CC BY
35
УДК 631.8;633.1
ПРИМЕНЕНИЕ БИОПРЕПАРАТА АЗОРИЗИН - НАДЕЖНЫЙ СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА УРОЖАЯ ЯЧМЕНЯ
1Н.С. Алметов, д.с.-х.н., 1В.Р. Габдуллин, к.с.-х.н., 2А.А. Алферов, к.с.-х.н.
1Станция агрохимической службы «Марийская», e-mail: agrohim12 [email protected] 2ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, e-mail: [email protected]
Представлены данные исследований по влиянию биопрепарата Азоризин на урожайность и качество зерна ячменя на разных фонах минерального питания. Установлено, что инокуляции семян ячменя биопрепаратом обеспечила положительную тенденцию увеличения концентрации азота в растениях на 5-10% (относительных). Применение Азоризина повышает урожайность зерна на 0,33-0,39 т/га (14-17%). При инокуляции семян на всех фонах внесения удобрений и без удобрений в зерне ячменя имеет место тенденция повышения содержания сырого белка (0,70,8%). За счет использования биопрепарата возрастает окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая зерна с 1,42 до 8,93 кг/кг. Эффективность биопрепарата увеличивается на фоне стартового внесения азота в дозе 30 кг/га д.в.
Ключевые слова: Азоризин, урожайность, ячмень, удобрения, окупаемость удобрений, качество зерна и соломы, вынос элементов питания.
APPLICATION OF AZORIZIN BIOPREPARATION - EFFECTIVE MEASUREMENT FOR INCREASE OF BARLEY PRODUCTIVITY AND HARVEST QUALITY
1Dr Sci. N.S. Almetov, lPhD. V.R. Gabdullin, 2PhD. A.A. Alferov
1State Station of Agrochemical Service «Maryiskaya», e-mail: [email protected] 2ARSRI for Agrochemistry named after D.N. Pryanishnikov, e-mail: [email protected]
Results of biopreparation Azorizin influence on yield and quality of barley grain at different backgrounds of mineral nutrition are presented. Established that barley seeds inoculation by biopreparation provided positive nitrogen concentration in plants for 5-10%. Azorizin use increased grain yield for 0.33-0.39 t/ha (14-17%). Tendency of wet albumin content increase (0,7-0,8%) in barley grain has been determined at all fertilizing backgrounds. Profitability of mineral fertilizers increases by yield addition from 1.42 to 8.93 kg/kg due to biopreparation use. Efficiency of biopreparation increases also at primary application of N30.
Keywords: Azorizin, yield, barley, fertilizers, profitability, quality of grain and straw, nutrients_.
Современное развитие земледелия в Российской Федерации ориентировано на производство как продовольственного, так и фуражного зерна, удовлетворяющего потребности населения в питании, а животноводство в обеспечении высококачественными кормами. Решение этой задачи возможно только при достижении устойчивой высокой урожайности зерновых культур. В агротехнологиях выращивания сельскохозяйственных культур одно из важнейших мест отводится приемам регулирования минерального питания растений, что достигается в основном за счет внесения минеральных и органических удобрений [1, 2]. На сегодняшний день, когда применение удобрений из-за их дороговизны сведено к минимуму, то это обстоятельство не обеспечивает возврат отчуждаемого с урожаем количества элементов питания, в частности складывается отрицательный баланс по азоту, который составляет около 1 млн. т в год [1].
В связи с поиском путей увеличения производства сельскохозяйственной продукции при дефици-
те минеральных и органических удобрений возрос интерес к биологическим препаратам на основе ассоциативных микроорганизмов, таких как диазо-трофы, ризосферные бактерии и др. [2-9]. Важность деятельности диазотрофов не ограничивается фиксацией молекулярного азота. Механизм действий бактерий на небобовые растения имеет комплексный характер. Ризосферные бактерии способны обеспечить для растений целый ряд полезных функций - синтез растительных гормонов, ускоряющих рост корневой системы, выделение антибиотических соединений, обладающих фунгистатиче-ским действием по отношению к фитопатогенным грибам, и продуцирование веществ, подавляющих стрессовые реакции у растений [7, 8].
