Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

СУСЛОВ Олексій Афанасійович

УДК 631.95:631.847:631.582.2 (477.52/6) (043.3)

АГРОЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ МІКРОБНИХ ПРЕПАРАТІВ У ЛАНКАХ ПОЛЬОВОЇ СІВОЗМІНИ СХІДНОГО СТЕПУ УКРАЇНИ

03.00.16 - екологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Київ - 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті сільськогосподарської мікробіології УААН

Науковий керівник: кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Карпенко Олександр Олександрович голова дирекції Луганського інституту селекції і технологій у формі ТОВ.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Дубовий Володимир Іванович, Миронівський інститут пшениці ім. В. М. Ремесла, УААН, директор;

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Коваленко Наталія Петрівна, Інститут землеробства УААН старший науковий співробітник лабораторії сівозмін.

Провідна установа: Білоцерківський державний аграрний університет Міністерства аграрної політики України, м. Біла Церква Київської обл.

Захист відбудеться “14” листопада 2005 р. об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01 Інституту агроекології та біотехнології УААН за адресою: Україна, 03143, м. Київ, вул. Метрологічна, 12

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту агроекології та біотехнології УААН за адресою: м. Київ, вул. Метрологічна, 12

Автореферат розіслано “____” _________________ 2005р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Л. І. Моклячук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

азотфіксуючий фосфатмобілізуючий мікробний ґрунт

Наша держава вирощує широкий спектр сільськогосподарських культур, які повністю задовольняють потреби внутрішнього продовольчого та фуражного ринку. Традиційні агропромислові технології вимагають інтенсивного використання хімічних засобів живлення рослин, захисту їх від хвороб та шкідників (Носко Б.С., 1990, Янишевский Ф.В. с соавт., 1991). Дослідженнями встановлено, що незбалансоване застосування агрохімікатів може створити дисбаланс поживних речовин у ґрунті, призвести до порушення біологічних циклів трансформації елементів живлення сільськогосподарських рослин (Макаренко Н.А., 2001, Тараріко О.Г., Бенцаровський Д.М., 2002).

Запобігти негативним наслідкам хімізації можна шляхом використання елементів біологічного землеробства, заснованих на корисних рослинно-мікробних взаємодіях, зокрема - мікробних препаратів на основі азотфіксуючих та фосфатмобілізуючих бактерій, мікробів-антагоністів фітопатогенів, які регулюють режим живлення сільськогосподарських культур, підвищують їх продуктивність та стійкості до хвороб (Мишустин Е.Н., Емцев В.Т., 1987, Патика В.П., 2002, Смірнов В.В. зі співавт. 2002). Мікробні препарати - це важливий елемент сучасних екологобезпечних технологій вирощування високоякісної сільськогосподарської продукції, що не призводить до погіршення навколишнього середовища і значно заощаджує матеріальні ресурси господарств (Фалькова Н.О., 1999). Одним із шляхів вирішення екологічних проблем сучасного сільського господарства України може бути збільшення в урожаї частки біологічного азоту та фосфору (Патика В.П., 2002).

За рахунок мікробіологічного фактора підвищується продуктивність рослин, покращуються якісні показники отриманої продукції. Одночасно зменшується антропогенне навантаження на агроекосистему, що є досить актуальним у сільськогосподарському виробництві східного Степу України. Незважаючи на інтенсивне вивчення дії мікробних препаратів на окремі сільськогосподарські культури в останні роки питання їх ефективного систематичного застосування у сівозмінах залишаються малодослідженими.

Актуальність обраної теми полягає у теоретичному обґрунтуванні та практичному впровадженні технологій вирощування сільськогосподарських культур у ланках польової сівозміни з використанням біологічних чинників поліпшення живлення рослин. Застосування саме біологічних методів підвищення продуктивності сівозмін та якості рослинницької продукції забезпечить екологізацію сільськогосподарського виробництва та сприятиме оздоровленню сучасних агроекосистем.

Метою досліджень було вивчення і наукове обґрунтування застосування мікробних препаратів для регулювання рослинно-мікробних взаємодій у ланках сучасної польової сівозміни східного Степу України з метою підвищення її продуктивності.

Для досягнення мети ставилися такі завдання:

визначити ефективність мікробних препаратів у ланках польової сівозміни східного Степу України;

оцінити вплив біопрепаратів і мінеральних добрив на якість рослинницької продукції;

вивчити дію мікробних препаратів на ушкодженість сільськогосподарських культур хворобами;

надати економічну оцінку застосуванню мікробних препаратів у ланках польової сівозміни східного Степу України.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Робота виконувалася у рамках програми УААН “Родючість ґрунтів” (р/№ 0198U005047) та підпрограми “Теоретичне обґрунтування і використання на практиці методів сільськогосподарської біотехнології з метою формування сталих агроекосистем” (р/№ 01001U003296).

Об'єкт досліджень - підвищення продуктивності ланок польової сівозміни східного Степу України шляхом регуляції рослинно-мікробної взаємодії систематичним застосуванням сучасних мікробних препаратів.

Предмет досліджень - екологічно безпечні мікробні препарати на основі симбіотичних і асоціативних азотфіксуючих та фосфатмобілізуючих бактерій, а також гриба-антагоніста фітопатогенів; сільськогосподарські культури у ланках польової сівозміни.

Методи досліджень. У процесі виконання роботи користувалися наступними методами досліджень:

мікробіологічними - визначення основних еколого-трофічних груп мікроорганізмів;

агрохімічними - визначення вмісту основних макроелементів у ґрунті;

біохімічними - визначення основних якісних показників сільськогосподарської продукції;

польового досліду - визначення дії дослідних варіантів на кількісні показники продуктивності сільськогосподарських культур у ланках польової сівозміни;

дисперсійного аналізу - визначення найменшої істотної різниці у дослідних варіантах.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що вперше в умовах східного Степу України комплексними дослідженнями експериментально доведено і науково обґрунтовано реальні можливості підвищення продуктивності ланок польової сівозміни за рахунок використання мікробних препаратів в сучасних агротехнологіях вирощування сільськогосподарських рослин.

