CC BY
63
УДК 633.358:631.82:631.86 Е.А. Стемпоржецкий,
Н.А. Воронкова
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ И БАКТЕРИАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ГОРОХА НА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Ключевые слова: агрохимия, удобрения, плодородие почвы, оптимизация, биопрепараты, инокуляция, азотфикса-ция, минеральное питание, качество, урожайность, сорт.
Введение
Высокопродуктивные агрофитоценозы можно сформировать только при оптимизации внешних факторов среды, необходимых для жизнедеятельности растений, в том числе и минерального питания в течение всего вегетационного периода [1, 2]. Управление продукционным процессом в полевых условиях позволяет реализовать генетическую программу онтогенеза в фенотипе [3, 4].
Изучение отзывчивости сельскохозяйственных культур на удобрения позволяет установить генотипическую специфику минерального питания растений для полного использования потенциала продуктивности сорта [5].
Большое значение в повышении урожайности и азотфиксирующей способности бобовых и зернобобовых культур имеет инокуляция семян соответствующим для данной культуры препаратом клубеньковых бактерий (ризоторфином) [6].
Эффективность азотфиксации зависит от почвенно-климатических условий. Главными факторами, ограничивающими ак-
тивность симбиотической азотфиксации в агрофитоценозах, являются кислая реакция среды, дефицит (реже избыток) влаги, низкое содержание в почве подвижных соединений фосфора, калия и некоторых микроэлементов [7].
Активность симбиоза растения и азот-фиксирующих бактерий определяется генотипом вида и сорта культуры, поэтому важно для конкретной зоны подобрать соответствующий сорт макросимбионта с целью повышения эффективности инокуляции семян клубеньковыми бактериями [8].
Объекты и методы
Исследования по изучению влияния минеральных и бактериальных удобрений на продуктивность и качество зерна гороха проводились в полевом трехфакторном мелкоделяночном опыте, заложенном в 2006-2008 гг. в южной лесостепи Западной Сибири.
Почва опытного участка — чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый, содержание гумуса — 6,2-6,4% (по Тюрину), рНсол — 6,5-6,7, подвижного фосфора и обменного калия — 131-138 и 275-350 мг/кг почвы (по Чирикову) соответственно. Содержание нитратного азота в слое 0-40 см соответствовало средней обеспеченности в среднем за годы исследования.
В опыте, заложенном методом расщепленных делянок, изучались три фактора.
Фактор А — сорта гороха селекции ГНУ СибНИИСХ: Омский 9 (районирован с 1999 г.), длинностебельный, отличается высоким потенциалом урожайности семян и зелёной массы; Демос (районирован с 2003 г.) — короткостебельный многоплодный высокобелковый сорт зернового направления; Благовест — сорт зернофуражного направления, передан на Государственное сортоиспытание с 2006 г., среднестебельный с крупными парными бобами. Все вышеперечисленные сорта имеют усатый тип листа. В качестве стандарта выбран сорт Таловец 55 (районирован с 1993 г.), выведен в НИИСХ Центрально-Черноземной зоны им. Докучаева, среднеспелый, отличается засухоустойчивостью, с неосыпающимися семенами и обычным типом листа.
Фактор В — минеральные удобрения (аммиачная селитра — 34% д.в., аммофос
— 56% д.в.): 1) контроль (без удобрений); 2) N30; 3) Рб0; 4) N^0.
Фактор С — инокуляция семян гороха ризоторфином: 1) без инокуляции; 2) с инокуляцией. Для инокуляции использовали 300 г биоудобрения на гектарную норму высева гороха, производитель ВНИ-ИСХМ (г. Санкт-Петербург).
Норма высева гороха — 1,2 млн
шт/всхож. семян/га.
Повторность в опыте — четырехкратная, площадь делянки — 10 м2.
Агротехника в опыте — общепринятая для зоны.
Уборка в фазу полной спелости напрямую комбайном «Хеге-125».
Урожайные данные приведены к 100%-ной чистоте и 14%-ной влажности.
Результаты исследований обработаны статистическим методом дисперсионного анализа по Доспехову [9].
По среднемноголетним данным сумма осадков за вегетационный период составляет 197 мм (I ТК 1,0-1,3). Погодные условия за период исследований с 2006 по 2008 гг. были различные. 2006 и 2007 гг. можно охарактеризовать как годы наиболее благоприятные по тепло- и влагообес-печенности, ГТК составил 1,3; 1,9 соответственно. В эти годы дефицита влаги растения фактически не испытывали. За вегетационный период 2008 г. выпало 149 мм осадков, что составляет 76% от нормы (ГТК-0,7), стояла жаркая и сухая погода.
