CC BY
212
13. Кожемяков А.П, Хотянович А.В. Перспективы применения биопрепаратов ассоциативных азотфиксирующих микроорганизмов в сельском хозяйстве // Бюллетень ВИУА. - № 10. - 1997. - С. 4-5.
14. Шабаев В.П., Смолин В.Ю. Отзывчивость озимой пшеницы на инокуляцию бактериями рода Psendomonаs на серой лесной почве // Почвоведение. - 2000. - № 4. - С. 497-504.
15. Брей С.М. Азотный обмен в растениях. - М.: Агропромиздат, 1986. - 200 с.
16. Кунакова А.М. Взаимодействие ассоциативных ризобактерий с различными растениями при различных агроэкологи-ческих условиях. Авторефератдисс... канд. биол. наук. - Санкт-Петербург: 1998. - 18 с.
INFLUENCE OF BIOLOGICAL PREPARATIONS OF ASSOCIATIVE NITROGEN-FIXING MICROORGANISMS ON PRODUCTIVITY OF AGRICULTURAL CROPS S.M.Lukin, E.V.Marchuk
Summary. In field experiences on sandy loam soddy- podzolic soils of the Vladimir area it is established use of preparations of associative nitrogen-fixing microorganisms in not bean cultures allows to involve in biological circulation to 36 kg/ha of atmospheric nitrogen. Application of preparations Extrasol KO, Extrasol № 15 Seratia № 218 under a potato promotes increase in its productivity at 18-36 ts/ hectare,. Application Bioplant on mais provided increase of its productivity on 26-41 ts/hectares. Efficiency of biological preparations considerably increases under adverse ecological conditions: lack of heat and surplus of moisture, pollution of soils by heavy metals and deficiency of mineral nitrogen of soils. Complex application of bacterial and organic fertilizers under clean-tilled crops allows to increase productivity of a crop rotation link in 1,8-2,7 times.
Key words: biological preparations, associative nitrogen-fixing microorganisms, productivity of agricultural crops, potato, mais, barley
УДК 631.847.2+631.82:633.2
ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
Н.С. АЛМЕТОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Н.В. ГОРЯЧКИН, старший преподаватель Х.З. НАЗМИЕВ, аспирант Марийский ГУ
Л.С. ЧЕРНОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
А.А. ЗАВАЛИН, член-корреспондент РАСХН, зав. лабораторией
ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова Россель-хозакадемии
E-mail: info@vniia-pr.ru
Резюме. Представлены результаты действия и последействия биопрепаратов и минеральных удобрений, внесенных под покровную культуру ячмень на урожайность и качество сухой массы многолетних трав. На фоне естественного плодородия среднегодовая урожайность тимофеевки луговой достигала 31,2 ц/га, клевера красного - 38,7 ц/га, смеси трав - 37,2 ц/га, при внесении P60Kf0 - 32,0; 40,0 и 37,5 ц/га соответственно. Азотные удобрения в дозе 30 кг/га д.в. на фоне Р6ЮК6Ю повышали урожайность клевера красного и смеси многолетних трав на 5,3 и 4,5 ц/га, соответственно. Инокуляция семян клевера красного ризоторфином способствовала увеличению среднегодовой продуктивности на
5.4...6.9 ц/га, тимофеевки луговой мизорином - на 4,2...5,4 ц/га. Совместное применение биопрепаратов на смеси клевера красного и тимофеевки луговой увеличивало ее на
5.1...6.3 ц/га.
Применение ризоторфина, мизорина и внесение минеральных удобрений под покровную культуру увеличивало содержание азота, фосфора и калия в растениях. Дополнительный вынос азота урожаем клевера красного составил 18.28 кг/ га, тимофеевки луговой - 2.4 кг/га и смеси этих видов трав - 10.16 кг/га, фосфора - 3.6, 0,5...6,0 и 3.4 кг/га, калия -11.12, 6.9 и 8 - 11 кг/га соответственно.
