Отраслевая сеть инноваций в АПК

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ​

Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчёт состоит из восьми разделов, введения, заключения, реферата, содержит 266 страниц, 117 таблиц, 60 рисунков, 155 источников, 5 приложений.

АГРОЦЕНОЗЫ, АГРОТЕХНОЛОГИИ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ СТИМУЛЯТОРЫ, ХИМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ, МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ, ОРГАНИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ, ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ, ВЕРМИКОМПОСТЫ ПОЧВЫ, ЧЕРНОЗЕМ, ПРОДУКТИВНОСТЬ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Объект исследования: биологические стимуляторы, химические средства защиты, удобрения, почвы, сельскохозяйственные культуры.

Цель работы: изучение механизмов влияния биологических стимуляторов на свойства и режимы почв при внедрении инновационных технологий возделывания зерновых культур, картофеля и рапса; отработка технологии применения и оценка эффективности минеральных подкормок, органо-минеральных удобрений, вермикомпостов, биологических стимуляторов и средств защиты растений с целью снижения экологической нагрузки на агроценозы.

Методы выполнения работы. Общая методологическая концепция, используемая в исследованиях, основана на использовании методов биологизации земледелия и создания устойчивых аргоценозов. Основные методы: наблюдение, описание, измерение, анализ, синтез.

В полевых и лабораторных опытах проведено агроэкологическое испытание биологических стимуляторов растений «Лигногумат АМ», «Гипергрин», ряда препаратов марки «Берес» и усовершенствована технология их применения на пшенице, рапсе и картофеле, дана экономическая оценка эффективности препаратов. Получены новые материалы и исследованы механизмы влияния биологических стимуляторов, средств защиты на посевные качества семян сельскохозяйственных культур и почвы. Был определен продукционный потенциал сельскохозяйственных культур в условиях комплексной защиты растений с использованием биологических стимуляторов.

Установлено, что применение стимулятора «Чудорост» с культурой микроводорослей для обработки семян гороха и пшеницы благоприятно действует на начальные ростовые процессы, увеличивая длину ростка и длину корней. Обработка семян пшеницы удобрением с культурой хлореллы в чистом виде и в смеси с артроспирой и дуналиеллой определяет повышение энергии прорастания на 1-2 % и лабораторной всхожести на 2 %. Совместное применение биологического стимулятора «Лигногумат» с химическими протравителями способствует достоверному повышению полевой всхожести пшеницы на 15 %, рапса – на 23 %. Биологический стимулятор «Лигногумат» в комплексной защите сельскохозяйственных культур не зависимо от технологии его применения сформировал близкий уровень урожайности семян яровой пшеницы (48 ц/га) и зелёной массы ярового рапса (53 т/га), превышающий контроль на 12 ц/га и 15 т/га соответственно. Применение биологического стимулятора «Берес 8» в качестве протравителя и с последующими внекорневыми обработками посевов яровой пшеницы наиболее эффективно: увеличивает полевую всхожесть растений и обеспечивает высокое количество и хорошее качество клейковины в зерне. Эффективность использование биологического стимулятора «Гипергрин» зависит от погодных условий: на посевах яровой пшеницы в условиях хорошей влагообеспеченности его применение совместно с химическим протравителем и в баковых смесях по вегетирующим растениям способствовал повышению урожайности яровой пшеницы на 10 ц/га и среднего уровня рентабельности на 67 %. Использование биологического стимулятора «Гипергрин» с одновременным протравливанием при посадке и последующими двумя обработками по вегетации на 4,16 т/га увеличивает урожайность картофеля по сравнению с контролем. Применение препарата «Гипергрин» позволяет сократить время уборки при выращивании картофеля на семенные цели и повысить урожайность и выход товарных клубней при возделывании на продовольственные цели.

Получены материалы, отражающие механизм действия различных видов вермикомпостов на свойства черноземов и серых лесных почв Красноярской лесостепи и продуктивность сельскохозяйственных культур. Показано, что доза внесения вермикомпоста определяла достоверное повышение содержания гумуса, подвижных форм фосфора и обменного калия. На агрочерноземе оптимальной дозой внесения вермикомпоста под яровую пшеницу является 5 т/га, а на агросерой почве под яровую пшеницу, рапс и гречиху – 6 т/га вермикомпоста, приготовленного на основе птичьего помета и отходов деревообработки, и 3 т/га – на основе отходов чая и кофе.

Отработана технология применения органо-минерального удобрения (ОМУ) под картофель, возделываемый на продовольственные цели. Проведена сравнительная оценка действия традиционных комплексных удобрений и ОМУ на продуктивность яровой пшеницы и свойства почвы. Наиболее эффективное действие на продуктивность картофеля оказывает внесение ОМУ в норме 1,0 ц/га при посадке клубней, что обеспечивает поступление элементов питания непосредственно в зоне корневой системы.

Изучено влияние ранневесенних подкормок минеральными удобрениями на оптимизацию условий питания различных сортов озимой ржи, их продуктивность и качество. Наибольшую эффективность показало применение аммонийной селитры в качестве ранневесенней подкормки при возделывании озимой ржи сорта Тетра, уровень рентабельности производства составил 80 %.

Научно-обоснована и усовершенствована технология возделывания зерновых культур, ярового рапса и люпина с применением новых для региона гербицидов. Комплексная защита кукурузы в условиях Красноярской лесостепи повышает урожайность зеленой массы на 22-66 %, зеленой массы ярового рапса на 26 %, зерна яровой пшеницы на 46 % и ячменя – на 40 %.