Проведеними розрахунками обґрунтовано економічну доцільність застосування мікробних препаратів у ланках польової сівозміни.

Практичне значення одержаних результатів. На основі проведених досліджень рекомендована оптимізація рослинно-мікробної взаємодії шляхом використання мікробних біопрепаратів для передпосівної інокуляції насіння, що дає можливість додатково отримати до 10 ц/га зернових одиниць рослинницької продукції у ланках зернопросапної сівозміни. В умовах східного Степу України рекомендовано використання діазофіту під озиму пшеницю, поліміксобактерину під соняшник та ярий ячмінь, агробактерину під кукурудзу, ризобофіту під бобові рослини. На дослідно-селекційному полі Луганського інституту селекції і технологій при вирощуванні у сівозміні гороху, використання ризобофіту підвищує урожай зерна на 20-30%.

Особистий внесок здобувача полягає у самостійному опрацюванні відповідної літератури, участі в аналізі результатів, їх узагальненні, формуванні основних положень і висновків, підготовки друкованих робіт. Проведення лабораторних та польових дослідів, аналіз та теоретичне обґрунтування отриманої наукової інформації виконано особисто здобувачем або за його безпосередньою участю.

Апробація результатів дисертації. Обговорення основних положень дисертації відбувалося на звітній науково-практичній конференції ЛДАУ за 2000 рік (м. Луганськ, 12-25 січня 2001); 1-й Всеукраїнській конференції молодих вчених “Актуальные вопросы современного естествознания” (м. Сімферополь, 13-15 квітня 2001); міжнародній науковій конференції “Екологія і біогеохімічна діяльність мікроорганізмів” (м. Одеса, 4-6 вересня 2001); науково-практичній конференції молодих вчених “Сучасні проблеми зернового господарства України та методи їх вирішення” (м. Дніпропетровськ, 5-6 березня 2002); міжнародній науковій конференції “Сталий розвиток агроекосистем” (м. Вінниця, 17-19 вересня 2002); Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених “Перспективні напрямки розвитку сільськогосподарської науки та виробництва в Україні” (м. Сімферополь, 17-19 жовтня 2002); міжнародній науково-практичній конференції “Актуальні проблеми сучасного землеробства” (до 100-річчя народження доктора сільськогосподарських наук, професора М. П. Лубовського м. Луганськ 14-16 травня 2003); міжнародній науковій конференції “Біологічні науки і проблеми рослинництва” (м. Умань 23-26 червня 2003).

Публікації. За результатами досліджень за темою дисертації опубліковано 9 наукових праць, з яких 4 у фахових виданнях.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, огляду літературних джерел, основної частини, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел та додатків.

Робота викладена на 177-ми сторінках машинописного тексту, ілюстрована 7-ма рисунками, включає 45 таблиць. Список літератури охоплює 178 джерел, з яких 14 іноземною мовою.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літературних джерел включає два підрозділи і присвячений аналізу сучасних уявлень про роль мікроорганізмів у процесах азотфіксації та трансформації фосфорних сполук, впливу екологобезпечних мікробних препаратів на підвищення урожаю сільськогосподарських культур без порушення при цьому біологічних циклів трансформації елементів живлення.

У літературному огляді показано переваги мікробних препаратів перед хімічними засобами підвищення продуктивності рослин. Серед них вагоме місце займає екологічність, яка забезпечується за рахунок використання виділених з природних джерел агрономічно корисних штамів азотфіксуючих та фосфатмобілізуючих бактерій і антагоністів фітопатогенів, які є біоагентами препаратів. Посилаючись на численні літературні дані та проведені авторські дослідження Волкогона В.В., Канівця В.П., Ковалевської Т.М., Мельничук Т.М., Надкерничного С. П., Надкерничної О.В., Патики В.П., Токмакової Л.М., Толкачова М.З, Шерстобоєвої О.В. та інших, додаткове надходження елементів живлення у рослини відбувається за рахунок активізації мікробіологічної азотфіксації та фосфатмобілізації. Крім того, поліпшується забезпечення рослин іншими елементами живлення, а також спостерігається конкуренція інтродукованих штамів з фітопатогенною мікрофлорою. Таким чином, дія мікробних препаратів є комплексною, завдяки чому екологічно безпечним шляхом вирішується питання підвищення продуктивності рослин у агроценозах.

Аналіз наукової літератури показав, що питання цілеспрямованого систематичного використання мікробних препаратів у ланках польових сівозмін східного Степу України є недосить дослідженими. На цій основі обґрунтована необхідність і розроблена програма проведення досліджень з вивчення ефективності сучасних мікробних препаратів у типових для землеробства східного Степу України ланках польової сівозміни.

Умови і методика проведення досліджень. Експериментальна частина дисертаційної роботи виконана у 2000-2002 рр. на дослідному полі Луганського інституту селекції і технологій у формі ТОВ.

Ґрунт дослідної ділянки - чорнозем типовий. За агрохімічними показниками шар ґрунту 0-30 см характеризується порівняно низьким вмістом гумусу (3,20-3,30% за Тюріним), середньою забезпеченістю азотом, що легко гідролізується, (90-110 мг/кг ґрунту за Корнфілдом) підвищеним рівнем рН - 8,0-8,5. Він містить 120-140 мг/кг ґрунту рухомого фосфору за Чиріковим (підвищений рівень забезпеченості) та 120-140 мг/кг ґрунту обмінного калію за Чиріковим (високий рівень забезпеченості).

Роки проведення польових дослідів характеризувалися несприятливими погодними умовами: підвищеною температурою навколишнього середовища у період цвітіння, нерівномірним розподілом вологи під час посіву та у критичні фази водоспоживання рослин. У таких екстремальних умовах, які періодично складаються у східному Степу України, вивчали дію мікробних препаратів.