При выращивании клевера красного благодаря симбиотической азотфиксации в почве за два года накоплено 146.299 кг/га
биологического азота, в том числе за счет инокуляции ризоторфином - 30.40 кг/га. При использовании на тимофеевке луговой препарата ассоциативных диазотрофов количество биологического азота, пошедшего на формирование урожая, составило 5.11 кг/га. В травосмеси накопление азота, фиксированного симбиотическими микроорганизмами, в сумме за 2 года достигало 70.138 кг/га, за счет ассоциативной азотфиксации - 3,4.7,0 кг/га.
Ключевые слова: многолетние травы, удобрения, ассоциативные и сим-биотические азотфиксирующие биопрепараты, азотфиксация, инокуляция семян.
Многолетним бобовым и бобово-злаковым травосмесям принадлежит ведущая роль не только в создании кормовой базы и повышении урожайности культур севооборота, но и в вовлечении атмосферного азота в агроценоз. Расширение площадей многолетних бобовозлаковых травосмесей в Нечерноземной зоне особенно необходимо для бедных органическим веществом и азотом дерново-подзолистых почв [1], ко-торые представляют основной фонд почв республики Марий Эл. В структуре посевных площадей сельскохозяйственных культур республики их долю намечено довести до
30...40%. В составе многолетних трав значительную часть занимают злаковые виды. Однако урожайность их остается низкой, и одна из причин - недостаточное обеспечение растений элементами минерального питания, важнейший из которых - азот [2]. В последние годы в связи со снижением применения азотных удобрений ставится задача поиска новых дополнительных источников питания растений элементом, среди которых важнейшее значение принадлежит биологическим. В естественных биоценозах роль биологической фиксации атмосферного азота по значимости вполне равноценна процессам фотосинтеза [3, 4].
Цель наших исследований - оценить действие и последействие биопрепаратов на основе симбиотических и ассоциативных микроорганизмов на урожайность и качество многолетних трав, а также определить величину накопления биологического азота при инокуляции семян биопрепаратами.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на посевах многолетних трав I и II годов пользования в республике Марий Эл на дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почве, характеризующейся высоким содержанием подвижного фосфора, средним - подвижного калия и близкой к нейтральной реакцией среды, с содержанием гумуса (по Тюрину) -
1,9 %. Опыт был заложен в трехкратной повторности, на трех фонах питания: без удобрений, Р60К60, ^0Р60К60. Удобрения (аммиачная селитра, двойной суперфосфат хлористый калий) вносили под покровную культуру - ячмень под предпосевную культивацию почвы. Действие ризоторфина, изготовленного на основе клубеньковых бактерий рода RhizoЫum штамма 348«а», изучали на клевере красном сорта Марино, мизорина на основе ассоциативных микроорганизмов из рода Аг^юЬа^ег - на тимофеевке луговой сорта Казанская, смеси этих биопрепаратов - на совместных посевах клевера и тимофеевки. Семена обрабатывали в день посева под навесом, подсев трав проводили на второй день после покровной культуры (ячмень) поперек направления посева сеялкой СЗТ-3,6. Семяна ячменя инокулировали биопрепаратом флавобактерин, созданным на основе штамма Л30, относящегося к роду Flavobacterium sp.
Учет урожайности сухой массы многолетних трав проводили в фазе цветения. Общая площадь делянок 108 м2, учетная - 40 м2, повторность трехкратная, расположение вариантов систематическое. Отбор проб растений и почвы выполняли по стандартным методикам, агрохимические анализы осуществляли в аккредитованной лаборатории общепринятыми методами. Статистическую обработку результатов проводили на ІВМ РС с использованием программы <^аЪ> ВИУА.
Результаты и обсуждение. Минеральные удобрения, внесенные под покровную культуру, и биопрепараты положительно влияли на сбор сухой массы клевера красного (табл. 1). В среднем за 3 года урожайность его посевов I г.п. на фоне естественного плодородия составляла 41,1 ц /га, Р60К60 - 42,4 ц/га, ^0Р60К60 - 47,6 ц/га, II г.п. - 36,3; 37,6 и 43,1 ц/га соответственно, в среднем за два года пользования - 38,7, 40,0 и 45,3 ц/ га. Таким образом, последействие фосфорно-калийных удобрений в дозах по 60 кг/га д.в. не оказывало существенного влияния на продуктивность клевера
фоне Р60К60 повышало ее на 5,3 ц/га. Эффект от последействия флавобактерина, использованного на посеве ячменя, снижался по годам, но был достоверным. Под его влиянием урожайность клевера красного I г.п. увеличилась на 5,4...6,2 ц/га, а клевера II г.п. - 4,2...4,7 ц/ га. От инокуляции семян клевера ризоторфином без применения флавобактерина на ячмене прибавка сухой массы в I г.п. достигала 5,7...7,0 ц/га, во II г.п. - 4,9...6,0 ц/га, на фоне с флавобактерином - 6,7...7,6 и 5,0...6,2 ц/га соответственно.
