Оптимизация питания кукурузы путем применения минеральных удобрений и бактериальных препаратов в условиях черноземов обыкновенных Ростовской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Донской государственный аграрный университет

Оптимизация питания кукурузы путем применения минеральных удобрений и бактериальных препаратов в условиях черноземов обыкновенных Ростовской области

Севостьянова А.А., Турчин В.В., Каменев Р.А.

Аннотация

минеральный удобрение кукуруза чернозем

В трехлетнем полевом эксперименте исследовано действие минеральных удобрений, бактериальных препаратов и их сочетаний на продуктивность посевов среднеспелого гибрида кукурузы на черноземе обыкновенном Ростовской области. Применение минеральных удобрений в дозе N₃₀Р₄₀ оказывало существенное влияние на урожайность. Установлены наиболее эффективные расы штаммов биопрепаратов, обеспечивающие высокую продуктивность растений кукурузы: Мизорин и 2П-7. Оптимальное сочетание минеральных удобрений и биопрепаратов достигнуто на варианте с использованием препарата 2П-9, где урожайность по сравнению с контрольным вариантом увеличилась на 1,67 т/га, или 55,3%.

Ключевые слова: КУКУРУЗА, БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ПРЕПАРАТЫ, МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ, ЧЕРНОЗЕМ ОБЫКНОВЕННЫЙ, УРОЖАЙНОСТЬ, БЕЛОК

Основная часть

Первостепенную роль в увеличении продуктивности земледелия играют удобрения. Около половины всего прироста урожая получают за счет их применения [1]. В то же время важнейшим фактором продуктивного использований удобрений остаются условия погоды. В связи с исключительной ролью климата этот элемент включен в классический треугольник Д.Н. Прянишникова: растение-почва-удобрение [2].

В опытах, выполненных в последнее десятилетие в степной зоне РФ, оптимальные дозы удобрений под кукурузу существенно различаются.

На чернозёме обыкновенном Ростовской области в 2002-2004 гг. установлены два уровня оптимальных доз под кукурузу на зерно N50Р50К50 и N100Р100К100, где прибавка к контрольному варианту составила 25,2% и 34,0%, соответственно, но последний вариант является экономически и энергетически неоправданным [3].

На черноземе обыкновенном в Ставропольском крае в зоне неустойчивого увлажнения авторы [4] рекомендуют под раннеспелые и среднеранние гибриды проводить основную поверхностную мелкую обработку почвы и вносить минеральные удобрения в дозе N80Р80К80.

На черноземе предкавказском выщелоченном сверхмощном слабогумусном в Краснодарском крае в исследованиях, выполненных в 2001-2003 гг. [5], применение удобрений в оптимальной дозе N60Р60К30 дало прибавку урожая зерна кукурузы 24,5 ц/га, или 56,2%.

Очевидно, что сохранение высокой продуктивности сельскохозяйственных культур невозможно при полном отказе от агрохимикатов, однако уровень их внесения может быть уменьшен. Благодаря симбиозам с микроорганизмами в ходе окультуривания растения в значительной степени повысили способность адаптироваться к неблагоприятным условиям среды. Уровень прибавок урожайности зависит от особенностей культуры, почвенно-микробиологического состояния почвы и погодных условий [6-8].

В опытах с кукурузой [9] установлено, что в среднем за 3 года от инокуляции семян биопрепаратами зерновая продуктивность кукурузы возросла по сравнению с фоном P60 на 1,3-1,4 т/га (25-27 %), а от применения N60 - на 1,9 т/га (37%). Применение ассоциативных азотфиксаторов позволяет заменить примерно 45 кг азота.

Использование на кукурузе препаратов группы флавобактеринов [10] обеспечивало повышение её урожайности на 26-41 ц/га.

В Ростовской области уже имеется опыт применения бактериальных препаратов с азотфиксаторами под различные культуры [11-13]. Однако данные по использованию бактериальных препаратов азотфиксаторов под кукурузу отсутствуют, а единого мнения о дозах минеральных удобрений под нее, особенно совместно с биопрепаратами, практически нет.