Досліджували мікробні препарати: ризобофіт під сою, горох, еспарцет, біоагентами, яких були Bradyrhizobium japonicum 2490, Rhizobium leguminosarum bv. viceae Т - 2, Mesorhizobium symplex 840; діазофіт під озиму пшеницю - Agrobacterium radiobacter 204; поліміксобактерин під ярий ячмінь - Paenibacillus polуmyxa КВ; хетомік та поліміксобактерин під соняшник - Chaetomіum cochliodes Pаlliser 3250 та Paenibacillus polуmyxa КВ; агробактерин під кукурудзу - Agrobacterium radiobacter 1333.

Досліди були проведені на районованих сортах та гібридах сільськогосподарських культур: озимої пшениці - Юна, ярого ячменю - Донецький 12, гороху - Беркут, сої - Сонячна, еспарцету - Піщаний 1251, кукурудзи - F1 Луганський 287 МВ, соняшника - F1 Кий.

Вони вирощувалися у шести ланках польової сівозміни (зернопаропросапній, зернотрав'яній, зернотрав'янопросапній, зернопросапній): 1-соняшник-чорний пар-озима пшениця; 2-ярий ячмінь+еспарцет-еспарцет на зелений корм-озима пшениця; 3-соя-ярий ячмінь-кукурудза на зерно; 4-еспарцет на зелений корм-озима пшениця-кукурудза на зерно; 5-горох-озима пшениця-соняшник; 6-кукурудза на зерно-ярий ячмінь-соняшник. На основі цих дослідних ланок та науково-обгрунтованому чергуванню сільськогосподарських культур у зоні східного Степу України у 2000 році закладені довгоротаційні 7-ми пільні сівозміни.

Польові досліди проводили за схемою (табл. 1).

Таблиця 1. Схема польового досліду

Фон
без внесення мінеральних добрив	внесення N30P20 під допосівну культивацію
без інокуляції	передпосівна інокуляція насіння мікробними препаратами	без інокуляції	передпосівна інокуляція насіння мікробними препаратами

Дослідні варіанти розміщувалися рендомізовано в чотириразовому повторенні. Загальна площа ділянки становила - 92,4 м2, а облікова - 46,2 м2.

Структурні показники урожаю сільськогосподарських культур та фенологічні спостереження проводили згідно методики Державного сортовипробування (Волкодав В.В., 2000 р., методические указания по изучению мировой коллекции ячменя и овса, 1981 г., методические указания по проведению полевых опытов с кукурузой, 1982 г., широкий унифицированный классификатор СЭВ рода Triticum L., 1989 г.).

Збір урожаю проводили комбайном Sampo 500. Оцінку достовірності отриманих результатів проводили математично методом дисперсійного аналізу (Доспехов Б.А., 1985 р.).

У досліді застосовували різні сільськогосподарські культури - тому продуктивність ланок польової сівозміни перераховували через зернові, кормові одиниці, а також перетравний протеїн (Акентьева Л.И. с соавт., 1998 г.).

Під час цвітіння сільськогосподарських культур у прикореневій зоні визначали кількісний склад основних еколого-трофічних груп мікроорганізмів методом граничних розведень з послідуючим висівом їх на штучних поживних середовищах: бактерії, що засвоюють органічний азот - на МПА (м'ясо-пептонний агар); бактерії, що засвоюють мінеральний азот та стрептоміцети - на КАА (крохмаль-аміачний агар); фосфатмобілізуючі - на середовищі Муромцева (глюкозо-аспарагінове); мікроміцети - на середовищі Чапека-Докса.

Аналіз проводили у лабораторії біологічного фосфору Інституту сільськогосподарської мікробіології УААН та у лабораторії біологічного азоту і фосфору його Південного філіалу.

Одночасно відбирали середній зразок ґрунту по кожному варіанту та відповідній сільськогосподарській культурі на визначення у прикореневій зоні вмісту азоту, що легко гідролізується, та рухомого фосфору.

За кожними видами сільськогосподарської продукції під час проведення жнив відбирали зразки на визначення основного якісного показника: вмісту білка у зеленій масі еспарцету - потенціометричним методом, сирого протеїну у зерновій продукції - методом К'єльдаля, олійності у соняшниковому насінні на приладом Сокслетта.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Схема формування продуктивності ланок польової сівозміни при застосуванні мікробних препаратів.

Вивчення та критичний аналіз впливу мікробних препаратів на формування продуктивності ланок польової сівозміни показано загальною схемою (рис. 1). Користуючись нею проводили подальші дослідження.

Як показано на рис. 1 продуктивність сільськогосподарських культур залежала від мінеральних добрив та мікробних препаратів. Інокуляція насіння сільськогосподарських рослин мікробними препаратами забезпечує інтродукцію агрономічно корисних штамів мікроорганізмів у прикореневу зону. Розвиток інтродукованих мікроорганізмів відбувається під впливом ґрунтового мікроценозу, кореневих виділень сільськогосподарських рослин та внесених мінеральних речовин і в свою чергу викликає зміни мікрофлори прикореневої зони. Отже, між мікрофлорою та кореневою системою рослин при застосуванні біопрепаратів складаються асоціативні та симбіотичні взаємовідносини, які приводять до кращого забезпечення рослин елементами живлення, стимуляції росту та підвищення продуктивності.



Рис. 1. Схема формування продуктивності ланок польової сівозміни

У ґрунті завжди присутня фітопатогенна мікрофлора, розвиток якої значно погіршує функції рослинного організму (див. рис. 1). У разі надпорогового зростання її чисельності відбувається значне зниження продуктивності сільськогосподарських культур і погіршення якості рослинницької продукції. Бактеризація сприяє обмеженню поширення хвороб внаслідок антагоністичної дії інтродукованих з біопрепаратами мікроорганізмів та підвищенню стійкості й адаптивності рослинного організму. Використання мікробних препаратів сприяє активізації залучення елементів живлення як з мінеральних добрив, так із ґрунтових запасів. Біологічна трансформація отриманих поживних речовин у вегетативних та генеративних органах рослин забезпечує формування високоякісної сільськогосподарської продукції.

