономическую оценку изучаемых систем удобрений.

Научная новизна работы. Впервые изучено влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на плодородие чернозема выщелоченного и продуктивность агроценозов гречихи в лесостепной зоне Саратовского Правобережья. Выявлены закономерности изменения численности микроорганизмов, ферментативной активности, дыхания и разрушения клетчатки в черноземе выщелоченном под влиянием минеральных удобрений и биопрепаратов. Получены приоритетные данные по регулированию пищевого режима гречихи и выносу основных элементов питания урожаем культуры под действием минеральных удобрений и биопрепаратов.

Доказана возможность оптимизации агрохимических свойств чернозема выщелоченного и повышении продуктивности гречихи в лесостепной зоне Саратовского Правобережья при совместном применении минеральных удобрений N45Р45 и обработке семян биопрепаратами ризоагрин и мизорин.

Установлена высокая биоэнергетическая и экономическая эффективность комплексного применения минеральных удобрений и биопрепаратов при выращивании гречихи на выщелоченных черноземах Саратовского Правобережья.

Практическая значимость. Рекомендуемые приемы оптимизации пищевого режима обеспечивают стабильное получение более 2 т/га зерна гречихи на черноземе выщелоченном Саратовского Правобережья.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в КФХ «Долгова А.В.» Базарно-Карабулакского района на площади 50 га и ООО «Альянс-Агро» Новобурасского района Саратовской области на площади 70 га. Обработка семян гречихи ризоагрином (300 г препарата на 1 га) и посев их на фоне N45Р45 позволил в 2006 году получить дополнительный доход соответственно 3,2 и 3,0 тыс. руб./га.

Основные положения, выносимые на защиту:

? закономерности изменения общей численности микроорганизмов, ферментативной активности, дыхания и разрушения клетчатки в черноземе выщелоченном при использовании различных удобрительных средств;

? параметры оптимизации пищевого режима гречихи и показатели выноса основных элементов питания урожаем культуры под действием минеральных удобрений и биопрепаратов.

? оптимальные дозы минеральных удобрений (N45Р45) и обработки семян биопрепаратами (ризоагрин и мизорин) для улучшения эффективного плодородия чернозема выщелоченного и повышения продуктивности гречихи в лесостепной зоне Саратовского Правобережья.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподаватель-ского состава, аспирантов и научных сотрудников СГАУ им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2004-2006), на ежегодных Всероссийских научных конференциях «Вавиловские чтения» (Саратов, 2004-2006), на международных научных конференциях «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2004), «Проблемы с.-х. производства на современном этапе» (Белгород, 2006), научно-методической конференции Географической сети опытов с удобрениями (Москва, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы почвоведения и экологии» (Йошкар-Ола, 2006), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 100-летию кафедры почвоведения им. Л.Н. Александровой (С.-Петербург, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в т.ч. 1 - в реферируемом журнале.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций производству, списка литературы из 265 источников, в т.ч. 11 работ иностранных авторов. Работа изложена на 191 странице, включает 31 таблицу, 6 рисунков и 47 приложений.

минеральный удобрение агрохимический чернозем гречиха

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований

Полевые опыты проводились в 2004-2006 гг. в производственных условиях КФХ «Долгова А.В.» Базарно-Карабулакского района Саратовской области, землепользование которого расположено в лесостепи Поволжья. Среднегодовая температура воздуха +3,5?С, сумма активных температур (более +10?С) - 2736?С, среднегодовое количество осадков - 440 мм.

Почвенный покров опытного участка представлен черноземом выщелоченным среднемощным среднесуглинистым. Содержание гумуса в пахотном горизонте 5,7-5,8%, обеспеченность нитратным азотом (8-12 мг/кг) - низкая, подвижным фосфором по Чирикову (22-36 мг/кг) - средняя, обменным калием (200-260 мг/кг) - высокая для группы зерновых культур.

Погодные условия в период проведения исследований были типичными для лесостепной зоны Саратовского Правобережья: 2004 год был влажным, 2005 и 2006 гг. - средне засушливыми.

Схема полевого опыта приведена в результативной части. Повторность опыта - четырехкратная, размещение вариантов рендомизированное. Учетная площадь делянки - 100 м2. Организация и проведение полевых опытов осуществлялись по общепринятым методическим руководствам.

Фенологические наблюдения осуществлялись по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971). Динамика густоты стояния, роста в высоту, накопления зеленой массы и сухого вещества растениями в посевах осуществлялись по методикам ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1971, 1987). Фотосинтетическая деятельность растений в посевах изучалась по методике А.А. Ничипоровича (1961).

Общая биологическая активность почвы определялась по методу Л.А. Карягиной (1983); количественный и качественный состав микрофлоры почвы - методом Е.З. Теппер (1993); дыхание почвы - методом В.И. Штатнова (1952); уреаза - методом Т.А. Щербаковой (1983); каталаза - методом Джонсона и Темпле (1964); инвертаза и амилаза - методом Т.А. Щербаковой (1968); разложение клетчатки - аппликационным методом Е.Н. Мишустина и А.Н. Петровой (1963).