Цель работы - изучение действия инокуляции семян биопрепаратом Азоризин на продуктивность и качество ярового ячменя.
Объект и методика исследования. Эффективность микробного препарата Азоризин (род.
Azospirillum) изучали на яровом ячмене сорта За-зерский-85. Препарат изготовлен ВНИИСХМ на основе ризосферных ассоциативных микроорганизмов, представляет собой порошковидный торфяной субстрат, обогащенный питательными веществами, влажностью 45-55%, 1 г препарата содержит 6-10 млрд. бактериальных клеток. Согласно рекомендации ВНИИСХМ обработку зерна ячменя проводили в день посева из расчета 600 г препарата на 6 млн. всхожих семян. В качестве прилипателя использовали КаКМЦ.
Полевой опыт проводили в Марийском аграрном колледже - филиале Марийского государственного университета в 2010-2015 гг. Почва дерново-слабоподзолистая среднесуглинистая. Агрохимические показатели почвы перед закладкой опыта: содержание гумуса (по Тюрину) 2,1-2,3%; pHкa 5,86,0; содержание Р2О5 по Кирсанову 222-250 и К2О по Кирсанову 170-195 мг/кг почвы, сумма поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу) 9,0-11,0 мг-экв/100 г почвы, гидролитическая кислотность (по Каппену) - 1,3-1,5 мг-экв/100 г почвы.
Минеральные удобрения (Каа, Рсд, Кх) вносили под предпосевную культивацию почвы вручную, вразброс. Варианты внесения удобрений: 1. - Контроль; 2. Р60К60; 3. ^0Р60К60. Агротехника возделывания ячменя общепринятая для условий республики Марий Эл [10]. Предшественник ячменя яровая пшеница. Общая площадь делянки 108 м2, учетной - 80 м2, расположение вариантов систематическое, повторность трехкратная. В течение вегетационного периода проводили фенологические наблюдения и отбирали образцы растений для определения динамики нарастания биомассы и её химического состава в соответствии с принятыми методическими рекомендациями [11]. Перед уборкой урожая брали образцы растений для определения элементов структуры урожая и его качества. Уборку урожая проводили в фазе полной спелости зерна ячменя комбайном СК-5 «Нива» поделяночно. Урожайность зерна приведена к 100% чистоте и стандартной влажности. Отбор образцов растений и статистическую обработку урожайных данных проводили по стандартной методике (Б.А. Доспехов, 1985). Агрохимические анализы осуществляли в аккредитованной лаборатории по общепринятым методикам. Окупаемость минеральных удобрений при ис-
пользовании биопрепарата рассчитывали по методике ВНИИА [12].
Метеорологические условия в годы исследования различались как температурой воздуха, так и количеством выпавших осадков. Более благоприятными для возделывания ячменя были погодные условия 2011 г.: температура воздуха в мае-июне немного превышала среднемноголетнее значение, а количество осадков за вегетационный период (май-август) было на уровне среднемноголетних значений. Температура воздуха в вегетационный период (май-август) была выше средней многолетней величины: в 2010 г. на 4,6°С, в 2012 г. - на 1,9°С, 2013 г. - на 1,8°С, 2014 г. - на 1,6°С, 2015 г. - на 1,9°С. За 4 месяца вегетационного периода сумма осадков в 2012 г. превысила среднюю многолетнюю величину на 62 мм (25%), в 2011 г. - на 8 мм, в 2010, 2013, 2014 и 2015 гг. она была ниже на 109 мм, 17 мм, 59 мм и 42 мм соответственно.
Результаты. Установлено, что погодные условия вегетационного периода и применение минеральных удобрений оказали существенное влияние на урожайность зерна ячменя (табл. 1). В опыте наиболее высокая (3,30 т/га) урожайность зерна ячменя в контроле была в 2011 г. при ГТК = 1,4. В остальные годы он был в пределах 1,45-1,75 т/га. При температуре воздуха в июне-июле, близкой к среднему многолетнему значению, и количестве осадков в первой половине вегетационного периода немногим ниже среднемноголетней норме прибавка урожайности от Р60К60 в 2014 г. составила 0,45 т/га (+26%). В остальные годы она была в пределах 0,04-0,45 т/га и в среднем за пять лет составила 0,17 т/га (9%). Применение NзoP6oK6o способствовало увеличению урожайности зерна в пределах 0,671,25 т/га и в среднем за 5 лет 0,95 т/га (+50%). Прибавка от внесения азотных удобрений получена в пределах 0,57-0,80 т/га (+24-48%).