Предложена технология комплексной защиты зерновых культур и рапса с применением биологических стимуляторов и микробиологических препаратов в качестве протравителей семян и в баковых смесях по вегетирующим растениям, а также усовершенствованная технология комплексной защиты кукурузы в условиях Красноярской лесостепи, увеличивающая урожайность зеленой массы на 21,7 – 66,3%.

Оценен баланс растительного вещества в почве зернопарового севооборота в условиях применения химических средств защиты.

Изучено влияние средств интенсификации (пестициды, азотные удобрения) на продуктивность зеленой массы зерна люпина узколистного.

В ходе исследований сформированы агроэкологические подходы к сохранению и воспроизводству плодородия почв региона. Применение гербицидов в дозах, не превышающих рекомендованных, определяет экофизиологический статус почвенного микробного сообщества, что формирует экологическую устойчивость агроценозов.

Выходная продукция. Подготовлено и опубликовано 15 научных статей, из них 5 в международных базах Scopus, 7 в журналах рекомендованных ВАК. Подготовлены и изданы 2 научно-практических рекомендаций для товаропроизводителей Красноярского края по использованию биологических стимуляторов в комплексной защите яровой пшеницы и регулированию питания озимой ржи при проведении ранневесенних подкормок. Подготовлена и издана монография «Эколого-агрохимические основы повышения плодородия почв Красноярской лесостепи». Подготовлен научно-технический отчёт.

Результаты научных разработок внедрены на предприятиях АПК Красноярского края и Российский Федерации, получено 4 акта внедрения (прил.3-6).

ВВЕДЕНИЕ

Повышение эффективности производства продукции растениеводства возможно при интенсификации сельскохозяйственного производства, предусматривающей рост урожайности возделываемых культур за счет рационального использования удобрений, средств защиты и освоения технологии возделывания высокоурожайных сортов. Одним из основных направлений развития современного земледелия является широкое внедрение технологий, признанных содействовать решению продовольственной безопасности, снижению материальных и энергетических затрат, улучшению качества продукции. Основой этих технологий является широкое использование биологических средств защиты растений, стимуляторов роста, органических и органо-минеральных удобрений. Экологизация земледелия на современном этапе сопряжена с разработкой и освоением наукоемких технологий, направленных на сохранение почвенного плодородия, экологической безопасности и охраны окружающей среды.

Вовлечение в средо- и почвообразовательный процесс агроэкосистем доступных возобновляемых ресурсов требует поиска научных решений, основанных на использовании методов биологизации земледелия. Адаптивный подбор и чередование культур в севообороте, использование культур, обладающих симбиотической азотфиксацией, применение биологических стимуляторов является одним из механизмов управления плодородием почв региона. Известно, что применение биостимуляторов способствует повышению продуктивности растений и получению высококачественной продукции, способствующей более полной реализации продукционного потенциала современных сортов. Регуляторы роста растений оказывают влияние не только на продуктивное использование подвижных форм минеральных веществ растениями, но и повышают устойчивость растений к стрессам, болезням, вредителям. Однако, нерегулярная и сложная структура гуминовых веществ предопределяет противоречивость результатов их применения.

Полученные материалы по действию биологических стимуляторов, а также органических и органо-минеральных удобрений на свойства почв и продуктивность сельскохозяйственных культур позволяют усовершенствовать элементы технологии их возделывания в условиях Красноярского края, способствующие воспроизводству плодородия почвы и повышению урожайности.

Научная новизна. Значимость исследований заключается в получении комплекса научных знаний, которые позволят обеспечить переход к технологиям биологического земледелия в Сибирском регионе. Получены новые материалы по влиянию биологических стимуляторов и средств защиты растений на почвы и растения.

Впервые для условий Красноярской лесостепи определены оптимальные дозы внесения разных видов вермикомпостов под полевые культуры. Усовершенствованы технологии применения удобрений и разработаны рекомендации по их комплексному использованию.

Предложена технология комплексной защиты зерновых культур и рапса с применением биологических стимуляторов в качестве протравителей семян и в баковых смесях по вегетирующим растениям.

Изучение механизмов влияния биологических стимуляторов на свойства и режимы почв при внедрении инновационных технологий возделывания зерновых культур, картофеля и рапса; отработка технологии применения и оценка эффективности минеральных подкормок, органо-минеральных удобрений, вермикомпостов, биологических стимуляторов и средств защиты растений предполагает решение следующих задач:

  1. Исследовать действие биологических стимуляторов и средств защиты на продукционный потенциал сельскохозяйственных культур;
  2. Изучить механизм влияния биологических стимуляторов на агрофизические, агрохимические свойства и режимы черноземов Красноярской лесостепи;
  3. Оценить действие разных видов вермикомпостов на агрохимические свойства почв Красноярской лесостепи и продуктивность полевых культур;
  4. Разработать технологию применения органо-минеральных удобрений под картофель в условиях Назаровской лесостепи;
  5. Провести сравнительную оценку действия традиционных комплексных удобрений и органо-минеральных удобрений на продуктивность яровой пшеницы и свойства почвы;
  6. Изучить влияние ранневесенних азотных подкормок минеральными удобрениями на оптимизацию условий питания различных сортов озимой ржи, их продуктивность и качество;
  7. Отработать технологии применения биологических стимуляторов и средств защиты растений с целью снижения экологической нагрузки на агроценозы и повышения эффективности производства;
  8. Сформировать агроэкологический подход к сохранению и воспроизводству плодородия почв региона за счет применения удобрений и методов биологической стимуляции растений.

1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКОЙ ТЕРРИТОРИИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

1.1 Географическое положение и рельеф

Исследования проводились в пределах лесостепных ландшафтов Красноярского, Назаровского Южно-Минусинского округов земледельческой зоны Красноярского рая.