Эффективность инокуляции семян тимофеевки луговой мизорином также снижалась по годам. При этом продуктивность в I г.п. увеличилась на 5,1...6,3 ц/ га, во II г.п. - на 3,3...4,5 ц/га. Действие биопрепарата не зависело от применявшихся под ячмень доз минеральных удобрений, как при использовании флавобактерина, так и без него. Последействие флавобактерина составило в среднем 3,1...3,6 ц/га на всех фонах минерального питания. В посевах тимофеевки луговой последействие минеральных удобрений, внесенных под ячмень, было невысоким и различия по вариантам находились в пределах ошибки опыта.
При использовании биопрепаратов на смеси клевера красного и тимофеевки луговой урожайность сухой массы в первый год пользования увеличилась на 5,7...6,9 ц/га, во второй - на 4,5...5,7 ц/га. Среднегодовая прибавка от последействия флавобактерина составила 4,2...4,7 ц/га. Последействие фосфорнокалийных удобрений существенного влияния на сбор сухой массы травосмеси не оказало. В среднем за годы исследований, в контроле он составил 37,7 ц/га, а в варианте Р60К60 - 37,5 ц/га. Эффективность азотных удобрений была выше. Внесение на фоне Р60К60 дозы способствовало увеличению урожайности травосмеси в среднем за годы исследований на 4,5 ц/га.
Биопрепарат ризоторфин и минеральные удобрения оказали определенное влияние на качество сухой массы клевера красного. Наиболее высокое содержание азота (0,65 %), фосфора (0,48 %), калия (1,51 %), нитратов (505 мг/кг), кальция (1,65 %), жира (3,26 %) и протеина (19,5 %) отмечено варианте с ^0Р60К60. Последействие флавобактерина не оказало существенного влияния на качество вегетативной массы клевера красного, а инокуляция его семян ризоторфином способствовала увеличению содержания азота, калия, сырого жира и сахаров на 0,1...0,2 %, сырого протеина на - 0,6...0,8 %, нитратов - на 60 мг/кг. Остальные показатели практически не изменились.
Инокуляция семян тимофеевки мизорином спо-
красного, а азотных удобрений в дозе 30 кг/га д.в. на
собствовала незначительному (не более 0,1...0,2 %) увеличению содержания кальция, сахаров, протеина и
Таблица 1. Урожайность многолетних трав при использовании биопрепаратов и минеральных удо-
Применение биопрепарата на ячмене Тимофеевка луговая Тимофеевка луговая Клевер + тимофеевка
I г.п*. II г.п. средне- годовая I г.п. II г.п. средне- годовая I г.п. II г.п. средне- годовая
Без удобрений
Без инокуляции 41, 1/47 , 1** 36 3/41 2 38 7/44 1 33 9/39 0 28 5/32 1 31 2/35 6 40 8/46 5 33 6/38 1 37 2/42 3
Флавобактерин 47 1/53 8 40 7/45 7 43 9/49 7 38 1/43 о к 5 31 5/35 1 34 8/39 3 46 2/52 8 37 5/42 3 41 9/47 6
Без инокуляции 42 4/48 1 37 6/43 1 40 0/45 6 34 60 60 8/39 9 29 1/32 4 32 0/36 2 41 1/47 1 33 9/38 4 37 5/42 8
Флавобактерин 47 8/54 6 41 8/47 5 44 8/51 1 38 7/44 4 31 5/36 3 35 1/40 4 46 8/53 1 37 5/42 3 42 2/47 7
N Р к 30 60 60
Без инокуляции 47 6/54 6 43 1/49 1 45 3/51 8 36 9/42 9 30 9/34 8 33 9/38 9 45 6/52 2 38 4/43 5 42 0/47 9
Флавобактерин 53 8/61 4 47 8/54 0 50 8/57 7 41 4/47 7 33 3/37 8 37 4/42 8 51 3/58 2 42 0/47 7 46 7/53 0