Определение содержания в почве нитратного азота осуществлялось с дисульфофеноловой кислотой, подвижного фосфора и обменного калия - по Ф.В. Чирикову. В растительных образцах азот, фосфор и калий определяли из одной навески после мокрого озоления по Гинзбург-Щегловой.

Величину биологической урожайности определяли сноповым методом. Физические (масса 1000 семян, натура, крупность, выравненность, пленчатость) и технологические (выход чистого ядра и лузги) свойства семян устанавливались в соответствии с методикой ВНИИЗБК (1971).

Экономическая эффективность и биоэнергетическая оценка приемов возделывания гречихи определялись по методикам, утвержденным ВАСХНИЛ (1989) и РАСХН (1998). Статистическая обработка экспериментальных данных проведена методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) на ЭВМ в ВЦ ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

На опытном участке выполнялись все агротехнические приемы, рекомендуемые зональной технологией возделывания гречихи. Предшественник - озимая пшеница. Удобрения вносили в 2 срока: осенью под вспашку - фосфор (двойной гранулированный суперфосфат); весной под предпосевную культивацию - азот (мочевина). Сеяли рекомендованный к возделыванию сорт Куйбышевская 85. Способ посева - сплошной рядовой сеялкой СЗТ-3,6. Убирали посевы раздельным способом комбайном СК-5 «Нива».

Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на биологические свойства чернозема выщелоченного

Численность микроорганизмов. Микробиологическая активность чернозема выщелоченного Саратовского Правобережья при выращивании гречихи в значительной мере зависела от влагообеспеченности и теплового режима. Хорошее развитие микроорганизмов отмечалось в первой половине вегетации гречихи с середины мая до конца июня, когда почва была хорошо обеспечена влагой и наблюдались умеренные температуры. При этом максимальная численность микроорганизмов на контроле отмечалась в фазу ветвления гречихи - 14,9 млн. шт./1 г. почвы в среднем за 3 года. В июле наблюдался некоторый спад микробиологической активности почвы, объясняемый неблагоприятными условиями для микроорганизмов - высокими температурами (до +35-40оС) и сухостью почвы. Этот период приходился на конец цветения - начало плодообразования гречихи.

Обработка семян биопрепаратами мизорин и ризоагрин на фоне N45Р45 резко увеличивала общую численность микроорганизмов - на 0,4-3,8 млн. шт./1 г. почвы или на 5,6-36,9%. Повышение дозы минеральных удобрений до N60Р60 негативно сказалось на численности микроорганизмов - она снизилась на 0,6-1,5 млн. шт./1 г. почвы или на 7,3-13,6%.

Дыхание почвы. В целом динамика дыхания почвы совпадает с ростовыми процессами гречихи. А так как количество микроорганизмов к середине вегетации снижается, то можно сделать вывод, что основной вклад в повышние дыхания почвы обеспечивают растущая корневая система культуры, а также активное разложение органических остатков предшественника.

Наиболее значительно увеличивало интенсивность дыхания почвы применение биопрепаратов. Так в период наибольшего дыхания чернозема выщелоченного в фазу цветения гречихи показатели составили: на контроле - 858 мг СО2/час с 1 м2; при применении флавобактерина - 990; экстрасола - 1012; мизорина - 1056 и ризоагрина - 1100 мг СО2/час с 1 м2, т.е. интенсивность дыхания почвы повысилась на 15,4-28,2%.

Применение минеральных удобрений увеличивало интенсивность дыхания чернозема выщелоченного в начале вегетации гречихи - в фазы ветвления и бутонизации. Однако затем во второй половине вегетации влияния минеральных удобрений на интенсивность дыхания почвы не обнаружено. А при совместном использовании биопрепаратов и минеральных удобрений интенсивность дыхания в фазы цветения и плодообразования даже снижалась по сравнению с применением одних биопрепаратов - на 4,3-12,5%.

Ферментативная активность почвы изучалась в динамике на протяжении всего периода вегетации. В таблице 1 приводятся данные в фазу цветения, когда активность большинства ферментов достигала максимума.

Уреазная активность находилась в большой зависимости от влажности почвы, поэтому ее активность в мае-июне (ветвление-цветение) была значительно выше, чем в июле-августе (созревание), что объясняется ухудшением условий для гидролиза мочевины.

Таблица 1. Влияние биопрепаратов и минеральных удобрений на ферментативную активность чернозема выщелоченного в фазу цветения гречихи (среднее за 2004-2006 гг.)