Инокуляция семян биопрепаратом Азоризин способствовала достоверному увеличению зерновой продуктивности ячменя. Прибавка урожайности от применения ассоциативных микроорганизмов наблюдалась во всех вариантах опыта и во многом зависела от погодных условий и минерального питания растений.
Наиболее высокой эффективность биопрепарата была в 2011 г. и составила 0,43-0,45 т/га, в остальные
1. Урожайность зерна ячменя, т/га
Вариант Сбор зерна по годам Средний сбор зерна Прибавка к фону без удобрений Окупаемость удобрений урожаем зерна, кг/кг
2010 2011 2012 2014 2015
Контроль 1,56 3,30 1,48 1,75 1,45 1,91 - -
Азоризин 1,84 3,75 1,76 1,98 1,86 2,24 0,33 -
?60^0 1,68 3,36 1,52 2,20 1,62 2,08 0,17 1,42
Р60К60 + Азоризин 1,99 3,81 1,81 2,50 2,00 2,42 0,51 4,25
NзoP6oK6o 2,48 4,55 2,15 2,81 2,33 2,86 0,95 6,33
Кз0Рб0Кб0 + Азоризин 2,91 4,98 2,48 3,21 2,68 3,25 1,34 8,93
НСР05 0,14 0,17 0,16 0,13 0,12 0,11
годы 0,23-0,42 т/га. Эффективность биопрепарата без удобрений и на фоне РбоКбо была практически одинаковой и составила в среднем за пять лет 0,330,34 т/га (+16-17%). На фоне полного минерального удобрения дополнительный сбор зерна от инокуляции семян Азоризином составил в среднем за пять лет 0,39 т/га (+14%).
Наименьшая окупаемость минеральных удобрений получена на фоне РбоКбо. Внесение N30, увеличив прибавку урожайности, обеспечило повышение окупаемости до 6,33 кг/кг, при этом окупаемость каждого килограмма азота составила 26 кг зерна. Использование биопрепарата увеличивало окупаемость NPK до 8,9 кг зерна, в том числе 1 кг азота до 27,7 кг зерна.
Ранее проведенными исследованиями [2, б] отмечалось, что применение минеральных удобрений и биопрепаратов, изготовленных на основе ризосфер-ных микроорганизмов, способно улучшать минеральное питаний растений как за счет удобрений, так и вовлечения в агроценоз азота атмосферы и усиления поглощения корнями из почвы элементов питания. В проведенном эксперименте на дерново-подзолистой почве установлено, что при внесении фосфорно-калийного удобрения наблюдалась только тенденция к повышению содержания подвижных форм этих элементов в растениях ячменя (табл. 2), которая отмечена в разные фазы развития растений (кущение, трубкование, колошение). Внесение аммиачной селитры увеличивало содержание в растениях азота, что свидетельствует об улучшении азотного питания ячменя во все фазы развития. Аналогичная тенденция наблюдалась при инокуляции семян биопрепаратом, от действия которого концентрация азота в растениях возрастает на 5-10% относительных. Биопрепарат Азоризин существенно не
влиял на содержание фосфора и калия в биомассе ячменя по фазам вегетации [2, 7, 13].
Азоризин не оказывал существенного влияния на концентрацию фосфора и калия в зерне и соломе, но способствовал увеличению концентрации азота в зерне (табл. 3). Увеличение содержания азота от биопрепарата составило в среднем за пять лет в зерне 0,12-0,13 %. Однако его применение не существенно влияло на концентрацию азота в соломе. Улучшение азотного питания ячменя положительно отразилось на накоплении в зерне сырого белка. Максимальное (11,1%) содержание белка в зерне достигнуто в варианте с инокуляцией семян Азори-зином и применением ^оРбоКбо. При инокуляции семян на всех фонах внесения удобрений и в контроле в зерне ячменя имеет место тенденция повышения содержания сырого белка (0,7-о,8%).