НСР05 3,2 2,9 3,1 3,9 3,0 3,3 3,6 2,9 3,1
* I г.п. - первый год пользования, II г.п. - второй год пользования,
** в числителе - без инокуляции семян многолетних трав, в знаменателе - с инокуляцией. То же в табл. 2, 4.
Таблица 2. Среднегодовой вынос* элементов питания урожаем многолетних трав (средний по 3 полям), кг/га
Применение биопрепарата на ячмене
Клевер красный
N
Р О
2 5
К2О
Тимофеевка луговая
N
РО
2 5
Клевер + тимофеевка
К2О
N
РО
25
К2О
Без инокуляции Флавобактерин
Без инокуляции Флавобактерин
Без инокуляции Флавобактерин
88,3/106,3 19,7/23,8 101,6/122,2 23,7/26,9
93,7/111,1 22,5/28,2 107,1/128,4 27,2/32,3
71,5/82,6
83,0/95,7
79,5/91,5
89,5/103,2
Без удобрений
12,2/14,2 25,1/29,2 13,9/16,3 28,0/33,0
Р*Лр
60 60 12,5/6104,610
13,7/16,8
ЛМ61
28,6/32,7
31,1/37,4
38,8/45,5
44,8/50,9
44,8/51,0
49,9/57,8
49,7/59,5 18,2/21,2 56,8/68,4 20,9/24,3
51,3/60,6 19,7/22,9 58,6/70,0 22,6/25,8
134,2/158,3 29,8/34,6 92,9/106,7 152,8/180,7 33,6/39,0 104,8/116,9 23,8/28,2 34,9/40,9 55,1/63,9 85,2/100,5 25,2/28,9
32,4/37,0 49,8/57,7 74,6/88,3 22,5/25,4
53,7/61,7
61,2/69,7
62,4/71,8
70,1/80,3
70,4/80,9
78,6/89,5
* - вынос в среднем за I и II годы пользования не оказала достоверного влияния на накопление фосфора, калия, жира, золы и клетчатки. Последействие флавобактерина и фосфорно-калийных удобрений влияло на качество зеленой массы тимофеевки луговой не существенно. Наиболее значительное влияние оказало последействие минеральных удобрений в дозе ^0Р60К60. В этом варианте отмечено самое высокое содержание азота в сухой массе (0,65 %), фосфора (0,48 %), калия (0,51 %), нитратов (247 мг/кг), кальция (0,6 %), сырого жира (1,93 %), золы (4,32 %), сахаров (14,8 %), клетчатки (29,5 %) и сырого протеина (3,75 %).
Обработка биопрепаратами семян травосмеси не влияла на концентрацию в сухой массе фосфора, калия, кальция, жира, золы и клетчатки. Одновременно отмечено относительное увеличение содержания азота. Тенденция к увеличению концентрации этого элемента наблюдалась и на фоне последействия фла-вобактерина.
Применение биопрепаратов и минеральных удобрений под предшествующую культуру существенным образом изменяло размеры потребления, а также хозяйственный вынос азота, фосфора и калия (табл. 2). Так, вынос азота с урожаем на посевах клевера красного составлял 88.180 кг/га, фосфора - 19.39 кг/га, калия - 71.117 кг/га, тимофеевки луговой - 12.28, 25.40, 38.64 кг/га соответственно, а смеси трав этих видов - 49.100, 18.29 и 53.89 кг/га. Он возрастал в случае применения биопрепаратов. На наш взгляд, это связано с повышением урожайности благодаря использованию растениями биологического азота, фиксированного клубеньковыми (на клевере красном) и ассоциативными (на тимофеевке луговой) бактериями, а также с увеличением потребления почвенных запасов фосфора и калия.