Варианты опыта

Уреаза, мг N-NH4/10 г почвы за 24 часа

Каталаза, мл 0,1н КМnО4/1 г почвы за 20 минут

Инвертаза, мг глюкозы/1 г почвы за 4 часа

Амилаза, мг мальтозы/10 г почвы за 24 часа

1. Контроль

101

4,0

11,0

12,0

2. Флавобактерин

125

3,8

16,2

21,8

3. Мизорин

129

4,0

17,8

25,0

4. Ризоагрин

133

4,1

18,4

28,5

5. Экстрасол

124

3,7

15,4

17,4

6. N45Р45

108

3,7

13,2

14,0

7. N45Р45 + флавобактерин

129

3,5

27,2

23,8

8. N45Р45 + мизорин

137

3,4

28,6

26,4

9. N45Р45 + ризоагрин

140

3,8

32,0

29,4

10. N45Р45 + экстрасол

130

3,6

24,3

22,0

11. N60Р60

111

3,1

16,0

16,4

12. N60Р60 + флавобактерин

137

2,9

18,0

22,4

13. N60Р60 + мизорин

147

3,0

19,3

24,3

14. N60Р60 + ризоагрин

148

2,8

21,6

25,0

15. N60Р60 + экстрасол

133

3,0

17,8

17,8

На вариантах с минеральными удобрениями уреаза была особенно активна в первой половине вегетации. Биопрепараты повышали уреазную активность почвы в течение всей вегетации. Так в период наибольшей активности уреазы в фазу цветения гречихи показатели составили: на контроле - 101 мг N-NH4/10 г почвы за 24 часа; при использовании экстрасола - 124; флавобактерина - 125; мизорина - 129 и ризоагрина - 133 мг N-NH4/10 г почвы за 24 часа (табл. 1). Максимум уреазной активности отмечен при совместном применении биопрепаратов и минеральных удобрений. При этом наивысшие показатели зафиксированы на вариантах, где применялись ризоагрин и мизорин - как на фоне N45Р45, так и после внесения N60Р60.

Деятельность каталазы на черноземе выщелоченном отличалась высокой стабильностью по сравнению с другими изучаемыми ферментами. При этом активность каталазы постепенно снижалась от начала к концу цветения, а затем к созреванию немного повышалась.

Применение ризоагрина и мизорина на 3-16% повышало каталазную активность по всем фазам, в то время как флавобактерин и экстрасол уступали контролю. Под влиянием минеральных удобрений активность этого фермента в начале вегетации гречихи усиливалась, а затем с фазы бутонизации и до созревания семян наблюдалось снижение каталазной активности. При этом повышение дозы удобрений до N60Р60 усиливало негативное влияние.

Совместное использование минеральных удобрений и биопрепаратов не имело особых преимуществ перед раздельным их применением.

Активность инвертазы была подвержена периодическим колебаниям в течение вегетации гречихи и своего максимума она достигала в период созревания зерна. В течение всего периода вегетации минеральные удобрения оказывали положительное влияние на активность инвертазы. Усилению активности этого фермента способствовали и биопрепараты, среди которых выделились ризоагрин и мизорин (табл. 1). Но максимальных своих значений активность инвертазы достигала на вариантах с применением биопрепаратов ризоагрин и мизорин на фоне N45Р45.

Активность амилазы в черноземе выщелоченном Саратовского Правобережья повышалась с мая к середине июля, а затем в августе снижалась, т.е. кривая активности фермента совпадает с закономерностями изменения температурного режима почвы. Наивысшая амилазная активность чернозема выщелоченного в посевах гречихи отмечена при совместном применении ризоагрина, мизорина и минеральных удобрений N45Р45 - соответственно 29,4 и 26,4 мг мальтозы/10 г почвы за 24 часа в фазу цветения (табл. 1).

Скорость разложения клетчатки. Интенсивность разложения клетчатки в черноземе выщелоченном Саратовского Правобережья под посевами гречихи усиливалась в период активизации ростовых функций растений гречихи. Наиболее активно этот процесс проходил, начиная с фазы бутонизации и до середины плодообразования.

Влияние раздельного применения биопрепаратов и минеральных удобрений на интенсивность разложения клетчатки было равноценным. Так, в момент созревания интенсивность разложения клетчатки составила: на контроле - 49,1%; при применении мизорина - 64,8%; ризоагрина - 65,8% и при использовании дозы минеральных удобрений N45Р45 - 64,3%, т.е. цифры по этим трем вариантам близкие. Несколько ниже была эффективность биопрепаратов флавобактерин - 60,7% и экстрасол - 56,9% и самые низкие показатели разложения клетчатки среди изучаемых приемов показало применение дозы минеральных удобрений N60Р60 - 53,9%.

Однако от сочетания биопрепаратов с минеральными удобрениями в дозе N45Р45 интенсивность разложения клетчатки к созреванию повысилась: при применении экстрасола до 65,1%; флавобактерина - до 74,7%; мизорина - до 79,0% и ризоагрина - до 82,1%.

Общая биологическая активность почвы. Расчет этого показателя по методике, предложенной Л.А. Корягиной (1983), сводится к определению относительных величин, где за 100% принимается максимальная величина изучаемого параметра, а при подсчете суммарной биологической активности за 100% принимается контрольный вариант.

В исследованиях установлена тесная связь между всеми изучаемыми показателями биологической активности почвы и урожаем гречихи. Лучшие условия для жизнедеятельности микроорганизмов, повышения интенсивности дыхания и ферментативной активности чернозема выщелоченного обеспечили получение и наивысших урожаев. Но наиболее объективным показателем оценки биологической активности чернозема выщелоченного необходимо признать интенсивности распада клетчатки, т.к. связь между этим показателем и урожайностью гречихи прямая - наименьшая на контроле 63%, наивысшая на варианте N45Р45 + ризоагрин - 100% (табл. 2).