Результаты и их обсуждение
Удобрениям принадлежит ведущая роль в оптимизации минерального питания [10]. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что применение удобрений позволило существенно увеличить урожайность гороха. Отзывчивость гороха на улучшение условий минерального питания зависела от вида и доз удобрений.
В варианте без применения удобрений урожайность изучаемых сортов гороха при возделывании их на черноземной почве существенно не различалась (табл.).
Исследования, направленные на изучение влияния уровней азотного питания на показатели активности азотфиксации и продуктивность бобовых растений, весьма многочисленны и часто противоречивы. Ряд авторов считают, что при создании благоприятных для процесса азотфиксации условий бобовые культуры способны полностью обеспечить свои потребности в азотном питании только за счет усвоения атмосферного азота.
Многие исследователи рекомендуют внесение небольших «стартовых» доз азотных удобрений, способствующих устранению дефицита в азотном питании в период до начала активной азотфиксации.
Противоречивость полученных данных объясняется тем, что исследования проводились с разными бобовыми культурами и в неодинаковых почвенно-климатических условиях, что делает несопоставимыми многие из проведенных исследований.
Результаты наших исследований свидетельствуют, что урожайность сортов гороха при внесении 30 кг д.в/га азотных удобрений существенно не увеличивалась в сравнении с контрольным вариантом.
Фосфорные удобрений в дозе Р60 также были малоэффективны, за исключением сорта Благовест. Дополнительно получено 0,20 т/га зерна гороха.
Наибольшая отзывчивость гороха наблюдалось в варианте с внесением бинарного сочетания (NP) элементов в удобрении за счет сбалансированности питания минеральными элементами. Получены достоверные прибавки зерна гороха у сортов: Благовест (0,20 т/га), Демос
(0,26 т/га) и Таловец 55 (0,35 т/га). Урожайность увеличилась на 9-14% в сравнении с вариантом без удобрений.
Таблица
Влияние минеральных и бактериальных удобрений на урожайность гороха, т/га
(среднее за 2006-2008 гг.)
Сорт Удобрения, кг д.в/га Урожайность Прибавка от удобрений
без инокуляции с инокуляцией бакте- риальных минеральных
без инокуляции с инокуляцией
Омский 9 Контроль 2,35 2,40 0,05 - -
N30 2,51 2,47 -0,04 0,06 0,07
Рб0 2,45 2,59 0,14 0,10 0,19
N30P 60 2,47 2,62 0,15 0,12 0,22
Таловец 55 Контроль 2,43 2,50 0,07 - -
N30 2,49 2,63 0,14 0,06 0,13
Р 60 2,51 2,74 0,23 0,08 0,24
N30P 60 2,78 2,75 -0,03 0,35 0,25
Демос Контроль 2,26 2,31 0,05 - -
N30 2,36 2,39 0,05 0,10 0,08
Рб0 2,37 2,59 0,22 0,11 0,28
N30P 60 2,52 2,54 0,02 0,26 0,23
Благовест Контроль 2,36 2,43 0,07 - -
N30 2,51 2,57 0,06 0,15 0,14
Р 60 2,56 2,82 0,26 0,20 0,39
N30P 60 2,56 2,66 0,10 0,20 0,23
Примечание. НСР05 сорта — 0,21 т/га; НСР05 минеральных удобрений — 0,16 т/га; НСР05 бактериальных удобрений — 0,18 т/га.
Максимального значения биологическая фиксация азота воздуха ризобиями достигается при инокуляции семян гороха бактериальным препаратом (ризоторфин). Повышения эффективности инокуляции семян можно достичь в результате оптимизации условий минерального питания для активного функционирования бобово-ризобиального симбиоза [6, 7].
Исследованиями установлено, что сочетание предпосевной обработки семян гороха ризоторфином и внесения «стартовой дозы» азотных удобрений N30 не обеспечило достоверного увеличения урожайности культуры.
Одним из важных приёмов в регулировании процесса азотфиксации бобовых растений является внесение фосфорных удобрений [7]. Экспериментальные данные, полученные Е.Н. Мишустиным, свидетельствуют, что при недостаточном содержании фосфора в почве клубеньковые бактерии проникают в корень, но клубеньки не образуются [6].
В наших опытах улучшение условий фосфорного питания за счет внесения фосфорных удобрений позволило получить прибавку от инокуляции у всех изучаемых сортов гороха. Дополнительно получено 0,19-0,39 т/га зерна. Наибольшая отзывчивость на бактеризацию наблюдалась у сорта Благовест, урожай-
ность увеличилась на 16%, в сравнении с вариантом без инокуляции. Урожайность гороха в варианте внесения азотных удобрений на фоне Р60 при посеве иноку-лированными семенами изменилась незначительно в сравнении с вариантом Р60 + инокуляция.