Минеральные удобрения, улучшив питание растений, увеличили накопление азота, фосфора и калия в зерне и соломе ячменя. При этом максимальное количество азота и фосфора трансформировалось в зерно, а калия - в солому. Максимальная концентрация азота, фосфора и калия в зерне и соломе ячменя отмечается в вариантах с использованием минеральных удобрений в дозе ^оРбоКбо и посеве инокулированными семенами.
Вынос элементов питания урожаем ячменя зависел от урожайности основной и побочной продукции и концентрации в них азота, фосфора и калия (табл. 4). Наименьшим он был в контроле и на варианте РбоКбо. Дополнительное внесение №о на фоне РбоКбо увеличивало вынос азота на 27,2 кг/га, фосфора - на 9,0 кг/га и калия - на 18,8 кг/га. Однако вынос NPK на 1 т основной и побочной продукции существенно не изменялся по вариантам и составил азота 22,5-27,5 кг, фосфора 9,4-10,8 кг и калия 18,8-
2. Содержание азота, фосфора и калия в растениях ячменя, % на абсолютно сухое вещество
(среднее за 5 лет)
Вариант Кущение Т рубкование Колошение
N P2O5 ^ N P2O5 K2O N P2O5 K2O
Контроль 2,54 о,8б 4,45 1,95 о,72 2,94 1,23 о,5б 1,5б
Азоризин 2,б8 о,87 4,47 2,14 о,73 2,94 1,27 о,57 1,58
РбоКбо 2,5б о,88 4,5б 1,9б о,77 3,13 1,28 о,59 1,7б
РбоКбо + Азоризин 2,78 о,9о 4,5б 2,1б о,78 3,18 1,3о о,бо 1,79
КзоРбоКбо 2,78 о,91 4,бб 2,2о о,8о 3,38 1,41 о,б1 1,84
КзоРбоКбо + Азоризин 2,92 о,92 4,б7 2,22 о,81 3,4о 1,48 о,б2 1,9о
3. Содержание элементов питания в зерне и соломе ячменя, % на абсолютно сухое вещество __(среднее за 5 лет) _
Вариант Зерно Солома
N P2O5 K2O сырой белок N P2O5 K2O
Контроль 1,5б о,58 о,б2 9,1 о,58 о,3о 1,о5
Азоризин 1,б8 о,59 о,б3 9,8 о,59 о,3о 1,о8
РбоКбо 1,55 о,б2 о,75 9,о о,б2 о,34 1,12
РбоКбо + Азоризин 1,б8 о,б2 о,78 9,8 о,б4 о,34 1,15
^оРбоКбо 1,78 о,б3 о,8о 1 о,4 о,7о о,3б 1,15
№оРбоКбо + Азоризин 1,9о о,б5 о,82 11,1 о,72 о,3б 1,17
4. Вынос элементов питания с урожаем (зерно + солома) (среднее за 5 лет), кг/га
Вариант Вынос всего Дополнительный вынос Вынос на 1 т основной и
за счет инокуляции побочной продукции, кг
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
Контроль 43,0 18,0 35,9 - - - 22,5 9,4 18,8
Азоризин 53,4 21,3 43,1 10,4 3,3 7,2 23,8 9,5 19,2
РбоКбо 47,7 21,4 43,6 - - - 22,9 10,3 21,0
Р60К60 + Азоризин 59,3 24,9 52,3 11,6 3,5 8,7 24,5 10,3 21,6
N30P60K60 74,9 30,4 62,4 - - - 26,2 10,6 21,8
N30P60K60 + Азоризин 90,4 35,6 73,2 15,5 5,2 10,8 27,5 10,8 22,2
22,2 кг. От использования биопрепарата без азотного удобрения дополнительный вынос азота с урожаем ячменя составил 10,4-11,6 кг/га, фосфора 3,3-3,5 кг/га и калия 7,2-8,7 кг/га, а на фоне с внесением азота в дозе 30 кг/га д.в. он увеличился по азоту до 15,5 кг/га, по фосфору до 5,2 кг/га и по калию до 10,8 кг/га. Увеличение выноса азота связано с использованием ячменем азота почвы, а также биологического, фиксированного бактериями, входящими в состав биопрепарата [9]. Рост выноса фосфора и калия связан с использованием растениями этих элементов из почвы и вносимых минеральных удобрений.