Таблица 2. Влияние биопрепаратов и минеральных удобрений на общую биологическую активность чернозема выщелоченного при возделывании гречихи, % (среднее за 2004-2006 гг.)

Варианты опыта

Численность микрорганизмов

Дыхание почвы

Активность

Разлож. клетчатки

Биологич. активность почвы

уреазы

каталазы

инвертазы

амилазы

У

%

1. Контроль

74

78

68

98

34

43

63

458

100

2. Флавобактерин

78

90

84

93

51

74

88

558

122

3. Мизорин

99

96

87

98

56

85

91

612

134

4. Ризоагрин

100

100

90

100

58

97

89

634

138

5. Экстрасол

88

92

84

90

48

59

80

541

118

6. N45Р45

74

80

73

90

41

48

85

491

107

7. N45Р45 + флавобактерин

80

88

87

85

85

81

96

602

131

8. N45Р45 + мизорин

98

94

93

83

89

90

97

644

141

9. N45Р45 + ризоагрин

99

99

95

93

100

100

100

686

150

10. N45Р45 + экстрасол

84

90

88

88

76

75

93

594

130

11. N60Р60

67

76

75

76

50

56

78

478

104

12. N60Р60 + флавобактерин

71

84

93

71

56

76

93

544

119

13. N60Р60 + мизорин

84

92

99

73

60

83

96

587

128

14. N60Р60 + ризоагрин

83

94

100

68

68

85

96

594

130

15. N60Р60 + экстрасол

68

86

90

73

56

61

94

528

115

В наших исследованиях установлена высокая корреляционная связь между урожайностью гречихи и интенсивностью распада клетчатки - коэффициент корреляции составил r=0,99.
Пищевой режим в посевах гречихи

Динамика нитратного азота. Минеральные удобрения улучшали обеспеченность растений гречихи нитратным азотом только в первой половине вегетационного периода. Так, содержание нитратного азота в фазу ветвления составляло: на контроле 4,6 мг/кг почвы, на вариантах с биопрепаратами 5,1-5,6 мг; N45Р45 - 5,9 мг; при совместном применении N45Р45 и биопрепаратов 5,7-6,2 мг; при N60Р60 - 6,5 мг; при совместном применении N60Р60 и биопрепаратов - 6,4-6,7 мг/кг (табл. 3).

Таблица 3. Динамика нитратного азота в пахотном слое почвы, мг на 1 кг абсолютно сухой почвы (среднее за 2004-2006 гг.)

Варианты опыта

Фазы развития гречихи

ветвление

бутонизация

цветение

созревание

1. Контроль

4,6

7,2

10,8

7,6

2. Флавобактерин

5,3

7,9

12,1

8,5

3. Мизорин

5,6

8,5

13,5

9,2

4. Ризоагрин

5,6

8,6

14,0

9,6

5. Экстрасол

5,1

8,3

12,5

8,6

6. N45Р45

5,9

9,2

11,0

7,7

7. N45Р45 + флавобактерин

5,8

9,5

13,2

9,8

8. N45Р45 + мизорин

6,1

9,7

14,9

10,8

9. N45Р45 + ризоагрин

6,2

10,0

15,6

11,3

10. N45Р45 + экстрасол

5,7

9,3

13,0

9,6

11. N60Р60

6,5

9,5

11,5

8,0

12. N60Р60 + флавобактерин

6,4

9,8

14,9

10,1

13. N60Р60 + мизорин

6,6

10,6

15,7

11,3

14. N60Р60 + ризоагрин

6,7

11,0

16,0

11,2

15. N60Р60 + экстрасол

6,5

9,7

15,1

10,2

в фазу бутонизации содержание нитратного азота в пахотном горизонте на вариантах с минеральными удобрениями также было высоким. Однако с фазы бутонизации его содержание в почве заметно снижалось и начала проявляться иная закономерность: обеспеченность растений азотом на вариантах N45Р45 и N60Р60 снизилось в цветение до уровня контроля и оставалось таким низким до конца вегетации гречихи.

В то же время на вариантах совместного применения минеральных удобрений и биопрепаратов достаточный уровень нитратного азота сохранялся в течение всего вегетационного периода гречихи. При этом его содержание в пахотном горизонте в течение всей вегетации гречихи при применении биопрепаратов ризоагрин и мизорин было на 15-40% выше, чем после обработки семян флавобактерином и экстрасолом.

Содержание подвижного фосфора. Минеральные удобрения сильнее, чем биопрепараты, улучшали питание растений фосфором на начальном этапе развития (табл. 4). Так, в фазу ветвления содержание доступного фосфора в пахотном горизонте на контроле составило 25,5 мг/кг (100%); при использовании биопрепаратов - 27,8-31,9 мг/кг (109-125% по отношению к контролю); при применении минеральных удобрений N45Р45 - 34,7 мг/кг (136%) и увеличении дозы до N60Р60 - 37,6 мг/кг (148%) в среднем за 3 года.

Таблица 4. Динамика подвижного фосфора в пахотном слое почвы, мг на 1 кг абсолютно сухой почвы (среднее за 2004-2006 гг.)