Красноярская лесостепь расположена в пределах Чулымо-Енисейской пластовой денудационной, наклонной, плоскоувалистая равнины (Брицина, 1962). Эта равнина представляет собой полузамкнутую впадину, у которой как бы отогнут северо-западный край. В направлении с юга на север и с запада на восток, а также от периферии к центру высотные отметки понижаются. В тектоническом отношении это относительно стабильный участок Кемчугской впадины. Волнистый денудационный рельеф территории представлен пологими (до 15°) склонами, верхние части которых формируются под воздействием плоскостного смыва, средние – совместным действием склоновых процессов и временных водотоков. Длительная сезонная мерзлота обуславливает формирование выраженного микрорельефа – суффозионно-просадочного на водоразделах и протяжинного на склонах.

На территории учхоза «Миндерлинское», где проводилась большая часть исследований, амплитуда высот значительна при минимальных отметках в 190 и максимальных в 330 (рис. 1). Рельеф сформирован в основном экзогенными процессами. Заметно выражен микрорельеф (Баторов, Демьяненко, 2018).

На цифровой модели четко видно чередование положительных и отрицательных форм рельефа образующих неоднородный холмисто увалистый и грядообразный мезорельеф. Формирование макрорельефа в этой области происходит при постоянном взаимодействии древних тектонических структур, и новейших тектонических движений, а так же большого количества факторов экзогенного преобразования.

Карта

Рисунок 1 – Цифровая модель рельефа территории учхоза «Миндерлинское» (Баторов, Демьяненко, 2018)

В целом следует отметить, что геоморфологические особенности Красноярской лесостепи благоприятны для использования этой территории в пашне. Неблагоприятной особенностью, уменьшающей интенсивность использования территории, является наличие холмистого рельефа в южной части лесостепи и большого количества склоновых земель, наиболее легко подвергающихся плоскостному смыву и ветровой эрозии. Эффективность использования в пашне несколько снижена также в местах распространения бугристо-западинного микрорельефа из-за вызываемой им пестроты почвенного и растительного покровов и трудностей обработки почвы.

На территории учхоза южные склоны занимают 33 % от общей склоновой площади, в то время как северные 67 %. По густоте эрозионного расчленения – редко расчленённая. По вертикальному расчленению – глубокорасчленённый, характеризующейся большим перепадом высот между водоразделом и тальвегом. В данной местности преобладают склоны 1-3 градуса, что составляет 64 % от общей территории.

По крутизне склоны относятся к очень отлогим, по длине склоны 1-3 градуса относятся к длинным, а все остальные – к склонам средней длины. Данные склоны экзогенного происхождения, образованы выносом материала и являются денудационными.

Назаровская лесостепь, в отличие от других лесостепей земледельческой части Красноярского края, имеет слаборасчлененный рельеф и представляет собой слабоволнистую равнину с широкими междуречьями и пологими склонами. Преобладающие высокие отметки 350-480 м. Характер рельефа несколько усложняется по мере приближения к Солгонскому кряжу. На западе, где Назаровский округ соединяется с Западно-сибирской равниной, абсолютные высотные отметки водоразделов снижаются до 250-300 м.

На юге Красноярского края обширная Минусинская впадина расчленяется отрогами Кузнецкого Алатау, Западного и Восточного Саяна на яд котловин. Наиболее крупная из них – Южно-Минусинская котловина, расположенная по долинам рек Абакан и Туба. Рельеф Южно-Минусинской котловины неравномерный. В одних местах – это широкоувалистая равнина, в других – он приобретает характер холмисто-увалистой или мелкосопочной равнины. Характер рельефа усложняется по мере приближения к горным системам. Наиболее спокойный рельеф с минимальными высотами наблюдается в центральной части котловины.

1.2 Почвообразующие породы

Формирование почвообразующих пород тесно связано с развитием рельефа. В целом территория сложена песчаниками и алевролитами юрской системы, перекрытыми лессовидными и делювиальными суглинками и глинами.

Характерными особенностями пород Красноярской лесостепи, отмеченных Г.М. Сергеевым (1971), являются карбонатность и преобладание в составе пылеватой фракции, которая придает им признаки лессовидности. Обобщая материалы исследований М.П. Брициной (1962), Н.В. Орловского (1971), Ю.П. Вередченко (1961), в пределах рассматриваемой территории можно выделить следующие типы почвообразующих пород:

1. Лессовые породы: а) коричнево-палевые (палево-бурые) лессовидные глины и тяжелые суглинки, слагающие обширные водоразделы и поверхности высоких речных террас Енисея и его притоков. Содержат карбонаты Ca и Mg (3-4%), имеют слабощелочную реакцию среды.

2. Светло-бурые иловато-пылеватые остаточно-карбонатные суглинки и глины на поверхности водоразделов левобережных притоков Енисея в северной части Красноярской лесостепи.

3. Маломощные бурые и коричнево-бурые тяжелые слитые глины озерно-болотного происхождения на поверхности Обь-Енисейского водораздела (север Красноярской лесостепи и подтайга).

4. Коричнево-бурые тяжелые суглинки и глины с наличием гальки. Распространены в юго-западной и южной частях Красноярской лесостепи.

5. Аллювий пойм современных долин рек.

В геоморфологическом строении Назаровской котловины принимают участие породы палеозойского и мезозойского возраста – песчаники, аргиллиты, алевролиты, сланцы. В зависимости от слагающих пород заметно изменяется рельеф. Например, в местах распространения юрских песчаников и алевролитов рельеф равнинный или холмисто-увалистый, а на плотных палеозойских песчаниках и сланцах – увалистый. Высоты редко превышают 270-300 м и только в отдельных местах достигают 400 м.

Широко распространены в котловине юрские угленосные породы, которые относятся к Канско-Ачинскому буроугольному бассейну (Кириллов, Бугаков, 1996).