Следовательно, эффективность минеральных удобрений зависит от применения бактериального препарата: при посеве
неинокулированными семенами под горох следует вносить азотно-фосфорные удобрения ^30Р60). Инокуляция наиболее эффективна на фоне фосфорных удобрений (Р60).
Важным показателем реакции культуры на внесение удобрений является коэффициент отзывчивости на удобрения (КОУ, %) (рис. 1).
Важно отметить, что при посеве гороха неинокулированными семенами КОУ был наибольшим в варианте ^0Р60. При посеве обработанными ризоторфином семенами максимальный коэффициент отзывчивости на удобрения (КОУ = 112%) был получен в варианте внесения 60 кг д.в/га фосфорных удобрений.
Ценность сорта определяется не только количеством, но и качеством получаемой продукции. Основным показателем качества зерна гороха является содержание белка в зерне [11].
Содержание белка в зерне гороха определялось дозой и сочетанием минеральных и бактериального удобрений (рис. 2).
При оценке эффективности применения биопрепарата необходимо учитывать не только положительное действие ризобий на величину урожая, но и то, что иноку-
ляция значительно повышает содержание белка в растениях [6].
Улучшение условий азотного питания за счет инокуляции семян ризоторфином позволило получить более белковое зерно гороха. Наибольшее содержание белка в зерне было в варианте Р60 + инокуляция в сравнении со всеми вариантами опыта.
%
Рис. 1. Коэффициент отзывчивости на удобрения (КОУ, %) гороха в зависимости от минеральных и бактериального удобрений (среднее за 2006-2008 гг.)
Рис. 2. Влияние минеральных и бактериальных удобрений на содержание белка в зерне гороха, %
(среднее за 2006-2008 гг.)
Заключение
Таким образом, установлено, что при возделывании гороха «сортотипа усатый» на черноземных почвах южной лесостепи Западной Сибири применение минеральных и бактериальных удобрений обеспечивает повышение урожайности и получение зерна гороха хорошего качества.
Наибольшая урожайность гороха получена в варианте внесения азотно-фосфорных удобрений в дозе ^0Р60. Наиболее отзывчивый сорт на минеральные удобрения Таловец 55, прибавка составила 0,35 т/га зерна в сравнении с вариантом без удобрений.
Бактеризация семян гороха ризотор-фином в сочетании с внесением фосфорных удобрений в дозе 60 кг/га способствовала повышению урожайности на 0,190,39 т/га. Наибольшая отзывчивость на бактеризацию наблюдалась у сорта Благовест, урожайность увеличилось на 16%, в сравнении с вариантом без инокуляции.
Библиографический список
1. Прянишников Д.Н. Азот в жизни растений и в земледелии СССР / Д.Н. Прянишников. — М.: Изд-во АН СССР, 1945.
— 196 с.
2. Панников В.Д. Удобрения, сорт и урожай / В.Д. Панников // Агрохимия.
— 1980. — № 12. — С. 3-11.
3. Кочегарова Н.Ф. Видовые и сортовые особенности минерального питания
яровой пшеницы / Н.Ф. Кочегарова, Е.Д. Волков // Агрохимия. — 1992. — № 5. — С. 39-46.
4. Гамзикова О.И. Генетика агрохимических признаков пшеницы / О.И. Гамзи-кова. — Новосибирск, 1994. — 220 с.
5. Климашевский Э.Л. Проблема генетической специфики корневого питания растений / Э.Л. Климашевский // Сорт и удобрения. — Иркутск, 1974. — С. 11-53.
6. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия / Е.Н. Мишу-стин. — М.: Наука, 1972. — С. 11.
7. Вавилов П.П. Бобовые культуры и проблемы растительного белка / П.П. Вавилов, Г.С. Посыпанов. — М.: Рос-сельхозиздат,1983. — 256 с.
8. Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай / А.А. Завалин. — М.: Изд-во ВНИИА, 2005. — 302 с.
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. — М.: Агропром-издат, 1985. — 352 с.
10. Минеев В.Г. Агрохимия и экологические проблемы современного земледелия / В.Г. Минеев // Экологические функции агрохимии в современном земледелии: матер. Всерос. совещ. географической сети опытов с удобрениями (2728 февраля 2008 г.). — М.: ВНИИА, 2008.
— С. 5-8.
11. Васякин Н.И. Зернобобовые культуры в Западной Сибири / Н.И. Васякин.
— Новосибирск, 2002. — 184 с.
+ + +