Инокуляция семян многолетних трав биопрепаратами способствовала дополнительному отчуждению основных элементов питания (табл. 3). По азоту на кле-
работка семян покровной культуры флавобактерином также способствовала дополнительному выносу азота, фосфора и калия. Вероятно, это происходило в результате использования растениями биологического азота, фиксированного клубеньковыми и ассоциативными микроорганизмами, минерального азота из почвы и удобрений. Дополнительный вынос фосфора и калия связан с активным потреблением инокулированными растениями запасов этих элементов из почвы и минеральных удобрений.
Доля биологического азота, фиксированного клубеньковыми бактериями, живущими на корнях бобовых растений может достигать 83 % от выноса [3]. Другим его источником служит азот, фиксированный ассоциативными микроорганизмами в ризосфере злаковых культур [5, 6]. Вклад биологического азота в формирование урожайности злаковых культур по данным опытов, проведенных с использованием стабильного изотопа азота 15^ оценивается в пределах 13,5.21 % [7] и по обобщенным сведениям [6] использование для инокуляции микробиологических препаратов обеспечивает фиксацию азота микроорганизмами от 15 до 30 кг/га. При использовании ассоциативных диазотрофов доля биологического азота в формировании урожая многолетних злаковых трав (тимофеевки луговой) равна 20 % [7]. С применением этих нормативов рассчитано количество азота, фиксированного клубеньковыми бактериями и ассоциативными диазотрофами. В урожае клевера красного благодаря симбиотической азотфиксации в сумме за 2 года было накоплено от 146 до 299 кг/га биологического азота (табл. 4). Обработка семян ризоторфином повышала величину этого показателя на 30.40 кг/га, что свидетельствует о положительной роли инокуляции семян биопрепаратом. В результате использования на многолетних злаковых травах ассоциативных диазотрофов количество биологического азота, пошедшего на формирование урожая
кг/га
Применение биопрепарата на ячмене N Р О КО
1* 2 3 1 2 3 1 2 3
Без инокуляции Флавобактерин
Без инокуляции Флавобактерин
Без инокуляции Флавобактерин
0 /18,0** 13,3/20,6
0 /2,0 1,7/2,4
Без удобрений
0 /9,8 0 /4,1 -/0,41 0 /3,0 0 /11,1 0 /6,7 0 /8,0
7,1/11,6 4,0/3,2 2,9/5,0 2,7/3,4 11,5/12,7 6,0/6,1 7,5/8,5
вере красном оно составило Таблица 3. Дополнительный вынос элементов питания урожаем многолет-
18.28 кг/га, на тимофеевке них трав за счет инокуляции семян биопрепаратами (средний по 3 полям),
луговой - 2.4 кг/га, на травосмеси - 10.16 кг/га, по фосфору - 3.6, 0,5.6,0 и 3.4 кг/га, по калию - 11.12,
6.9 и 8.11 кг/га соответственно. Наибольшее увеличение выноса отмечено при использовании минеральных удобрений под покровную культуру и инокуляции семян многолетних трав. При этом добавка азота в состав удобрения положительно влияла на накопление основных элементов питания в урожае. Об-
0 /17,4 0 /1,6
13,4/21,3 1,23,1
0 /24,1 0 /4,6
0 /9,3 7,3/11,4 N
0 /13,7
Р К
60 60
0 /5,7 0 /4,1 0 /3,2 0 /12,0 0 /6,2 0 /8,5
4,7/5,1 2,5/6,3 2,9/3,2 10,0/ 13,7 5,1/7,9 7,7/10,2 Рк
30 60 60
0 /4,8 0 /4,6 0 /2,9 0 /13,8 0 /7,9
18,6/27,9 3,9/4,410,6/15,3 3,8/5,4 2,5/6,0 2,7/3,7 12,0/12,1 5,3/8,8
0 /10,5 8,2/10,9
* 1 - клевер красный, 2 - тимофеевка луговая, 3 - смесь клевера и тимофеевки. ** в числителе - последействие от инокуляции ячменя флавобактерином, в знаменателе - инокуляция семян многолетних трав.