Древние породы перекрыты четвертичными отложениями делювиального происхождения, среди них преобладают желто-бурые делювиальные облессованые тяжёлые суглинки. В северных предгорьях Солгона материнские породы часто представлены бурыми глинами в сочетании с обслессованными породами и элювио-делювием красноцветов. Мощность этих пород небольшая и на поверхность часто выходят коренные породы, выветренные обломки которых имеют место в самом верхнем горизонте почв даже по шлейфам склонов. В поймах рек Чулыма и Сережа наряду с суглинками, нередко засоленными, в притеррасных понижениях встречаются породы легкого гранулометрического состава (Крупкин, 2002).

Четвертичные отложения Южно-Минусинского округа являются материнскими породами современных почв. Среди них Н.Д. Градобоев и С.А.Коляго (1954) выделяют 5 групп: коричнево-бурые глины, лессовидные глины и тяжёлые суглинки; лёсс и лессовидные супеси и лёгкие суглинки; слоистые пески. В центральной части преобладающими породами служат лессы и лессовидные суглинки, мощность которых достигает до 50 м. К периферии мощность этих пород постепенно уменьшается до 1-4 м. В восточной части котловины низкие и плоские междуречья, нижние трети высоких водоразделов заняты пролювиально-делювиальными тяжёлыми лессовидными суглинками.

1.3 Климат

На формирование климата территории Красноярского края большое влияние оказывают влажные воздушные массы, поступающие с территории Европы и Северной Атлантики, с одной стороны и частые вторжения воздуха со стороны Арктики и его последующей трансформации над континентом – с другой. Всё это обуславливает ярко выраженную континентальность климата характеризуемой территории.

Большая протяжённость территории края с севера на юг и наличие горных систем и котловин обусловили значительные различия климатических условий.

Климат Красноярской лесостепи по агроклиматическому районированию (Шашко, 1959) относится к умеренно-холодному поясу. Среднегодовая температура воздуха колеблется от +0,3ºС до –1,7ºС. Зима холодная и продолжительная. Период со снежным покровом длится 170-198 дней. Средняя температура самого холодного месяца – января – изменяется от –16,8ºС до -21ºС. Количество осадков в зимний период не превышает 13-18% от годовой суммы (358-410 мм), поэтому высота снежного покрова невелика (15-20 см). Температура почвы в январе достигает -10ºС.

Безморозный период в лесостепи составляет 182-192 дня, вегетационный период (Т>5ºС) – 152-154 дня, а период активной вегетации (Т>10ºС) – 104-114 дней. Сумма температур выше нулевой отметки колеблется от 2015 до 2198ºС. Сумма температур выше 5ºС изменяется от 1924 до 2097ºС, а сумма температур выше 10ºС составляет 1610-1790ºС.

Особенности зимнего климатического режима Красноярской лесостепи влияют на термическое состояние почвогрунтов, вызывая их глубокое (1,5-2 м) и длительное промерзание. Оттаивание почвы весной идёт медленно и порой сопровождается появлением надмерзлотной верховодки, которая создаёт временный анаэробиозис, что вызывает оглеение, ухудшает биологическую активность почв и мобилизацию почвенных веществ.

Для того чтобы понять некоторые особенности климата Назаровской котловины, можно сравнить многолетние данные трёх метеостанций: Шарыповской, расположенной в западной части, Назаровской на востоке и Крутоярской на юге. Средняя годовая температура в Шарыпово положительная (+0,3ºС), а на других станциях она отрицательная (-0,7ºС; -0,8ºС). Продолжительность периодов с температурой выше 0ºС, 5ºС и 10ºС на западе больше, чем в других частях котловины. Сумма температур выше 10ºС в Шарыпово – 1684ºС, в Назарово – 1659ºС, а в Крутояре – 1572ºС.

Из вышеприведённых данных видно, что климатические условия различны даже внутри описываемой территории.

Климатические показатели Южно-Минусинской котловины разнообразны. Среднегодовые температуры различных метеостанций колеблются в пределах от +0,6ºС до –1,6ºС. Среднегодовая температура воздуха на всей территории составляет –0,3ºС. Количество дней с температурой воздуха выше 0ºС – 190 дней, с температурой воздуха выше 5ºС – дней, выше 10ºС – 116 дней.

В центральной, наиболее пониженной части котловины к северу, востоку и югу постепенно снижаются суммы активных температур, продолжительность периодов с температурами выше 10ºС и безморозного, среднегодовые температуры воздуха; повышается среднегодовое количество осадков, возрастают величины гидротермического коэффициента (ГТК). В результате в пределах рассматриваемой территории выделяют два климатических района (недостаточно тёплый и умеренно прохладный) и два подрайона (недостаточно и достаточно увлажнённый) (Градобоев, Коляго, 1954).

Таким образом, климат на территории земледельческой части Красноярского края разнообразен. Его континентальность увеличивается с севера на юг и с запада на восток. В связи с котловинным характером большей части территории разнообразие климатических показателей наблюдается и в пределах каждого геоморфологического подразделения.

1.4 Растительность

Растительность Красноярской лесостепи представлена сочетанием двух фаций: лесной и лугово-лесной. Растительный покров неоднороден. Общая картина распределения растительности подчинена концентрической зональности: центральное положение занимают степь, к северу она сменяется южной лесостепью, а затем северной. В южной наиболее остепнённой части распространены тырсово-овсецовые ассоциации, преобладают простреловые степи с господством в травяном покрове прострела желтеющего (Любимова, 1962). В центральной части лесостепи древесная растительность представлена отдельными березовыми колками. Травянистый покров представлен лугово-степной растительностью, в основном мезофитами: тимофеевка степная, пырей, кровохлебка, клевер и другие (Антипова, 2012). Значительные площади занимают заливные (пойменные) луга. В северной лесостепи в поймах небольших рек располагаются влажные вейниковые и вейниково-таволговые луга.