Варианты опыта

Фазы развития гречихи

ветвление

бутонизация

цветение

созревание

1. Контроль

25,5

48,9

73,4

28,6

2. Флавобактерин

27,8

77,1

98,5

34,9

3. Мизорин

30,7

84,5

102,9

37,6

4. Ризоагрин

31,8

86,7

104,7

36,0

5. Экстрасол

31,9

89,2

106,2

36,6

6. N45Р45

34,7

73,7

76,1

31,1

7. N45Р45 + флавобактерин

30,7

76,6

102,4

36,6

8. N45Р45 + мизорин

36,4

89,3

101,8

40,0

9. N45Р45 + ризоагрин

36,7

93,0

110,4

44,9

10. N45Р45 + экстрасол

38,4

91,8

109,3

45,4

11. N60Р60

37,6

77,3

80,6

31,4

12. N60Р60 + флавобактерин

37,2

80,8

104,8

36,3

13. N60Р60 + мизорин

38,8

93,4

107,7

41,5

14. N60Р60 + ризоагрин

41,0

95,6

110,3

44,2

15. N60Р60 + экстрасол

43,5

96,4

108,8

45,5

Повышение биологической активности почвы от начала к середине лета, отразившееся в повышение интенсивности дыхания и ферментативной активности почвы, способствовало увеличению содержания подвижного фосфора в пахотном горизонте чернозема выщелоченного к фазе цветения гречихи. Однако, в период цветения-созревания наблюдалось сильное потребление подвижного фосфора из почвы растениями и поэтому его содержание в пахотном горизонте заметно снизилось.

В наших исследованиях отмечена тенденция более высокого уровня фосфорного питания в течение всей вегетации гречихи на вариантах совместного применения биопрепаратов и минеральных удобрений, что особенно наглядно проявилось в фазу цветения. При этом экстрасол, мизорин и ризоагрин в большей степени, чем флавобактерин повышали содержание подвижного фосфора в черноземе выщелоченном.

Калийный режим. Несмотря на то, что в опытах не использовались калийные удобрения, применение азотно-фосфорных удобрений и биопрепаратов оказало определенное влияние на содержание обменного калия в пахотном горизонте чернозема выщелоченного. Отмечена тенденция улучшения уровня калийного питания в течение всей вегетации гречихи на вариантах с совместным применением биопрепаратов ризоагрин и мизорин и минеральных удобрений N45Р45. При использовании биопрепаратов на фоне N60Р60 содержание калия наоборот несколько снижалось.

Таким образом, совместное применение биопрепаратов и минеральных удобрений заметно увеличивало количество нитратного азота, подвижного фосфора и улучшало калийный режим в пахотном горизонте. Очень важно, что данное сочетание обеспечивало высокий уровень питания в течение всего вегетационного периода гречихи, что явилось основой повышения урожайность и улучшения качества зерна данной культуры.

Влияние биопрепаратов и минеральных удобрений на рост, развитие растений и урожайность гречихи

Содержание элементов питания в растениях. Максимальное содержание азота, фосфора и калия растения гречихи имели в ранний период развития. Так, в фазу ветвления содержание азота в растениях сорта гречихи Куйбышевская 85 составляло 2,52-3,39%; фосфора - 0,50-0,60% и калия - 3,91-4,08% на абсолютно сухое вещество в среднем за 3 года. В дальнейшем, по мере нарастания надземной вегетативной массы, содержание питательных элементов в растениях уменьшалось.

Применение биопрепаратов и минеральных удобрений оказало определенное влияние на поступление элементов питания в растения гречихи. Так, в момент созревания содержание азота в надземной массе гречихи составляло: на контроле - 0,76%; при использовании биопрепаратов - 0,71-0,73%; после внесения минеральных удобрений N45Р45 - 0,81%; при совместном применении биопрепаратов и N45Р45 - 0,73-0,78%; на фоне N60Р60 + биопрепараты - 0,75-0,79% на абсолютно сухую массу в среднем за три года. Следовательно, при использовании биопрепаратов поступление азота в растения снижалось, в то время как внесение минеральных удобрений или совместное использование биопрепаратов и минеральных удобрений его повышало.

Аналогично изменялось содержание фосфора и калия в растениях гречихи, т.е. наибольшее содержание наблюдались на вариантах совместного применения биопрепаратов и азотно-фосфорных удобрений.

Вынос элементов питания. При выращивании гречихи в наших опытах вынос составил: азота - 50,2-96,5 кг/га, фосфора - 29,6-65,7 кг/га, калия - 133,0-268,8 кг/га. Применение биопрепаратов и минеральных удобрений, как отдельно, так и совместно в 1,5-2 раза увеличивало вынос элементов питания (табл. 5). Происходило это в основном за счет того, что удобренные растения имели более высокую массу зерна и стеблей.

Таблица 5. Вынос элементов питания гречихой (среднее за 2004-2006 гг.)