Виходячи з того, що досліджувані ланки польової сівозміни складалися з 3-х польових культур, підвищення продуктивності кожної забезпечило загальний приріст цього показника. Таке збільшення було інтегровано у вигляді додаткового виходу зернових, кормових одиниць та перетарвного протеїну під впливом мікробних препаратів, які забезпечують рослини мікробіологічно трансформованими елементами живлення. При цьому активізуються біологічні цикли кругообігу елементів живлення рослин, підвищується їх стійкість до фітопатогенів та стимулюється загальний ріст і розвиток. Продуктивність ланок польової сівозміни. Викорстання мікробних препарітв на основі агрономічно корисних штамів мікроорганізмів на фоні використаних доз мінеральних добрив мали неоднаковий вплив на одержання з сівозміни зернових та кормових одиниць, а також перетравного протеїну. У роки проведення досліджень встановлено, що використання мікробних препаратів є найбільш ефективним на фоні без добрив у зернопросапних ланках польової сівозміни, де додатково отримано до 10 ц/га зернових одиниць (табл. 2).

Таблиця 2. Вихід зернових одиниць у ланках польової сівозміни при використанні мікробних препаратів, ц/га

№ п/п	Чергування культур	Фон
		без мінеральних добрив	N30 P20
		без інокуляції	біопрепарат	без інокуляції	біопрепарат
1	соняшник - чорний пар - озима пшениця	78,1	84,3	83,2	84,1
2	ярий ячмінь+еспарцет - еспарцет на зелений корм -озима пшениця	53,0	56,4	58,7	61,6
3	соя - ярий ячмінь -кукурудза на зерно	41,6	51,4	47,2	53,9
4	еспарцет на зелений корм - озима пшениця -кукурудза на зерно	45,1	49,9	49,3	54,3
5	кукурудза на зерно - ярий ячмінь -соняшник	57,6	67,4	69,1	77,8
6	горох - озима пшениця - соняшник	58,7	69,1	69,3	75,3

Такий же ефект дало застосування мінеральних добрив, а на їх фоні під впливом мікробних препаратів - вихід зернових одиниць збільшився лише від 6 до 8 ц/га (див. табл. 2). В інших ланках сівозмін від мікробних препаратів зафіксована прибавка урожаю до 5 ц/га як на фоні мінеральних добрив, так і без добрив.

Найбільший додатковий вихід перетравного протеїну та кормових одиниць спостерігався у зернопросапних ланках при використанні мікробіологічного фактору живлення рослин, як на фоні безх мінеральних добрив, так і по фону N30 P20.

Аналіз отриманих даних за показниками виходу зернових та кормових одиниць й перетравного протеїну у ланках польової сівозміни показав, що ефективність екологічно безпечних мікробних препаратів може бути еквівалентною внесенню дози мінеральних добрив N30 P20.

Дію мікробних препаратів на структурні показники продуктивності сільськогосподарських культур показано на прикладі ланок зернопросапної сівозміни: горох - озима пшениця - соняшник та кукурудза на зерно - ярий ячмінь - соняшник. У першій застосовували препарати на основі симбіотичних, асоціативних азотфіксуючих та фосфатмобілізуючих бактерій (ризобофіт, діазофіт та поліміксобактерин).

Використання ризобофіту на горосі збільшувало масу насінин з рослини на 12,9 г, масу 1000 зерен на 70 г порівняно з контрольним показником, що привело до збільшення урожайності зерна на 4,0 ц/га (табл. 3).

Таким чином, навіть у несприятливих погодних умовах 2000 року за рахунок активізації бобово-ризобіального симбіозу відбулося підвищення урожайності гороху на 87%.

Таблиця 3. Урожайність гороху сорту Беркут при використанні ризобофіту (2000 р.)

Фон (фактор А)	Варіант (фактор Б)	Висота рослин, см	Зерен з рослини	Маса 1000 зерен, г	Урожайність
			шт.	г		ц/га	%
без добрив	без інокуляції	41,4	11,0	24,2	236,0	4,6	100
	ризобофіт	45,3	12,0	37,1	306,0	8,6	186,9
	середнє	43,4	11,5	30,7	271,0	6,6	-
N30P20	без інокуляції	42,6	12,0	35,8	303,0	7,6	165,2
	ризобофіт	43,4	11,0	35,6	303,0	7,8	169,6
	середнє	43,0	11,5	35,7	303,0	7,7	-
НІР05: фактор А фактор Б взаємодія АБ	1,59 1,29 2,24	0,19 0,60 4,51	1,89 1,54 2,67	17,93 14,64 25,35	2,17 1,77 3,06	- - -

При застосуванні діазофіту на озимій пшениці після зернобобового попередника одержано значне підвищення урожайності в обох фонах. Мінеральні добрива у поєднанні з препаратом азотфіксуючих мікроорганізмів сприяли більш суттєвому зростанню продуктивності інокульованих рослин (табл. 4). Це підтверджено результатами дії діазофіту на структурні показники урожайності озимої пшениці на фоні N30P20: маса зерна з колосу зростала на 0,4 г, 1000 зерен - на 3,3 г, що сприяло збільшенню урожайності на 5,9 ц/га. У варіанті, де використовували лише мікробні препарати, підвищення урожаю зерна було у межах 4,0 ц/га.

Таблиця 4. Урожайність озимої пшениці сорту Юна при використанні діазофіту (2001 р.)