Небольшие леса (перелески, колки) образованы березой бородавчатой, иногда сосной обыкновенной. Эти породы встречаются в смеси; в качестве примеси бывает и осина. В подзоне южной лесостепи леса занимают небольшую площадь и приурочены к склонам северной экспозиции и сухим ложкам. В основном это березовые леса с господством в травянистом ярусе прострела желтеющего или папоротника-орляка. В северной лесостепи площадь лесов резко увеличивается, они растут на северных склонах и водоразделах на серых лесных почвах. Помимо березняков встречаются сосновые и сосново-лиственичные леса.

Территория Назаровской лесостепи почти вся распахана. По характеру растительности котловина имеет типичный лесостепной облик.

На целинных участках водоразделов преобладают злаково-разнотравные ассоциации, а по логам и долинам ассоциации заболоченных лугов. Леса главным образом берёзовые и берёзово-осиновые, сохранились на вершинах водоразделов и по некоторым северным склонам. В долинах рек много кустарников, обширные площади сенокосных и луговых угодий. Местами сохранились тополевые леса.

Территория Назаровской лесостепи почти вся распахана. По характеру растительности котловина имеет типичный лесостепной облик. На целинных участках водоразделов преобладают злаково-разнотравные ассоциации, а по логам и долинам ассоциации заболоченных лугов. Леса главным образом берёзовые и берёзово-осиновые, сохранились на вершинах водоразделов и по некоторым северным склонам. В долинах рек много кустарников, обширные площади сенокосных и луговых угодий. Местами сохранились тополевые леса.

Степная зона Южно-Минусинской котловины характеризуется ковыльно-типчаковой и ковыльно-полынной растительными ассоциациями. На южных склонах встречается растительность сухих степей. Вершины и крутые склоны сопок часто покрыты мелкодерновинной и каменно-степной растительностью с низким, очень разреженным травостоем. На территории встречаются берёзовые колки в основном на северных покатых и крутых склонах балок, логов и холмов. Мелкосопочные пространства составляют основную часть степной зоны, представленной в настоящее время степным разнотравьем.

1.5 Почвенный покров

Почвенный покров Красноярской лесостепи различается разнообразием и тесно связан с биоклиматическими и геоморфологическими условиями. В северной лесостепи господствуют серые лесные и серые лесные глеевые почвы (Семина,1961; Лебедева, Семина, 1974). В южной лесостепи они сопутствуют черноземам и развиваются под березовыми, осиново-березовыми и березово-сосновыми лесами на водоразделах и верхней части склонов. В исследованиях ряда авторов отмечаются фациальные особенности естественных почв: небольшая мощность гумусового горизонта, высокая гумусность, неглубокая выщелоченность от карбонатов, слабокислая реакция в верхних горизонтах с подкислением при оподзоленности, невысокая гидролитическая кислотность. По периферии массивов темно-серых лесных почв и выщелоченных черноземов встречаются оподзоленные черноземы, имеющие отчетливую дифференциацию почвенного профиля, кремнеземистую присыпку в нижней части гумусового горизонта и в иллювиальном горизонте, карбонаты на глубине 100 – 120 см (Семина, Вередченко, 1962).

Выщелоченные черноземы занимают фоновое положение в южной части лесостепи. Фациальными особенностями типа являются признаки глубокого промерзания (2 – 2,5 м) и медленного оттаивания летом (плитчатая криогенная текстура в материнской породе, оглеение нижней части профиля, более интенсивная аккумуляция органического вещества в верхних горизонтах почв), среднегумусность и тучность с быстрым уменьшением гумусированности с глубиной (Бугаков и др., 1979).

В почвенном покрове южной части Красноярской лесостепи доминируют обыкновенные черноземы, образуя здесь самостоятельную подзону. Среди них преобладают среднегумусные маломощные и среднемощные виды. Е.В. Семина (1962) отмечает, что обыкновенные черноземы менее обеспечены калием, чем серые лесные почвы. В целом по плодородию они оцениваются ниже выщелоченных черноземов. В условиях повышенного увлажнения на высоких пойменных террасах, склонах северной экспозиции, замкнутых понижениях в комплексе с черноземами встречаются лугово-черноземные почвы, отличающиеся от зональных признаками олуговения (большая гумуссированность и мощность гумусового горизонта, наличие оглеения). Широкое распространение имеют пойменные почвы. Среди лугово-черноземных и пойменных почв выделяются карбонатные, солонцеватые, солончаковатые, оподзоленные и другие роды. В лесостепной и подтаежной зонах часто встречаются почвы с признаками заболоченности.

В почвенном покрове Назаровской лесостепи преобладают выщелоченные черноземы, сравнительно много оподзоленных, меньше обыкновенных черноземов. Обыкновенные черноземы в основном занимают крупные массивы южной части котловины. По долинам рек формируются торфяные и торфяно-болотные, лугово-болотные, а на высоких поймах дерново-луговые почвы, которые местами солончаковые. Под березовыми лесами часто развиты серые лесные почвы.

В лесостепной зоне Южно-Минусинского округа пахотные массивы заняты черноземами выщелоченными и обыкновенными. Серые лесные почвы в структуре почвенного покрова занимают всего 5 %. Существенное значение имеют луговые и пойменные почвы (5 %).

Таким образом, краткое знакомство с природными условиями лесостепных зон Красноярского края свидетельствует о большом разнообразии природной обстановки, что определяет характер почвенного покрова.