Таблица 4. Накопление биологического азота многолетними травами (среднее по 3 полям), кг/га
Применение биопрепарата на ячмене Клевер Клевер + тимофеевка Тимофеевка
симбиотический симбиотический ассоциативный всего ассоциативный
I г.п. II г.п. за 2 года I г.п. II г.п. за 2 года I г.п. II г.п. за 2 года I г.п. II г.п. за 2 года I г.п. II г.п. за 2 года
Без инокуляции Флавобактерин
Без инокуляции Флавобактерин
Без инокуляции Флавобактерин
78.8 98,4
92.6 115,3
84.8 103,0
97.7 119,6
67,8
78.0
76.0 87,6
71.1 81,5
80.1 93,4
146.6
176.4
168.6 202,9
155.5
184.5 177.8 213,0
122.0 100.8 222.8 145,5 117,3 262,8 140.7 113.0 253.7 168,1 131,8 299,9
Без удобрений
39.1 31.4 70.5 0.0 0.0 0.0 39.1 31,4 70.5 0.0 О0 0.0
48,6 36,1 84,7 1,7 1,7 3,4 50,3 37,8 88,1 2,8 2,9 5,7
45.4 35.0 80.5 0.0 0.0 О.О 45.4 35.0 80.5 0.0 О0 0.0
56,5 40,6 97,1 2,0 1,9 3,9 58,5 42,5 101,0 3,3 3,2 6,5
Р К60
40.9 36.3 73.0 60 0°,О 0.0 0.0 40.9 36.3 73.0 0.0 О0 0.0
50,4 35,9 86,8 1,6 1,7 3,3 52,1 38,0 90,1 2,8 2,9 5,7
47.8 35.9 83.7 0.0 0.0 0.0 47.8 35.9 83.7 0.0 00 0.0
58,2 41,6 99,8 2,1 1,9 4,0 60,2 43,5 103,8 3,5 3,3 6,8
1ПК
58.5 44.9 30 103.4 60 60 0.0 0.0 0.0 58.5 44.9 103.4 0.0 00 0.0
69,5 52,0 121,5 3,8 2,2 6,0 73,3 54,2 127,6 6,3 3,5 9,8
67.1 49.7 116.7 0.0 0.0 0.0 67.1 49.7 116.7 0.0 00 0.0
79,7 58,2 137,9 4,5 2,5 7,0 84,2 60,7 144,9 7,3 3,9 11,2
тимофеевки луговой, составило от 5 до 11 кг/га. Внесение под покровную культуру полного минерального удобрения в дозе ^0Р60К60 положительно отразилось на количестве биологического азота, участвующего в формировании урожая. В травосмеси благодаря симбиотическим микроорганизмам его накопление в сумме за 2 года в случае применения под ячмень минеральных удобрений возрастало с 70 до 138 кг/га, или в 2 раза. Благодаря использованию ассоциативного биопрепарата, количество биологического азота, участвующего в формировании урожая травосмеси, за 2 года увеличилось с 3,4 до 7,0 кг/га. Суммарная величина этого показателя при инокуляции семян бобово-злаковых трав биопрепаратами и улучшении минерального питания растений путем внесения минеральных удобрений под предшествующую культуру возрастала в 2,1 раза.
Выводы. Использование биопрепаратов, созданных на основе симбиотических и ассоциативных микроорганизмов, на многолетних бобовых, злаковых и бобово-злаковых травостоях способствовало увеличению урожайности. Наибольшие прибавки от инокуляции получены при выращивании клевера красного и смеси клевера и тимофеевки - 5,4...6,9 и 5,1...6,3 ц/га сухой массы. Последействие биопрепарата флавобактерин, использованного на покровной культуре ячмене достоверно увеличивало среднегодовую урожайность сухой массы клевера красного на 4,8.5,5 ц/га, тимофеевки луговой - на
3,1...3,6 ц/га, смеси многолетних трав - на 4,2...4,7 ц/ га. Последействие фосфорно- калийных удобрений,
применявшихся на посевах ячменя в дозах по 60 кг д.в., на сборе сухой массы многолетних трав существенно не проявилось. Внесение азотных удобрений в дозе 30 кг д.в. на фоне Р60К60 обеспечило увеличение среднегодовой урожайности клевера красного на 5,3 ц/га, смеси многолетних трав - на 4,5 ц/га.