Варианты опыта

Общий вынос с 1 га, кг

Вынос на 1 т зерна, кг

N

Р2О5

К2О

N

Р2О5

К2О

1. Контроль

50,2

29,6

133,0

35,9

23,5

105,6

2. Флавобактерин

64,2

35,0

170,2

37,6

24,7

118,3

3. Мизорин

64,6

37,5

181,3

35,3

24,9

117,6

4. Ризоагрин

67,2

40,4

187,7

36,1

26,9

123,0

5. Экстрасол

60,8

38,7

171,6

38,0

30,5

130,3

6. N45Р45

69,5

37,5

174,5

37,6

22,3

103,3

7. N45Р45 + флавобактерин

82,3

49,6

225,5

39,2

26,7

120,2

8. N45Р45 + мизорин

86,9

49,9

236,0

38,3

25,9

119,8

9. N45Р45 + ризоагрин

91,1

54,3

248,6

37,3

23,9

108,1

10. N45Р45 + экстрасол

75,2

48,7

219,0

41,5

29,3

129,4

11. N60Р60

71,0

40,2

184,2

47,7

30,0

137,6

12. N60Р60 + флавобактерин

80,3

53,9

226,0

49,3

38,0

156,5

13. N60Р60 + мизорин

94,0

62,2

261,2

54,3

43,3

178,6

14. N60Р60 + ризоагрин

96,5

65,7

268,8

55,1

43,0

173,7

15. N60Р60 + экстрасол

84,6

57,1

236,5

54,3

41,2

168,6

По нашим данным при возделывании гречиха без удобрений на формирование 1 т зерна с соответствующим количеством побочной продукции она расходует в среднем 35,9 кг азота; 23,5 кг фосфора и 105,6 кг калия. При использовании таких биопрепаратов как ризоагрин и мизорин расход элементов питания составил соответственно 35,3-36,1; 24,9-26,9 и 117,6-123,0 кг/т. Примерно столько же потреблялось питательных веществ на единицу урожая при внесении N45Р45. Повышение дозы до N60Р60 увеличило потребление азота, фосфора и калия на формирование 1 т урожая и оно составило соответственно 47,7; 30,0 и 137,6 кг/т. Еще больше возросло использование элементов питания на создание 1 т зерна гречихи при совместном применении минеральных удобрений в дозе N60Р60 и биопрепаратов для обработки семян: азота - на 48-75%; фосфора - на 62-84% и калия - на 48-69%.

При возделывании гречихи на черноземе выщелоченном Саратовского Правобережья наиболее оптимальным оказалось сочетание дозы минеральных удобрений N45Р45 и биопрепарата ризоагрин - при максимальной урожайности использование элементов питания на формирование 1 т зерна гречихи было практически самым минимальным в опыте: 37,3 кг азота; 23,9 кг фосфора; 108,1 кг калия в среднем за три года.

Высота растений. Обработка семян гречихи биопрепаратами флавобактерин, мизорин и ризоагрин практически не влияла на высоту растений. Лишь при использовании экстрасола наблюдалась заметная прибавка высоты растений - 6 см в созревание в среднем за три года.

Минеральные удобрения N45P45 увеличили высоту растений гречихи на 10 см, N60P60 - на 11 см. Биопрепараты мизорин и ризоагрин на фоне минеральных удобрений увеличивали высоту растений незначительно - всего на 2-3 см. В то же время биопрепараты флавобактерин и экстрасол усиливали влияние минеральных удобрений на высоту растений - по сравнению с отдельным применением N45P45 и N60P60 она возросла на 8-9 см.

Полевая всхожесть. Наименьшая полевая всхожесть была отмечена на контрольном варианте - 68,5% в среднем за три года. Применение биопрепаратов флавобактерин, мизорин и ризогрин и минеральных удобрений N45P45 увеличивало полевую всхожесть до 80,0-80,5%.

Сохранность растений. Наименьшая сохранность растений в посевах гречихи к уборке также была на контроле - 57,7%. Максимальная сохранность растений отмечена на вариантах N45P45 + мизорин - 66,9% и N45P45 + ризоагрин - 67,5% в среднем за три года. На этих вариантах опыта было и наибольшее число растений гречихи к уборке - 107 и 108 шт./м2.

Прирост сырой и сухой биомассы. Большое влияние на процесс формирования биомассы гречихи оказало применение биопрепаратов и минеральных удобрений. Так, в период плодообразования отмечались максимальные показатели сырой биомассы гречихи: на контроле - 21,1 т/га (100%); на вариантах с биопрепаратами - 27,4-30,5 т/га (130-145%); при внесении N45P45 - 28,8 т/га (136%); N60P60 - 30,2 т/га (143%).

При отдельном использовании биопрепаратов и минеральных удобрений их влияние на накопление сырой биомассы было равноценным. Применение биопрепаратов на фоне N45P45 увеличило величину сырой биомассы в плодообразование до 33,6-36,5 т/га (159-173% к контролю); а на фоне N60P60 - 37,1-42,1 т/га (176-200% к контролю).