Фон (фактор А)	Варіант (фактор Б)	Висота рослин, см	З рослини	Маса 1000 зерен, г	Урожайність
			кількість зерен, шт.	маса зерен, г		ц/га	%
без добрив	без інокуляції	62,9	32,0	1,5	33,2	24,1	100
	діазофіт	71,5	35,0	1,5	38,2	28,1	116,6
	середнє	67,2	33,5	1,5	35,7	26,1	-
N30P20	без інокуляції	68,4	35,8	1,8	36,8	24,3	100,8
	діазофіт	71,9	36,2	2,2	39,5	30,2	125,3
	середнє	70,2	36,0	2,0	38,2	27,3	-
НІР05: фактор А фактор Б взаємодія АБ	4,46 3,64 6,34	4,00 3,26 5,66	0,49 0,40 0,69	0,88 0,72 1,25	1,03 0,84 1,15	- - -

Використання поліміксобактерину на фоні без добрив покращувало структурні показники урожайності соняшника, збільшило масу насіння з рослини на 4,4 г та 1000 насінин на 0,8 г (табл. 5). Наслідком цього було зростання урожайності на 1,1 ц/га або на 7,8%. На фоні мінеральних добрив зазначений препарат був менш ефективним. Це обумовлено комплексною позитивною дією фосфатмобілізуючих бактерій, які є біоагентом препарату, на ріст і розвиток рослин соняшника. У ланці кукурудза на зерно - ярий ячмінь - соняшник застосовували мікробні препарати на основі високоактивних штамів фосфатмобілізуючих бактерій (агробактерин та поліміксобактерин). Бактеризація агробактерином насіння кукурудзи по фону без добрив за рахунок підвищення маси зерна з качану на 27,2 г та маси 1000 зерен на 12,9 г, збільшила урожайність зерна на 1,7 ц/га (табл. 6). Застосування цього мікробного препарату на фоні мінеральних добрив істотно не впливало на продуктивність кукурудзи.

Таким чином, значне підвищення урожайності цієї культури спостерігалося у варіанті використання мікробіологічного фактору без внесення мінеральних добрив.

Таблиця 5. Урожайність соняшника гібриду Кий при використанні поліміксобактерину (2002 р.)

Фон (фактор А)	Варіант (фактор Б)	Висота рослин, см	Маса насіння з рослини, г	Маса 1000 насінин, г	Урожайність
					ц/га	%
без добрив	без інокуляції	111,1	95,5	62,5	14,1	100
	поліміксобактерин	118,7	99,9	63,3	15,2	107,8
	середнє	114,9	97,7	62,9	14,7	-
N30P20	без інокуляції	118,3	93,4	61,8	16,5	117,0
	поліміксобактерин	123,8	121,9	65,5	17,1	121,3
	середнє	121,1	107,7	63,7	16,8	-
НІР05 по фактор А по фактор Б взаємодія АБ	2,60 2,12 3,59	6,71 5,48 9,49	2,08 1,69 2,94	1,15 0,94 1,62	- - -

Таблиця 6. Урожайність кукурудзи на зерно гібриду Луганський 287МВ при використанні агробактерину (2000 р.)

Фон (фактор А)	Варіант (фактор Б)	Висота рослин, см	Маса, г	Маса 1000 зерен, г	Урожайність
			стрижня	зерна з качану		ц/га	%
без добрив	без інокуляції	121,0	71,7	120,2	305,6	18,5	100
	агробактерин	142,0	60,0	147,4	318,5	20,2	109,1
	середнє	131,5	65,9	133,8	312,1	19,4	-
N30P20	без інокуляції	132,0	64,3	129,8	310,3	20,4	110,3
	агробактерин	138,0	54,3	156,0	319,8	20,8	112,4
	середнє	133,0	59,3	142,9	315,1	20,6	-
НІР05: фактор А фактор Б взаємодія АБ	2,88 2,35 4,07	1,32 1,08 1,86	4,04 4,30 24,12	5,57 4,55 7,67	1,34 1,10 1,90	- - -

При інокуляції насіння ярого ячменю поліміксобактерином у поєднанні з внесенням мінеральних добрив за рахунок підвищення маси зерен з рослини на 3,2 г та маси 1000 зерен на 0,4 г урожайність зерна збільшилася на 4,3 ц/га (табл. 7). Вирощування інокульованих фосфатмобілізуючими бактеріями рослин без внесення мінеральних добрив не привело до суттєвого збільшення урожайності ярого ячменю.

Отже, спостерігалося істотне підвищення урожайності ярого ячменю у варіанті з поєднанням мікробного препарату та мінеральних добрив.

Таблиця 7. Урожайність ярого ячменю сорту Донецький 12 при використанні поліміксобактерину (2001 р.)

Фон (фактор А)	Варіант (фактор Б)	Висота рослин, см	З рослини	Маса 1000 зерен, г	Урожайність
			кількість зерен, шт.	маса зерен, г		ц/га	%
без добрив	без інокуляції	82,8	13,5	0,7	49,3	13,9	100
	поліміксобактерин	87,3	16,3	0,8	51,9	14,7	105,7
	середнє	85,1	14,9	0,75	50,6	14,3	-
N30P20	без інокуляції	92,4	17,3	0,9	51,8	15,4	110,8
	поліміксобактерин	91,8	20,5	1,1	52,2	19,7	141,7
	середнє	92,1	18,9	1,0	52,0	17,6	-
НІР05: фактор А фактор Б взаємодія АБ	2,87 2,35 4,02	1,65 1,35 2,33	0,09 0,07 0,13	1,02 0,83 1,46	0,98 0,80 1,04	-

Обробка насіння соняшника поліміксобактерином на фоні без мінеральних добрив дозволила підвищити урожайність насіння на 3,7 ц/га, завдяки підвищенню маси насіння з рослини на 34,6 г та маси 1000 насінин на 8,5 г, порівняно з контролем (табл. 8). На фоні мінеральних добрив бактеризація цим препаратом фосфатмобілізуючих бактерій мала менший ефект - 2,3 ц/га, але урожайність рослин була вищою.

Можна зробити висновок, що у варіанті з використанням поліміксобактерину без внесення мінеральних добрив урожайність соняшника значно підвищувалася, але дія мінеральних добрив була ефективнішою Аналіз отриманих даних по урожайності показав, що використання мікробних препаратів на фоні без внесення мінеральних добрив було ефективним на просапних та бобових культурах, а по фону N30P20 - на зернових.

Таблиця 8. Урожайність соняшника гібриду Кий при використанні поліміксобактерину (2002 р.)