2 УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Почвы и их особенности

Исследования по оценке эффективности биологических стимуляторов, средств защиты растений и вермикомпостов проведены в полевых и вегетационно-полевых опытах на опытном поле учхоза «Миндерлинское» Красноярского государственного аграрного университета в Красноярской лесостепи (56º с.ш., 92º в.д.).

Разработка технологии применения органо-минерального удобрения (ОМУ) под картофель осуществлена в полевых опытах на территории СЗАО «Ададымское» в Назаровской лесостепи.

Оценка условий питания озимой ржи при проведении ранневесенних подкормок разными видами минеральных удобрений исследовалась на территории землепользования АО «Березовское» Курагинского района Южно-Минусинского округа.

В структуре почвенного покрова землепользования учхоза «Миндерлинское» значительную долю (21 %) составляют ареалы мощных темно-серых оподзоленных почв в комплексе с лугово-черноземными оподзоленными (рис.2). Эти почвы сформированы на делювиальных глинах и имеют тяжелосуглинистый и легкоглинистый гранулометрический состав. Темно-серые почвы распространяются на вершинах плоских увалов или на средних частях северных и восточных склонов. Лугово-черноземные занимают шлейфы и понижения склонов. Серые оподзоленные почвы, доля которых составляет около 22% от общей площади хозяйства, приурочены к наиболее высоким абсолютным отметкам: вершинам высоких увалов, верхним частям склонов северной экспозиции. Здесь преобладают среднемощные в комплексе с маломощными видами.

Черноземы выщелоченные среднегумусные мало- и среднемощные и тучные среднемощные, распространенные по южным и западным склонам невысоких увалов и холмов, занимают 23% от общей площади. Данные почвы более всего подвержены дефляции. Почвообразующими породами для них служат лессовидные суглинки и глины, обусловливая их тяжелосуглинистый гранулометрический состав. На крутых южных склонах формируются легкосуглинистые почвы с признаками эродированности. В основном выщелоченные черноземы сочетаются с обыкновенными среднегумусными и лугово-черноземными оподзоленными почвами. Оподзоленных черноземов мало – менее 1% от площади хозяйства.

word image 2332 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 2 – Цифровая почвенная карта учхоза «Миндерлинское»

Примечание. В условных обозначениях последние два символа индекса основной почвы означают: малый символ – гранулометрический состав (г – глинистый, т – тяжелосуглинистый, с – среднесуглинистый, л – легкосуглинистый), большой символ – почвообразующая порода (Л – лессовидные глины и суглинки, Д – делювиальные глины, Э – элювиально-делювиальные отложения, А – аллювиальные отложения)

На видовом уровне почвы опытного поля учхоза «Миндерлинское» характеризовались как маломощные и мощные с высоким и очень высоким содержанием гумуса (8,6-11,1%), нейтральной реакцией среды (рНН2О – 6,7-6,9), высокой суммой обменных оснований (55-62 мг-экв./100г). В пахотном слое черноземов содержалось 152,0-316,0 мг/кг Р2О5, 178,0-288,0 мг/кг К2О.

Наибольшее распространение в хозяйстве получили темно серые лесные почвы и черноземы выщелоченные. В структуре почвенного покрова черноземы, выщелоченные составляют 38,7 % площади, а оподзоленные 61,3 %. По реакции почвы относятся к нейтральным и близким к нейтральным.

Черноземы выщелоченные опытного участка в Назаровской лесостепи отличались высоким содержанием гумуса (7,4 %) при мощности гумусового горизонта 30-35 см, нейтральной и близкой к нейтральной реакцией среды. Обеспеченность почв нитратным азотом, как правило, низкая (2 класс) и почвы сильно нуждаются в азотных удобрениях. Черноземы АО «Березовское» Курагинского района имеют относительно высокое потенциальное и эффективное плодородие. В них достаточно мощный гумусовый горизонт (30-40 см) с содержанием гумуса до 6-9 %. Они отличаются нейтральной реакцией среды, высокой суммой обменных оснований.

2.2 Погодные условия

Красноярская лесостепь, где проводилась большая часть исследований, входит в центральную сельскохозяйственную территорию края, расположенную преимущественно по левобережью Енисея, к северу от Красноярска. Большая удаленность от океана накладывает определенный отпечаток на климат зоны, который характеризуется резкой континентальностью. На этой территории выпадает 350-450 мм осадков в год. Сумма активных температур составляет 1550-1800º С. Весенний период характеризуется сравнительно низкой относительной влажностью воздуха, что при недостатке влаги в почве вызывает почвенно-воздушную комплексную засуху, наблюдаемую с периодичностью один раз в 4-5 лет. В отдельные годы весенне-летняя засуха сопровождается пониженными температурами. Неблагоприятное сочетание температуры, влажности почвы и воздуха в отдельные годы приводит к ухудшению пищевого режима в весенний период, растения пшеницы медленно растут, посевы изреживаются, сильно поражаются грибковыми болезнями и резко снижают урожай.

Вегетационный сезон 2016 года характеризовался как теплый с достаточным увлажнением (табл.1).

С июня по август температура была на 1-2оС выше многолетних показателей. Сумма осадков за период май-июль превышала норму на 12-36 %. Июньский и августовский периоды были близкими к норме.