В связи с этим изучение влияния минеральных удобрений и биопрепаратов с активными штаммами ассоциативных микроорганизмов-азотфиксаторов на урожайность среднеспелого гибрида кукурузы в условиях Ростовской области весьма актуально и вызывает практический интерес.

Полевой опыт проводился в 2015-2017 гг. на опытном поле УНПК «Донского государственного аграрного университета» в Октябрьском районе Ростовской области.

Почва опытного участка (согласно классификации и диагностики почв 1977 г.) была представлена черноземом обыкновенным среднемощным тяжелосуглинистым (североприазовским).

Объект исследования - гибрид кукурузы Краснодарский 385 (среднеспелый) селекции ФГБНУ «Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко» (г. Краснодар). Повторность опыта - четырехкратная. Площадь делянки - 42 м² (5,6 м Ч 7,5 м), учетная - 15,75 м² (2,1 м Ч 7,5 м). Агротехника - общепринятая для зоны. Предшественник - озимая пшеница.

Внесение удобрений, проведение наблюдений и учётов в течение вегетации осуществляли согласно методикам опытов с удобрениями [14, 15]. Схема опыта представлена в таблице 1.

Таблица 1

Урожайность кукурузы на зерно, т/га

При проведении опыта использовали минеральные удобрения: аммофос (N12Р52), аммиачная селитра (N34,4). Удобрения вносили вручную под первую культивацию с последующей заделкой.

Применяли бактериальные препараты, изготовленные во Всероссийском институте сельскохозяйственной микробиологии (ВНИИСХМ), г. Санкт-Петербург, со штаммами ассоциативных азотфиксаторов: Мизорин, 204, 2П-9, 2П-7, КЛ-10. Бактериальные препараты перемешивали с сухой структурированной почвой перед посевом [16]. Смесь вносилась при посеве через туковысевающую систему сеялки СУПН-8. Уборку урожая кукурузы на зерно осуществляли вручную поделяночно с пересчетом урожайности на стандартную влажность.

Исследования проводили полевым и лабораторным методами с использованием следующих методик: отбор проб почвы [17]; общие требования к проведению анализов [18]; расчет продуктивной влаги с учетом влажности устойчивого завядания кукурузы - Е.В. Агафонов [19]; математическая обработка полученных результатов - с помощью дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [14] с использованием ПК.

Погодные условия на опытных делянках в годы исследований были неоднозначны. Если в 2015 сельскохозяйственном году они были практически в пределах нормы с превышением температуры на 1,4С и выпадением осадков на 14,5 мм, то по количеству осадков 2016 сельскохозяйственный год превысил уровень среднемноголетних данных на 104,4 мм, а по среднегодовым температурам воздуха - на 2,9С. Второй год исследований характеризовался явной неравномерностью выпадения осадков по месяцам (к примеру, в мае их выпадение составило больше среднемноголетних норм на 102,2 мм, а в сентябре имел место недостаток увлажнения: при норме 34,2 мм выпало 1,3 мм осадков). Третий год характеризовался недостатком суммарного количества осадков за год на 13 мм и превышением уровня среднемноголетних данных температуры воздуха на 0,9С.

Погодные условия в годы исследований отразились на влажности почвы и запасах продуктивной влаги опытных делянок. В 2015 году перед посевом кукурузы количество продуктивной влаги в метровом слое почвы было очень высоким и составило 187,3 мм, в 2016 году - средним (110,2 мм), а в 2017 г. - высоким (159,1 мм) (рис. 1).

К фазе 7-8 листьев запас доступной влаги в 2015 и 2017 гг. понизился, но все еще оставался высоким, в 2016 г. произошло увеличение уровня влагообеспеченности на 17,1 мм за счет высокой нормы выпавших осадков в мае после сева кукурузы.

В фазу 10-12 листьев контрастность запасов влаги стала ярко выраженной, наибольший показатель в 2015 г. - 160,5 мм, в 2016 и 2017 гг. значения почти вдвое ниже 2015 года. В последующем к фазе выметывания в первый и во второй год исследований продуктивной влаги остается достаточно много, а в 2017 г - наблюдается недостаток увлажнения.