Аналогично под влиянием изучаемых приемов изменялось накопление сухой биомассы. Так, максимальное количество сухой биомассы гречихи по вариантам составило: на контроле 6,5 т/га (100%); на вариантах обработки семян биопрепаратами - 8,6-9,5 т/га (132-146%); на варианте N45P45 - 8,6 т/га (132%); на варианте N60P60 - 9,0 т/га (139%); на вариантах применения биопрепаратов на фоне минеральных удобрений N45P45 - 10,3-11,7 т/га (158-180%); а на фоне N60P60 - 10,9-13,1 т/га (168-202%). Комплексное использование биопрепаратов и азотно-фосфорных удобрений увеличивало сырую и сухую биомассу посевов гречихи в 1,5-2 раза интенсивнее, чем раздельное использование этих приемов. Из изучаемых биопрепаратов наибольшее влияние на накопление надземной биомассы оказывал экстрасол, как отдельно, так и совместно с минеральными удобрениями.

Еще нагляднее, чем общая биомасса с 1 га, подтверждает влияние экстрасола на ростовые процессы и проведенный анализ массы одного растения. Так сырая масса одного растения гречихи в фазу ветвления на фоне N60P60 при применении экстрасола составила 23,3 г, по другим биопрепаратам - 19,4-20,5 г; в цветение - соответственно 38,0 и 29,4-29,5 г; в плодообразование - 47,1 и 40,1-42,6 г; в созревание - 35,4 и 31,8-33,8 г.

Превышение сырой массы одного растения гречихи на варианте с экстрасолом над другими биопрепаратами составило: 13,7-20,1% в ветвление, 28,8-29,3% в цветение, 10,6-17,5% в плодообразование, 4,7-11,3% в период созревания, т.е. заметное влияние экстрасола на ростовые процессы проявлялось в период от всходов до середины цветения. Отмечалось и превышение сухой массы одного растения на варианте с экстрасолом над другими биопрепаратами в начальные фазы. Но в фазу созревания показатели сухой массы по всем биопрепаратам были практически равными, т.е. несмотря на значительное стимулирование нарастания сырой массы растений, экстрасол не повышал сухую массу, определяющую урожайность зерна.

Продуктивность фотосинтеза. По нашим данным эффективность отдельного использования биопрепаратов и минеральных удобрений и их совместного влияния на формирование листового аппарата было примерно одинаковым. При использовании биопрепаратов на фоне N45P45 площадь листьев в плодообразование возрастала до 30,5-33,2 тыс. м2/га (158-172% к контролю); а на фоне N60P60 - до 33,4-38,0 тыс. м2/га (174-198%).

Также как и в отношении надземной биомассы, использование биопрепарата экстрасол заметно увеличивало площадь листовой поверхности растений гречихи в первой половине вегетации. Так, превышение площади листьев одного растения гречихи на варианте с экстрасолом над другими изучаемыми биопрепаратами было заметным в период ветвления - цветения (на 5,0-28,3%), но затем в созревание исчезло.

Наивысшие значения чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) в целом за вегетацию гречихи были отмечены на вариантах комплексного применения биопрепаратов ризоагрин и мизорин и минеральных удобрений N45P45 - соответственно 5,30 и 5,28 г/м2 сутки, что превышало показатели контрольного варианта (4,84 г/м2 сутки) на 0,46 и 0,44 г/м2 сутки или на 9,5 и 9,1%. При применении биопрепарата флавобактерин отдельно и на фоне N45P45 показатель чистой продуктивности фотосинтеза был на уровне контроля - соответственно 4,88 и 4,86 г/м2 сутки, но при дозе N60P60 снижался до 4,52 г/м2 сутки. На всех вариантах применения биопрепарата экстрасола показатели ЧПФ значительно уступали контролю - 4,42-4,57 г/м2 сутки, т.е. этот препарат усиливал развитие вегетативной массы растений, но при этом интенсивность фотосинтеза резко снижалась.

Структура и урожайность зерна гречихи. Применение минеральных удобрений совместно с биопрепаратами увеличивало количество ветвей первого порядка на одном растении до 2,6-3,0 шт. (на контроле 1,6 шт.). Другие элементы продуктивности были наивысшими при применении биопрепаратов мизорин и ризоагрин на фоне N45P45 - число плодоносящих соцветий на 1 растении - 24,5 и 28,3 шт. (на контроле 16,6 шт.), количество выполненных семян на 1 растении - 72,8 и 75,5 шт. (66,2 шт.), масса семян с 1 растения - соответственно 2,15 и 2,28 г (1,75 г).

В среднем за 2004-2006 гг. наименьшая урожайность зерна гречихи получена на контрольном варианте - 1,40 т/га (табл. 6).

Использование минеральных удобрений N45P45 обеспечило прибавку зерна гречихи - 0,45 т/га, а N60P60 - 0,09 т/га, т.е. эффективность минеральных удобрений при увеличении дозы резко снижалась. Применение биопрепаратов заметно повышало урожайность зерна гречихи: экстрасол - на 0,20 т/га, флавобактерин - на 0,31 т/га, мизорин - на 0,43 т/га и ризогрин - на 0,46 т/га по сравнению с контролем.

Максимальная урожайность была получена на варианте N45P45 + ризоагрин - 2,44 т/га в среднем за три года (прибавка к контролю 1,04 т/га или 74,3%). Очень высокую урожайность обеспечивал и вариант N45P45 + мизорин - 2,27 т/га в среднем за три года (прибавка к контролю 0,87 т/га или 62,1%). На фоне N45P45 применение биопрепарата флавобактерина давало прибавку урожайности 0,70 т/га или 50%, а экстрасол давал самую незначительную прибавку - 0,41 т/га или 29,3%.