Таблица 1 – Показатели режимов температуры и осадков за вегетационный сезон 2016 года

Месяцы Температура воздуха, °C Осадки Средне-многолет-ние показатели t воздуха, °C Средне-многолет-ний уровень осадков, мм
Декады сред-няя за месяц, мм сумма

за месяц, мм

% к норме
I II III
Май 3,9 7,2 12,0 7,7 44,0 137,5 8,0 32,0
Июнь 15,9 19,9 19,5 18,4 21,0 47,7 15,2 44,0
Июль 20,1 20,0 20,9 20,3 57,0 82,6 18,4 69,0
Август 18,9 16,7 15,1 16,9 54,0 87,1 14,9 62,0
Сентябрь 13,1 14,0 7,0 11,4 25,0 64,1 8,2 39,0

В вегетационный сезон 2017 года погодные условия высокие температуры воздуха сочетались с неравномерным увлажнением по месяцам. Начало вегетационного периода сопровождалось высокой среднесуточной температурой воздуха и небольшим количеством осадков (табл. 2).

Таблица 2 – Показатели режимов температуры и осадков за вегетационный сезон 2017 года

Месяцы Температура воздуха, °С Осадки Средне-

многолет-

ние

показатели

t воздуха, °С

Средне-

многолет-

ний

уровень

осадков,

мм

Декады сред-

няя за

месяц

сумма

за

месяц,

мм

% к норме
I II III
Май 6,8 10,3 14,9 10,7 28,3 88,4 8,0 32,0
Июнь 15,2 21,5 24,2 20,3 20,0 45,5 15,2 44,0
Июль 18,8 18,7 20,8 19,4 79,0 114,5 18,4 69,0
Август 21,3 16,2 13,2 16,9 81,0 130,6 14,9 62,0
Сентябрь 10,1 10,0 4,8 8,6 79,0 202,6 8,2 39,0

Особенно критическим для роста и развития растений оказался июнь. В этот месяц при средней температуре воздуха, превышающей среднемноголетние показатели на 5° С, выпало всего 20 мм осадков (18 мм в третьей декаде июня), что ниже нормы на 50%. ГТК <0,3 указывает на острозасушливые условия вегетации пшеницы в период всходы-кущение.

Период июль-август характеризовался как дождливый с превышением количества осадков на 115-131% от нормы.

Вегетационный сезон 2018 года также был теплый и острозасушливый. Начало вегетационного периода сопровождалось высокой среднесуточной температурой воздуха и небольшим количеством осадков (табл. 3). Особенно критическим для роста и развития растений оказался июль и август. В этот период при средней температуре воздуха, близкой к норме в июле и превышающей среднемноголетние показатели на 3°С в августе, выпало всего 15-21 мм осадков соответственно, что ниже нормы на 78-66%.

Таблица 3 – Показатели режимов температуры и осадков за вегетационный сезон 2018 года

Месяцы Температура воздуха, °С Осадки Средне-

многолет-

ние

показатели

t воздуха, °С

Средне-

многолет-

ний

уровень

осадков,

мм

Декады сред-

няя за

месяц

сумма

за

месяц,

мм

% к норме
I II III
Май 4,8 6,2 11,3 8,2 29,0 90,6 8,0 32,0
Июнь 16,9 20,3 24,2 20,7 29,0 65,9 15,2 44,0
Июль 18,4 20,6 17,0 17,0 15,0 21,7 18,4 69,0
Август 17,0 19,9 18,9 18,3 21,0 33,8 14,9 62,0
Сентябрь 17,1 15,5 8,3 13,6 56,3 144,4 8,2 39,0

Засушливые условия вегетации пшеницы отмечались и в период всходы-кущение, когда количество осадков составило 66% к норме.

Иные условиявлагообеспеченности отмечались в вегетационный сезон 2019 года. Он характеризовался как теплый и влагообеспеченный с неравномерным увлажнением. Начало вегетационного периода сопровождалось высокой среднесуточной температурой воздуха и небольшим количеством осадков (табл. 4). В период всходов пшеницы и рапса выпало всего 25 % от нормы осадков.

Таблица 4 – Показатели режимов температуры и осадков за вегетационный сезон 2019 года

Месяцы Температура воздуха, °С Осадки Средне-

многолет-

ние

показатели

t воздуха, °С

Средне-

многолет-

ний

уровень

осадков,

мм

Декады сред-

няя за

месяц

сумма

за

месяц,

мм

% к норме
I II III
Май 8,3 7,5 13,1 9,7 8,3 25,9 8,0 32,0
Июнь 16,1 19,2 20,6 18,7 106,0 240,9 15,2 44,0
Июль 21,1 19,6 18,8 19,5 45,0 65,0 18,4 69,0
Август 23,1 17,1 16,9 18,9 69,0 111,3 14,9 62,0
Сентябрь 11,7 9,8 9,5 10,0 52,0 133,3 8,2 39,0

Летние месяцы вегетационного сезона 2019 года характеризовались как теплые и превышали среднемноголетнюю температуру воздуха на 1-4º С. Июньский период характеризовался как дождливый с превышением количества осадков 241 % от нормы. Осадки как, правило, носили ливневый характер. Засушливым для роста и развития растений оказался июль. В этот месяц при средней температуре воздуха близкой к среднемноголетним показателям выпало 45 мм осадков, что составило 65 % от нормы.