Рис. 1 Динамика продуктивной влаги под посевами кукурузы в слое 0-100 см, мм

Процесс снижения влажности почвы продолжался и в дальнейшем, тем не менее, во всех верхних слоях влаги было еще достаточно много, и только к концу вегетации в слое 0-20 см продуктивной влаги практически не стало.

Контрастность условий увлажнения в годы закладки опытов повлияла на уровень урожайности зерна кукурузы как на контроле, так и в вариантах с удобрениями.

В 2015 г. урожайность на контрольном варианте составила 3,51 т/га. Прибавка урожайности при дозе N₃₀Р₄₀ по сравнению с контролем составила 1,32 т/га, или 37,6% (табл. 1). Применение ассоциативных азотфиксаторов на естественном фоне плодородия также вызвало положительный эффект. Максимальная урожайность отмечена на варианте 2П-9 (5,31 т/га), но в сочетании с N₃₀Р₄₀ результат практически не изменился. Применение минеральных удобрений в сочетании с другими биопрепаратами вызывало повышение урожайности в среднем на 1,70 т/га.

В 2016 г. на контроле урожайность зерна составила 2,84 т/га. Вариант с дозой минеральных удобрений N₃₀Р₄₀ дал прибавку по сравнению с контролем 0,49 т/га, или 17,2%. На естественном фоне плодородия применение ассоциативных азотфиксаторов положительно сказалось на урожайности зерна кукурузы: прибавка 4,06-3,93 т/га. Максимальная урожайность отмечена на вариантах 2П-7 и Мизорин. Применение минеральных удобрений в сочетании с другими биопрепаратами вызывало повышение урожайности в среднем на 0,63 т/га (37,6-49,1 %).

В 2017 году на контроле урожайность зерна составила 2,71 т/га. Увеличение урожайности на варианте с дозой N₃₀Р₄₀ по сравнению с контролем составило 0,34 т/га, или 12,5%. Можно отметить достоверный эффект от применения всех биопрепаратов, максимальный - на вариантах Мизорин и 2П-7. Совместное применение минеральных и бактериальных удобрений положительно сказалось на урожайности.

В среднем за три года исследований на контроле урожайность зерна кукурузы составила 3,02 т/га. Прибавка урожайности при минимальной дозе N₃₀Р₄₀ по сравнению с контролем составила 0,72 т/га, или 24%. Бактериальные препараты на естественном фоне плодородия оказали положительное действие на урожайность зерна кукурузы, прибавки в сравнении с контролем составили 0,76-1,21 т/га. Наиболее эффективны препараты Мизорин и 2П-7. В сочетании с минеральными удобрениями лучший результат получен на вариантах с использованием Мизорина и 2П-9.

Содержание белка в зерне кукурузы без применения удобрений в годы проведения исследований находилось в пределах от 8,9 до 9,6 % (табл. 2).

Таблица 2

Качество зерна кукурузы

В среднем за 2015-2017 гг. наибольшее влияние на белковость зерна кукурузы в сравнении с контролем оказали варианты с совместным применением бактериальных препаратов и минеральных удобрений: 204 + N₃₀Р₄₀ - увеличение показателя до 10,5%, 2П-9+ N₃₀Р₄₀ - до 10,6%.

Наибольший сбор белка в урожае зерна кукурузы с 1 га отмечен в 2015 г, в сравнении с 2016 и 2017 гг. это выражалось в положительных значениях показателя как на контроле, так и в вариантах с удобрениями. На контроле в годы исследований он составил от 207 до 291 кг/га. Применение N₃₀Р₄₀ оказало наибольшее влияние на сбор белка в 2015 и 2016 гг.: повышение по сравнению с контролем составило 114 и 80 кг/га, соответственно.

В среднем за три года получены достоверные изменения сбора белка по сравнению с контролем. Существенные результаты выявлены на вариантах 2П-9 + N₃₀Р₄₀ (425 кг/га) и 2П-7 + N₃₀Р₄₀ (413 кг/га). Применение биопрепаратов без минеральных удобрений с высокими значениями также в блоке 2П-9 (372 кг/га) и 2П-7 (363 кг/га).