Фон (фактор А)	Варіант (фактор Б)	Висота рослин, см	Маса насіння з рослини, г	Маса 1000 насінин, г	Урожайність
					ц/га	%
без добрив	без інокуляції	118,8	90,4	62,2	14,0	100
	поліміксобактерин	127,8	125,0	70,7	17,7	126,4
	середнє	123,3	107,7	66,5	15,9	-
N30P20	без інокуляції	119,0	97,1	59,8	18,2	130,0
	поліміксобактерин	128,3	138,0	71,7	20,6	147,1
	середнє	123,7	117,6	65,8	19,4	-
НІР05: фактор А фактор Б взаємодія АБ	1,63 1,33 2,30	5,83 4,76 8,24	2,03 1,66 2,85	1,99 1,62 2,81	- - -

Дія мікробних препаратів на якість сільськогосподарської продукції. Визначення основного з якісних показників за кожним видом сільськогосподарської продукції показало позитивну дію мікробних препаратів. Встановлено, що бактеризація істотно поліпшувала якість зерна, як по фону мінеральних добрив, так і без їх внесення.

Інокуляція сої ризобофітом підвищувала вміст протеїну у зерні на 3,8% по фону без добрив, а при внесенні під допосівну культивацію N30P20 це збільшення було на рівні 1,6% (табл. 9).

Таблиця 9. Вміст сирого протеїну у зерні сої сорту Сонячна при використанні ризобофіту (2000 р.)

Фон (фактор А)	Варіант (фактор Б)	Вміст протеїну, %
без добрив	без інокуляції	20,2
	ризобофіт	24,0
	середнє	22,1
N30P20	без інокуляції	22,3
	ризобофіт	23,9
	середнє	23,1
НІР05: фактор А фактор Б взаємодія АБ	1,91 1,56 2,70

Отже, за рахунок активізації бобово-ризобіального симбіозу вміст протеїну у зерні сої на неудобреному фоні істотно збільшувався, а додаткове внесення N30P20 не поліпшувало цього показника.

При інокуляції озимої пшениці діазофітом на фоні без добрив вміст клейковини у зерні підвищувався на 1,14% (табл. 10). У варіанті з використанням діазофіту при внесенні N30P20 істотної зміни цього показника не зафіксовано.

Наведені вище дані показазли, що ефективніше було використання препарату на основі асоціативних азотфіксуючих бактерій при відсутності мінеральних добрив.

Таблиця 10. Вміст клейковини у зерні озимої пшениці сорту Юна після еспарцету на зелений корм при використанні діазофіту (2001 р.)

Фон (фактор А)	Варіант (фактор Б)	Вміст клейковини, %
без добрив	без інокуляції	22,02
	діазофіт	23,16
	середнє	22,59
N30P20	без інокуляції	22,58
	діазофіт	22,68
	середнє	22,63
НІР05: фактор А фактор Б взаємодія АБ	0,71 0,58 1,00

При використанні поліміксобактерину на фоні без добрив вміст олії у соняшниковому насінні збільшувався на 2,28% (табл. 11). На фоні мінеральних добрив дія поліміксобактерину на олійність насіння соняшника була незначною і підвищувала цей показник лише на 0,35%.

Таблиця 11. Вміст олії у насінні соняшника гібриду Кий після озимої пшениці при використанні полімксобактерину (2002 р.)

Фон (фактор А)	Варіант (фактор Б)	Вміст олії, %
без добрив	без інокуляції	45,22
	поліміксобактерин	47,50
	середнє	46,36
N30P20	без інокуляції	47,79
	полімксобактерин	48,14
	середнє	47,97
НІР05: фактор А фактор Б взаємодія АБ	0,79 0,64 1,11

На основі отриманих даних по якісним показникам сільськогосподарської продукції можна сказати про істотне їх підвищення за рахунок дії мікробіологічного фактору живлення рослин.

Вплив мікробних препаратів на ураженість хворобами сільськогосподарських культур. На низькому рівні ураженості рослин хворобами мікробні препарати виявили високу ефективність щодо зниження негативного впливу фітопатогенів.

При використанні мікробного препарату хетоміку на основі гриба-антагоніста фітопатогенів у 4 рази (з 0,8% до 0,2%) знижувалось поширення кореневих гнилей соняшника.

Бактеризація агробактерином кукурудзи по фону без добрив знижувала поширення пухирчастої сажки у 3 рази (з 0,37% до 0,12%).

У варіанті використання поліміксобактеріну на фоні без добрив знижувалася поширення несправжньої борошнистої роси соняшника майже у 4 рази (з 0,96% до 0,23%).

Таким чином, нашими дослідженнями встановлено, що в умовах східного Степу України біологічні фактори здатні відчутно зменшувати ураженість сільськогосподарських культур фітопатогенними мікроорганізмами за сучасних агротехнологіях їх вирощування.

Дія препаратів азотфіксуючих та фосфатмобілізуючих мікроорганізмів на агрохімічні показники ґрунту прикореневої зони сільськогосподарських культур у ланках польової сівозміни. Споживання сільськогосподарськими культурами елементів живлення насамперед обумовлюється потребами рослин, завдяки чому у прикореневій зоні зменшується вміст легкодоступних форм азоту та фосфору. Мікробні препарати не мали суттєвого впливу на вміст рухомих форм азоту і фосфору у прикореневій зоні сільськогосподарських рослин у більшості дослідних варіантів.

Однак у варіанті інокуляції гороху ризобофітом підвищувала вміст рухомого фосфору у прикореневій зоні на 78 мг/кг ґрунту на фоні N30P20. Дослідні мікробні препарати застосовані на інших сільськогосподарських культурах (діазофіт на озимій пшениці, поліміксобактерин на соняшнику) також виявили подібну тенденцію зміни зазначеного показника. Використання фосфатмобілізуючих бактерій на фоні мінеральних добрив, показало тенденцію до підвищення вмісту азоту, що легко гідролізується, в прикореневій зоні соняшника.