Вынос элементов питания при использовании биопрепаратов возрастал в результате роста урожайности и увеличения использования растениями биологического азота, фиксированного клубеньковыми и ассоциативными бактериями. Дополнительный вынос с урожаем фосфора и калия связан с потреблением инокулированными растениями почвенных запасов этих элементов, а также использованием питательных веществ из минеральных удобрений.
Инокуляция семян биопрепаратами увеличила количество биологического азота, накопленного в урожае многолетних трав. Наибольший эффект получен при внесении азотных и фосфорно-калийных удобрений под покровную культуру. При выращивании клевера красного за счет симбиотической азотфиксации за 2 года накоплено 146.299 кг/га биологического азота, в том числе за счет инокуляции ризоторфином - 30.40 кг/га. При использовании на тимофеевке луговой препарата ассоциативных диазотрофов количество биологического азота, пошедшего на формирование урожая, составило 5.11 кг/га. В травосмеси накопление в урожае биологического азота, фиксированного симбиотическими микроорганизмами, в сумме за 2 года достигало 70.138 кг/га, за счет ассоциативной азотфиксации - 3,4.7,0 кг/га.
Литература.
1. Завалин А.А., Алметов Н.С., Бердников В.В. и др. Эффективность применения биопрепаратов в севообороте //Агрохимия. - 2010. - №6. - С. 28-37.
2. Кореньков Д.А. Агроэкологические аспекты применения азотных удобрений. - М.: Агроконсалт, 1999. - 296 с.
3. Трепачев Е.П. Агрохимические аспекты биологического азота в современном земледелии. - М.: Колос, 1999. - 531 с.
4. Брей С.М. Азотный обмен в растениях. - М.: Агропромиздат, 1986. - 200 с.
5. Белимов А.А. Взаимодействие ассоциативных бактерий и растений в зависимости от биотических и абиотических факторов: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. - СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2008. - 46с.
6. Тихонович И.А., Кожемяков А.П., Чеботарь В.К. и др. Биопрепараты в сельском хозяйстве (Методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве). - М.: РАСХН, 2005. -154 с.
7. Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай. - М.: ВНИИА, 2005. - 302 с.
INFLUENCE OF BIOPREPARATIONS AND MINERAL FERTILIZERS ON PRODUCTIVITY AND QUALITY
OF LONG-TERM GRASSES N.S. Almetov, N.V. Goriachkin, H.Z. Nazmiev, L.S. Chernova, A.A. Zavalin
Summary. The effect and aftereffect of mineral fertilizers and bio-preparations based on associative and symbiotic microorganisms were assessed. It was shown that inoculation of seeds of long-term grasses with biopreparations increased productivity of long-term grasses and promotes additional alienation of major nutrients from soil. The greatest increases of productivity from inoculation are received at cultivation of red clover and mixes of red clover and timothy.
Application of biopreparations with mineral fertilizers raises efficiency of inoculation. Accumulation of biological nitrogen increased in a crop in 2 times.
Key word: Long-term grasses, mineral fertilizers, associative and symbiotic microorganisms, biopreparations, nitrogen fixation, seed inoculation.
УДК 631.872:631.417.1:631.427
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОПРЕПАРАТА БАРКОН ДЛЯ ИНОКУЛИРОВАНИЯ СОЛОМЫ, ПРИМЕНЯЕМОЙ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ
И.В. РУСАКОВА, кандидат биологических наук, зав. лабораторией
ВНИИ органических удобрений и торфа Россель-хозакадемии
Н.И. ВОРОБЬЕВ, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии Рос-сельхозакадемии
E-mail: rusakova.iv@yandex.ru
Резюме. В лабораторном (инкубационном), вегетационном и полевом опытах изучали влияние обработки соломы различных культур (озимой пшеницы, ячменя и люпина) биопре-паратом-гумификатором Баркон на динамику процессов ее трансформации в дерново-подзолистой супесчаной почве и урожайность сельскохозяйственных культур. В инкубационном и полевом опытах установлено стимулирующее влияние биопрепарата на микробиологические процессы трансформации соломы: увеличение численности аммонифицирующих микроорганизмов - на 10.58 %, амилолитических - на 13.47 %, аэробных целлюлозоразлагающих - на 33.83 %, показателя суммарной биологической активности - в 1,3 раза, коэффициента гумификации соломы - на 52.66 %, содержания углерода, экстрагируемого горячей водой - на 13.15, микробной биомассы - на 115.130 мг/кг почвы. Рост численности гетеротрофной микрофлоры не сопровождается повышением суммарной эмиссии СО2, по сравнению с вариантом без Баркона, что может свидетельствовать о более активном включении органического углерода, внесенного в составе соломы в микробную биомассу и гумусовые вещества. Добавление минерального азота создает более благоприятные условия азотного питания для почвенной микробиоты, участвующей в разложении соломы и обеспечивает максимальные показатели численности протеолитических и амилолитических микроорганизмов - соответственно в 1,89-1,37 и 1,68 раза выше, чем при ее внесении с Барконом без добавок азота.