полученные результаты позволяют сделать вывод, что наиболее эффективным на выщелоченных черноземах Поволжья является совместное применение в посевах гречихи сорта Куйбышевская 85 азотно-фосфорных удобрений в дозе N45P45 и биопрепаратов ризоагрин и мизорин.

Таблица 6. Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожайность зерна гречихи в лесостепной зоне Саратовского Правобережья

Варианты опыта

Урожайность зерна, т/га

Прибавки урожайности зерна, т/га

2004 г

2005 г

2006 г

среднее

к контролю

от биопрепаратов

от минер. удобр.

1. Контроль

0,93

1,62

1,65

1,40

-

-

-

2. Флавобактерин

0,99

1,97

2,17

1,71

0,31

0,31

-

3. Мизорин

1,07

2,17

2,26

1,83

0,43

0,43

-

4. Ризоагрин

1,09

2,21

2,28

1,86

0,46

0,46

-

5. Экстрасол

0,93

2,00

1,86

1,60

0,20

0,20

-

6. N45Р45

1,26

2,04

2,24

1,85

0,45

-

0,45

7. N45Р45 + флавобактерин

1,44

2,30

2,57

2,10

0,70

0,25

0,39

8. N45Р45 + мизорин

1,43

2,64

2,75

2,27

0,87

0,42

0,44

9. N45Р45 + ризоагрин

1,88

2,65

2,80

2,44

1,04

0,59

0,58

10. N45Р45 + экстрасол

1,34

2,07

2,02

1,81

0,41

-0,04

0,21

11. N60Р60

1,03

1,60

1,84

1,49

0,09

-

0,09

12. N60Р60 + флавобактерин

1,08

1,67

2,13

1,63

0,23

0,14

-0,08

13. N60Р60 + мизорин

1,04

1,89

2,25

1,73

0,33

0,24

-0,10

14. N60Р60 + ризоагрин

1,15

1,94

2,17

1,75

0,35

0,26

-0,11

15. N60Р60 + экстрасол

1,05

1,80

1,82

1,56

0,16

0,07

-0,04

НСР05

0,05

0,09

0,08

Отмеченное в наших исследованиях положительное влияние изучаемых биопрепаратов на многие процессы обмена веществ в растениях гречихи в лесостепном Поволжье дает основание предполагать, что они могут смягчать отрицательное влияние засухи в этом регионе. Подтверждением этому тезису может служить более высокая урожайность гречихи в средне сухих 2005 и 2006 годах по сравнению с более влажным 2004 годом.

Качество зерна гречихи. Регулирование питания растений путем применения удобрений является не только приемом увеличения урожайности, но и средством повышения качества урожая. Вопрос влияния удобрений на качество зерна гречихи в лесостепной зоне Поволжья к настоящему времени практически не исследован.

По нашим данным, лучшее качество зерна гречихи сорта Куйбышевская 85 обеспечивает применение биопрепаратов ризоагрин и мизорин на фоне внесения минеральных удобрений N45P45: масса 1000 семян - соответственно 30,9 и 31,4 г; натура зерна - 534 и 543 г/л; крупность - 83,8 и 84,8%; выравненность - 68,6 и 70,0%; пленчатость - 22,2 и 22,0%; выход крупы при переработке - 72,4 и 73,3% в среднем за три года.

Биоэнергетическая и экономическая оценка изучаемых приемов

Наивысшую энергетическую эффективность при выращивании гречихи на черноземе выщелоченном Саратовского Правобережья обеспечило совместное применение биопрепарата ризоагрин и дозы минеральных удобрений N45Р45 - наибольшее приращение энергии в урожае - 42,79 ГДж/га и наивысший коэффициент энергетической эффективности - 2,88 (табл. 7).

Таблица 7. Биоэнергетическая и экономическая эффективность применения минеральных удобрений и биопрепаратов при выращивании гречихи

...

Варианты опыта

Приращение энергии, ГДж/га

Коэф. энергетич. эффективности

Себестоимость

1 т зерна, тыс. руб.

Условно чистый доход, тыс. руб./га

Уровень рентабельности, %

1. Контроль

21,07

2,27

1,82

4,45

175

2. Флавобактерин

28,74

2,67

1,61

5,79

210

3. Мизорин

31,79

2,82

1,52

6,37

229

4. Ризоагрин

32,55

2,86

1,50

6,51

233

5. Экстрасол

25,95

2,52

1,71

5,26

192

6. N45Р45

27,80

2,27

1,82

5,88

174

7. N45Р45 + флавобактерин

34,15

2,53

1,70

6,93

194

8. N45Р45 + мизорин

38,47

2,71

1,59

7,75

216

9. N45Р45 + ризоагрин

42,79

2,88

1,49

8,56

235

10. N45Р45 + экстрасол

26,78

2,23

1,94

5,54

158

11. N60Р60

17,36

1,76

2,38

3,90

110

12. N60Р60 + флавобактерин

20,72

1,90

2,29

4,42

119


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.