У варіанті з бактеризацією насіння сільськогосподарських культур мікробними препаратами на фоні без добрив у ланці кукурудза на зерно - ярий ячмінь - соняшник вміст азоту, що легко гідролізується, у ґрунті мав тенденцію до підвищення. Інокуляція поліміксобактерином соняшника у 2002 році підвищувала у прикореневій зоні вміст азоту, що легко гідролізується, на 29%, знижувала вміст рухомого фосфору на 19% на фоні без добрив. Дія поліміксобактерину на фоні N30P20 збільшувала вміст у ґрунті під соняшником азоту, що легко гідролізується на 18% відносно контрольного значення.

Вплив мікробних препаратів на чисельність основних груп мікроорганізмів у прикореневій зоні сільськогосподарських культур.

Чисельність основних еколого-трофічних груп мікроорганізмів у прикореневій зоні сільськогосподарських культур наведена на прикладі ланок зернопросапної сівозміни кукурудза на зерно - ярий ячмінь - соняшник та горох - озима пшениця - соняшник. Внаслідок інтенсивного засвоєння елементів живлення під час цвітіння кукурудзи при використанні агробактерину на фоні N30P20 у ґрунті знижувалася чисельність бактерій, що використовують органічний азот, на 2,4 млн./г ґрунту, мінеральний азот на 13,7 млн./г ґрунту, фосфатмобілізуючих на 6,7 млн./г ґрунту. Під впливом поліміксобактерину на фоні мінеральних добрив у прикореневій зоні ярого ячменю спостерігалося незначне зниження чисельності мікрофлори вищезазначених груп, порівняно з просапними культурами.

При інокуляції гороху ризобофітом спостерігалося зниження в ґрунті чисельності бактерій, що використовують органічний азот, на 1,9 млн./г ґрунту, мінеральний - на 8,9 млн./г ґрунту, фосфатмобілізуючих на 7,5 млн./г ґрунту та мікроміцетів на 21 тис./г ґрунту. У прикореневій зоні озимої пшениці при використанні діазофіту по фону N30P20 знижувалась чисельність бактерій, що використовують органічний азот, на 3,5 млн./г ґрунту, мінеральний на 7,1 млн./г ґрунту. Виявлено підвищення чисельності фосфатмобілізуючих бактерій у прикореневій зоні озимої пшениці на 3,1 млн./г ґрунту на фоні N30P20. У прикореневій зоні соняшника при використанні поліміксобактерину відбулося зниження кількості бактерій, що використовують мінеральний та органічний азот на 7,4 млн./г ґрунту по фону без добрив та на 12,2 млн./г ґрунту на фоні N30P20.

Згідно методики Є. М. Мішустіна за співвідношенням чисельності бактерій, що використовують мінеральний та органічний азот визначили коефіцієнт мінералізації органічної речовини у ґрунті. Інокуляція соняшнику поліміксобактерином привела до зниження коефіцієнту мінералізації на фоні без добрив з 1,97 до 1,00, а на фоні N30P20 з 2,12 до 1,06 після озимої пшениці. Отримані дані свідчать, що під час цвітіння соняшника за умов використання мікробних препаратів у прикореневій зоні рослин процеси синтезу органічної речовини переважають над її розкладом.

Економічна оцінка застосування мікробних препаратів у ланках польової сівозміни східного Степу України. Проведені економічні розрахунки показали істотну перевагу біологічних засобів підвищення продуктивності рослин перед хімічними. Визначали основні економічні показники: собівартівсть 1 ц сільськогосподарської продукції, одержаний умовно чистий прибуток та рівень рентабельності вирощування польових культур. У варіанті використання препарату бульбочкових бактерій без внесення мінеральних добрив зменшувалася совартості виробництва зерна сої у 2000 році на 61,32 грн. По фону N30P20 відзначилася найбільша ефективність препарату на основі фосфатмобілізуючих бактерій, щодо зниження зазначеного показника, при вирощуванні зерна кукурудзи у 2002 році на 51,67 грн. Використання поліміксобактерину без внесення мінеральних добрив у 2002 році під соняшник забезпечило вагоме збільшення умовно чистого прибутку на 358,00 грн. та на 546,20 грн. по фону N30P20 у ланці кукурудза на зерно - ярий ячмінь - соняшник.

Таким чином, собівартість виробництва одиниці зернобобової продукції знижувалася при використанні мікробного препарату без мінеральних добрив. Дія препаратів фосфатмобілізуючих бактерій по фону N30P20 на просапних культурах зменшував зазначений показник та збільшував одержаний умовно чистий прибуток.

Бактеризація насіння сільськогосподарських культур препаратами на основі агрономічно корисних штамів мікроорганізмів збільшувала рівень рентабельності виробництва у ланці горох - озима пшениця - соняшник на фоні без добрив у середньому за 3 роки на 24,4% (табл. 12).

Таблиця 12. Рівень рентабельності виробництва зернової продукції при використанні мікробних препаратів у зернопросапних ланках сівозміни

Фон	Варіант	Рівень рентабельності, %
		2000	2001	2002	середній за 3 роки
кукурудза на зерно - ярий ячмінь - соняшник
без добрив	без інокуляції	33,9	-11,2	136,1	52,9
	мікробний препарат	43,7	-9,1	192,6	62,4
N30P20	без інокуляції	25,5	-17,6	154,6	54,2
	мікробний препарат	26,1	3,7	183,4	71,1
горох - озима пшениця - соняшник
без добрив	без інокуляції	-37,2	46,4	137,8	49,0
	мікробний препарат	1,7	67,2	151,2	73,4
N30P20	без інокуляції	-2,8	21,8	130,8	49,9
	мікробний препарат	-13,3	48,4	135,2	55,8

Застосування мікробних препаратів у ланці кукурудза на зерно - ярий ячмінь - соняшник по фону N30P20 підвищувало цей показник на 16,9%.

Отже, застосування біопрепаратів без внесення мінеральних добрив найбільше підвищувало середній рівень рентабельності виробництва сільськогосподарських культур у ланці горох - озима пшениця - соняшник. На фоні використання N30P20 дослідні біологічні фактори мали більший ефект щодо збільшення цього показника у ланці кукурудза на зерно - ярий ячмінь - соняшник. Вплив мінеральних добрив на рівень рентабельності виробництва зернової продукції у вищезазначених ланках сівозміни був незначним.