Анализ структуры урожая показал, что внесение РбоКбо не существенно влияло на длину стебля, колоса, количество зерен в колосе, но несколько увеличивало массу 1000 зерен. Дополнительное внесение N30 на фоне РбоКбо способствовало увеличению этих показателей. Инокуляция семян ячменя Азо-ризином во все годы исследований и на всех фонах
минерального питания увеличила длину стебля и колоса, количество зерен в колосе и массу 1000 семян. При этом изучаемые факторы не влияли на продуктивную кустистость растений ячменя. Максимальная длина стебля, колоса, количество зерен в колосе и масса 1000 зерен отмечены в варианте КзоРбоКбо + Азоризин, что в конечном итоге обеспечило получение более высокого урожая зерна.
Таким образом, полевые исследования по использованию биопрепарата Азоризин показали, что инокуляция семян улучшает азотное питание растений и увеличивает урожайность и качество зерна ячменя. Наиболее высокая урожайность получена при внесении полной дозы минеральных удобрений и инокуляции семян Азоризи-ном. Биопрепарат способствовал увеличению содержания сырого белка в зерне и росту окупаемости минеральных удобрении прибавкой урожая зерна.
Литература
1. Сычев В.Г., Шафран С.А. Агрохимические свойства почв и эффективность минеральных удобрений. - М.: Издательство ВНИИА, 2013. - 296 с.
2. Завалин А.А., Алметов Н.С., Чернова Л.С. Эффективность использования минеральных удобрений и биопрепаратов в зернотравяных севооборотах // Агрохимия, 2014, № 9. - С. 35-47.
3. Васюк Л.Ф. Азотфиксирующие микроорганизмы на корнях небобовых растений и их практическое использование / Биологический азот в сельском хозяйстве СССР, отв. ред. Е.Н. Мишустин. - М.: Наука, 1989. - С. 88-97.
4. Кожемяков А.П., Белоброва С.Н., Орлова А.Г. Создание и анализ базы данных по эффективности микробных биопрепаратов комплексного действия // Сельскохозяйственная биология, 2011, № 3. - С. 112-115.
5. Биопрепараты в сельском хозяйстве (Методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве) / Под ред. И.А. Тихоновича, Ю.В. Круглов. - М.: Россельхозакадемия, 2005. - 154 с.
6. Завалин А.А., Алметов Н.С. Применение биопрепаратов и биологический азот в земледелии Нечерноземья. -М.: Издательство ВНИИА, 2009. - 152 с.
7. Тихонович И.А., Проворов Н.А. Сельскохозяйственная микробиология как основа экологически устойчивого агропроизводства: фундаментальные и прикладные аспекты // Сельскохозяйственная биология, 2011, № 3. - С. 3-9.
8. Дахмуш А.С., Кожемяков А.П. Использование ассоциативных ризобактерий в улучшении плодородия почвы и питания растений // Агрохимия, 2007, № 1. - С. 57-61.
9. Завалин А.А, Биопрепараты, удобрения и урожай. - М.: Издательство ВНИИА, 2005. - 302 с.
10. В помощь земледельцу / Под ред. Ю.П. Филимонова. - Йошкар-Ола: Марийское книжное издательство, 1977. - 416 с.
11. Методические указания по разработке, производственной проверке и освоению интенсивных технологий возделывания зерновых культур. - М.: ВАСХНИЛ - ВИУА, 1986. - 74 с.
12. Методика разработки нормативов окупаемости минеральных удобрений прибавкой урожая сельскохозяйственных культур. - М.: ВНИИА. 2009. - 48 с.
13. Шотт П.Р., Литвинцев П.А., Литвинцева Т.А., Кожемяков А.П. Применение препаратов корневых диазотро-фов при возделывании зерновых культур на Алтае // Достижения науки и техники, АПК, 2010, № 6. - С. 29-31.