Опыты показали высокую эффективность при выращивании среднеспелого гибрида кукурузы на черноземе обыкновенном как минеральных удобрений, так и бактериальных препаратов в чистом виде и в комбинациях. Использование бактериальных препаратов по эффективности не уступало положительному действию минеральных удобрений, а при совместном применении даже усиливало.

Список использованных источников

1. Левченкова А.Н., Володина Т.Н. Оценка обработки ячменя и картофеля гуминовыми препаратами на разных фонах питания // Агрохимический вестник. 2013, № 5. С. 8-11.

2. Минеев В.Г. Агрохимия. Учебник. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС». 2004.770 с.

3. Турчин В.В. Обеспеченность чернозёма обыкновенного различными формами калия и эффективность калийных удобрений на озимой пшенице и кукурузе на силос: автореф. дис.... канд. с.-х. наук: 06.01.04. Донской госагроуниверситет. Персиановский. 2007. 24 с.

4. Тронева О.В. Влияние основной обработки почвы при разных уровнях минерального питания на урожайность гибридов кукурузы в зоне неустойчивого увлажнения: автореф. дис.... канд. с.-х. наук. Ставропольский государственный аграрный университет. Ставрополь. 2011. 22 с.

5. Мышко М.Н.Урожайность и качество кукурузы в зависимости от удобрений на выщелоченном черноземе Кубани: автореф. дис.... канд. с.-х. наук. Кубанский государственный аграрный университет. п. Краснодар. 2004. 24 с.

6. Кожемяков А.П. Приемы повышения продуктивности азотфиксации и урожая бобовых культур // Биологический азот в сельском хозяйстве СССР. М.: Наука. 1989. С. 15-27.

7. Кожемяков А.П., Доросинский Л.М. Эффективность использования препаратов азотфиксирующих микроорганизмов в сельском хозяйстве // Тр. ВНИИСХМ. 1989, т. 59. С. 5-13.

8. Tikhonovich I.A., Kozhemyakov A.P., Provorov N.A., Kravchenko, f.V. Genetic potential of plants for impruving the beneficial microbe interactions// NATO ASI Series. Vol. 39. Biological Fixation of Nitrogen for Ecology and Sustainable Agriculture. Ed. A. legocki et al. Berlin. 1997. P. 191-194.

9. Завалин А.А., Каратаева А.С., Азубеков Л.Х. Влияние биопрепаратов и азотного питания на продуктивность кукурузы на обыкновенном чернозёме. // Агрохимический вестник. 2004, № 2. С. 28-32.

10. Лукин С.М., Марчук Е.В. Влияние биопрепаратов ассоциативных азотфиксирующих микроорганизмов на урожайность сельскохозяйственных культур // Достижения науки и техники. 2011, №8. С. 18-21.

11. Агафонов Е.В., Клыков В.В. Применение минеральных удобрений и бактериальных препаратов под просо на черноземе южном // Зерновое хозяйство России. 2013, № 4. С. 53-55.

12. Агафонов Е.В., Барыкин В.С., Гужвин С.А., Чернов А.Я. Удобрение арбуза при орошении с максимальным использованием биологического азота. - пос. Персиановский: ДонГАУ. 2010. 140 с.

13. Агафонов Е.В., Фарский Б.С., Чернов А.Я., Богачев А.Н. Удобрение баклажана. Донской гос. аграрный ун-т. Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ). 2006. 144 с.

14. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос. 1985. 416 с.

15. Юдин Ф.А. Методика агрохимических исследований. М.: Колос. 1980. 366 с.

16. Способ внесения бактериальных удобрений в ризосферу растений, высеваемых пневматическими сеялками на черноземах: пат. 2454060 Рос. ФедерацияМПК51 А01С 21/00 /Е.В. Агафонов, В.С.Барыкин, А.Я. Чернов, С.А. Гужвин/; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО ДГАУ. № 2454060; заявл. 18.11.2010; опубл.27.06.2012. Бюл. № 18. 1 с.

17. ГОСТ 28268-89 Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений.

18. ГОСТ - 29269-91 «Почвы. Общие требования к проведению анализов».

19. Агафонов Е.В. Оптимизация питания и удобрение культур полевого севооборота на карбонатном черноземе. М.: Изд-во МСХА. 1992. 160 с.

Размещено на Allbest.ru