ВИСНОВКИ

Теоретично узагальнено науково-практичні засади та розроблені ефективні екологобезпечні засоби управління продуктивним процесом і якісними показниками продукції шляхом застосування мікробних препаратів у ланках польової сівозміни східного Степу України.

Встановлено, що передпосівна бактеризація насіння мікробними препаратами покращує структурні показники урожаю сільськогосподарських культур: у зернових значно підвищувалась маса зерна з колосу та рослини, маса 1000 зерен; у зернобобових культур збільшувалась кількість бобів на рослині та зерен в них, маса 1000 зерен; у кукурудзи - маса 1000 зерен та зерен з качану; у соняшника - маса насіння з рослини, маса 1000 насінин.

Показано, що застосування мікробних препаратів у зернопросапних ланках польової сівозміни східного Степу України підвищує вихід зернових одиниць рослинницької продукції при вирощуванні рослин без внесення мінеральних добрив у межах 10 ц/га, а на фоні N30P20 - від 6 до 8 ц/га.

При застосуванні мікробних препаратів покращуються якісні показники сільськогосподарської продукції: вміст олії у соняшниковому насінні за умов використання хетоміку зріс на 1,15%, клейковини в зерні озимої пшениці за рахунок інокуляції діазофітом від 0,9% до 1,14% (у залежності від попередника), протеїну в зерні сої при використанні ризобофіту - на 3,69%.

На фоні низького рівня ураженості сільськогосподарських культур хворобами відмічено зниження поширення кореневих гнилей при застосуванні хетоміку у 4 рази та несправжньої борошнистої роси соняшника при використанні поліміксобактерину у 4 рази, пухирчастої сажки кукурудзи під дією агробактерину у 3 рази.

У варіантах з внесенням мікробних препаратів спостерігали зниження коефіцієнту мінералізації органічної речовини та чисельності бактерій, які використовують мінеральний азот, що свідчить про перевагу синтезу над процесами деструкції органічної речовини в прикореневій зоні сільськогосподарських культур.

При використанні мікробних препаратів на фоні мінеральних добрив виявлено тенденцію до підвищення вмісту азоту, що легко гідролізується і рухомого фосфору у прикореневій зоні зернових культур та соняшника під час їх цвітіння.

При застосуванні мікробних препаратів у дослідних ланках польової сівозміни виявлено зменшення собівартості на 0,20 - 61,32 грн./ц, підвищення умовно чистого прибутку на 20,20 - 546,20 грн. з 1 га та рівня рентабельності виробництва сільськогосподарських культур на 2,1 - 76,1%.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Сільськогосподарським підприємствам рекомендовано застосування екологічно безпечних мікробних препаратів на основі азотфіксуючих (ризобофіту, діазофіту), фосфатмобілізуючих бактерій (агробактерину, поліміксобактерину) та гриба-антагоніста фітопатогенів (хетоміку) у зернопросапних ланках польової сівозміни східного Степу України, що дає змогу додатково отримати до 10 ц/га зернових одиниць високоякісної рослинницької продукції та підвищити рівень рентабельності виробництва сільськогосподарських культур, особливо при обмеженому ресурсному забезпеченні.

СПИСОК РОБІТ ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Суслов О.А. Зміна агрохімічних показників ґрунту за участю мікробіологічних препаратів / Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского: серия “Биология”, 2001. - т. 14. - №2. - С. 174-177

2. Карпенко О.О., Краєвський А.М., Суслов О.А. Вплив бактеріальних препаратів на продуктивність сільськогосподарських культур / Збірник наукових праць ЛДАУ: серія “Сільськогосподарські науки”, Луганськ, 2001. №11(23). - С. 49-52

3. Суслов А.А. Ризоагрин и структура урожая озимой пшеницы / Вісник Одеського національного університету: По матеріалах конференції “Екологія і біогеохімічна діяльність мікроорганізмів.: серія “Біологія”, 2002. - т. 6 - випуск 4. - С. 297-300

4. Суслов О.А. Мікробіологічні препарати як елемент біологічного землеробства / Матеріали Всеукраїнської Науково - практичної конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні (5-6 березня 2002 р.). - Дніпропетровськ, 2002. - С. 107-108

5. Карпенко О.О., Краєвський А.М., Суслов О.А. Ефективність використання біопрепаратів при вирощуванні ярого ячменю / Вісник державного Педагогічного університету імені Тараса Шевченка: серія “Біологічні науки” - №7 (51) липень. - Луганськ, 2002. - С. 72-75

6. Карпенко О.О., Суслов О.А. Вплив мікробіологічних препаратів на ушкодженість сільськогосподарських культур / Матеріали міжнародної наукової конференції: “Сталий розвиток агроекосистем” (17-20 вересня 2002 р.). - Вінниця, 2002. - С. 210-212

7. Суслов О.А., Карпенко О. О. Вплив мікробіологічних препаратів на продуктивність ланки польової сівозміни ячмінь+еспарцет - еспарцет - озима пшениця та соняшник - чорний пар - озимапшениця / Научные труды ученых Крымского государственного аграрного университета. Выпуск 72: серия “Сельскохозяйственные науки”. - Симферополь, 2002 - С. 151-155

8. Карпенко А.А., Краевский А.Н., Суслов А.А. Эффективность использования минеральных удобрений и микробиологических препаратов в звеньях севооборота / Доповіді і виступи на міжнародній науково-практичній конференції “Актуальні проблеми сучасного землеробства” (14-16 травня 2003 р.) / ред. В. Г. Ткаченко. - Луганськ: Видавництво ЛНАУ, 2003 р. - С. 215-219

9. Суслов О.А. Вплив систем живлення на азоттрансформуючі мікроорганізми / Збірник наукових праць Уманського державного аграрного університету (спеціальний випуск до 160-річчя навчального закладу) “Біологічні науки і проблеми рослинництва”. - Умань, 2003. - С. 295-298

АНОТАЦІЇ

Суслов О.А. Агроекологічні аспекти...