В вегетационном опыте инокулирование соломы Барконом способствовало устранению ее фитотоксичности. Прибавка надземной фитомассы ячменя, по отношению к аналогичным вариантам без биопрепарата, составила 12.13 % . Применение биопрепарата-гумификатора Баркон для обработки пожнивных остатков обеспечивает более эффективное использование нетоварной части урожая зерновых и зернобобовых культур (а также других отходов растениеводства) для оптимизации гумусного состояния пахотных почв. Ключевые слова: солома, биопрепарат, растительные остатки, гумификация, биологическое состояние, плодородие почв.
На сегодняшний день агроэкологическая целесообразность и высокая экономическая эффективность использования в качестве удобрения побочной продукции растениеводства, основную часть которой составляет солома зерновых и зернобобовых культур, установлена научными исследованиями и подтверждена практическим опытом [1.7]. Ценность соломы, как удобрения, обусловлена прежде всего высоким содержанием
органических соединений (80.86 %), представленных моно- и полисахаридами, декстринами, белками, лигнином и др., которые при поступлении в почву подвергаются микробиологической трансформации, становятся участниками всех этапов процесса гумификации и служат основой для формирования различных гумусовых веществ. В естественных условиях большая часть органических веществ соломы минерализуется до конечных продуктов (СО2 и Н2О) и лишь 10.20 % преобразуется в гумус или накапливается и сохраняется в почве в форме устойчивых к разложению соединений. В связи с этим возможности накопления гумуса за счет соломы весьма ограничены. По нашим экспериментальным данным, полученным в длительном полевом опыте, при использовании 18 т/га соломы за 2 ротации 5-польного зернопропашного севооборота содержание гумуса в пахотном слое дерново-подзолистой супесчаной почвы увеличилось, по сравнению с исходным, всего на 0,06.0,07 %, или на 10 % (относительных) [8]. Близкие значения коэффициентов ее гумификации получены и другими исследователями [2,9.11]. Для более рационального использования соломы как дополнительного ресурса органического вещества необходима разработка способов повышения ее эффективности в отношении оптимизации гумусного состояния пахотных почв.
Величина коэффициентов гумификации в значительной степени определяется структурой и активностью комплекса почвенных гетеротрофных микроорганизмов, принимающих участие в разложении органического вещества [12]. В связи с этим один из перспективных приемов повышения коэффициента гумификации послеуборочных растительных остатков, используемых в качестве удобрений, - инокуляция их микробиологическими препаратами. Это позволяет регулировать состав и численность микробного комплекса, конструировать почвенные фитомикробные системы в направлении ускорения разложения фитомассы, обеспечения воспроизводства почвенного плодородия, высокой и устойчивой продуктивности растений при минимальных ресурсо- и энергозатратах [13, 14].
Биопрепарат-гумификатор Баркон, разаработан-ный во ВНИИСХМ, содержит комплекс эффективных микроорганизмов, осуществляющих деструкцию целлюлозно-лигниновых комплексов в растительной биомассе и последующую трансформацию их в гумусоподобные и гумусовые вещества [15]. Его применение позволяет создать высокую концентрацию полезных форм микроорганизмов (более 100 млрд клеток на 1 г субстрата), которые могут успешно конкурировать с аборигенной микрофлорой почвы,