3 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СТИМУЛЯТОРОВ В УСЛОВИЯХ КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

3.1 Теоретические основы применения биологических стимуляторов в растениеводстве

В сложных финансово-экономических условиях деятельности сельскохозяйственных предприятий, выходом из сложившейся ситуации, становится широкое внедрение биологизации сельского хозяйства. Применение биологизированной системы земледелия, направленной на преимущественное использование биологических, а не химических и технических факторов производства, позволит повысить плодородие почв и экологическую безопасность получаемой продукции, оптимизировать экономическую эффективность сельскохозяйственного производства (Жолобова, Пономарева, 2015). Основой этих технологий является широкое использование биологических средств защиты растений, стимуляторов роста и бактериальных удобрений (Стифеев и др., 2008). В этой связи, особого внимания заслуживают соединения природного происхождения гуминовые вещества. В настоящее время во всем мире наблюдается повышенный интерес к гуминовым веществам, совершенствуются технологии их производства, расширяется сырьевая база, в которую вовлекаются все новые виды сырья. Наибольшее распространение гуминовые препараты получили в растениеводстве, как безопасная с точки зрения окружающей среды, альтернатива удобрениям и, в ряде случаев, пестицидам. Многочисленными исследованиями установлено стимулирующее действие гуминовых соединений на рост и развитие растений, повышение их устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды. При систематическом использовании препаратов улучшается почвенная структура, буферные и ионообменные свойства почвы, активизируется деятельность почвенных микроорганизмов, минеральные элементы переводятся в доступную для растений форму (Швецов, Еникеев, 2010; Троиков, Сорокин, 2011; Литвинцев, Литвинцева, 2015; Безуглова и др., 2016). Благодаря особенностям строения и физико-химическим свойствам эти вещества обладают высокой физиологической активностью. Они активизируют метаболизм и размножение почвенной микрофлоры, повышают защитный механизм растений против действия неблагоприятных физических (жара, холод), химических (засоление, химическое загрязнение) и биологических (грибные, бактериальные и вирусные заболевания) факторов. Особая актуальность принадлежит использованию в растениеводстве различных биологических стимуляторов роста, которые объединяет единый термин – «гуматы». Благодаря своим особенностям в строении и физико-химическим свойствам, данные вещества имеют высокую физиологическую активность. Ими активизируется метаболизм и размножение почвенной микрофлоры, а также повышается защитный механизм растений в борьбе с неблагоприятными физическими, химическими и биологическими факторами.

Гуминовые вещества в почве выполняют аккумулирующие функции, т.е. накапливают важнейшие элементы питания растений и почвенной микрофлоры; регуляторные функции, т.е. формируют структуру почв, водно-воздушный и тепловой режимы почв; протекторные функции, т.е. предохраняют растения и почвенную биоту от воздействия неблагоприятных факторов; физиологические функции, т.е. обеспечивают рост и развитие растений и микроорганизмов и т.д. Велика роль этих веществ как геохимических агентов, способствующих разложению горных пород и минералов, концентрации, рассеянию и переотложению химических элементов.

Так же они обладают высокой реакционной и сорбционной способностью и эффективно взаимодействуют с различными загрязнителями, снижая или полностью исключая их токсичность. Гуминовые препараты мобилизуют внутренние резервы экосистемы на очистку от загрязнения, усиливают и ускоряют процессы самоочищения, повышают микробиологическую и ферментативную активность почвы. При обработке гуминовыми препаратами почв, загрязненных тяжелыми металлами, происходит связывание ионов тяжелых металлов в труднорастворимые соединения и потеря их способности к миграции: предотвращается перемещение тяжелых металлов в нижележащие слои и сопредельные среды, исключается их доступность для растений, а также снижается токсическое действие на живые организмы. Положительный эффект наблюдается уже через две – три недели после внесения гуминовых препаратов в загрязненную почву.

Производители концентрированных гуминовых препаратов, подчеркивая их экологическую чистоту, рекомендуют использовать гуматы в целях повышения плодородия почв, урожайности культур, защиты от болезней, в том числе и для декоративных древесных культур, однако исследования, посвященные последним, практически не проводятся.

В современном земледелии гуматы рассматриваются как уникальные природные вещества, улучшающие структуру и повышающие плодородие почвы, обеспечивающие защиту растениям от заморозков, засухи, болезней и др. неблагоприятных факторов, снижающие стрессы от действия пестицидов, сокращающие сроки прохождения фаз развития растений, увеличивающие урожайность на 20-40 %, повышающие качество и экологическую чистоту продукции. По мнению С.Н. Чичкиной 2014), современные биопрепараты -высокоэффективные средства комплексного действия, которые обеспечивают восстановление и развитие почвенной микрофлоры с активизацией ее основных функций, обеспечивающие рост и развитие растений.

Применение биопрепаратов имеет свои преимущества: у них высокая длительность действия, они не накапливаются в растениях и не вызывают привыкания насекомых. Биопрепараты обладают деструкцией – способностью расщеплять органические растительные остатки и т.д.

3.2 Действие биологического стимулятора «Лигногумат АМ» на свойства почвы и продуктивность яровой пшеницы и рапса

В последние годы все большее значение, особенно для территорий, находящихся в зоне рискованного земледелия, приобретает химическая регуляция роста и развития растений. Суровые климатические условия Сибири усугубляются обострением экономических и экологических проблем в сельском хозяйстве, снижением объемов внесения минеральных и органических удобрений. При этом задача повышения продуктивности культур остается по-прежнему актуальной. Особенно важным становится освоение агроприемов, обеспечивающих формирование урожая независимо от колебаний погодных условий с низкими затратами труда и финансов (Комарова и др., 2015).

Пополнение отечественного рынка новыми гуминовыми препаратами, ставит перед наукой задачу поиска новых областей их применения и исследований потенциальных рисков. В связи с эти проведена оценка действия биологического стимулятора «Лигногумат АМ», полученного в результате деструкции лигносодержащего сырья (лигнин). Марка АМ, содержит в доступной для растений форме железо, марганец, медь, цинк, молибден, бор и кобальт.

Исследования проведены в 2019 году в полевых опытах в учебном хозяйстве «Миндерлинское» Красноярского ГАУ.

Объект исследования – комплекс черноземов выщелоченных и обыкновенных тяжелосуглинистого гранулометрического состава, биологический стимулятор Лигногумат, пшеница Новосибирская 15 и рапс сорта Надежный 92, возделываемые по предшественнику – пар.

В комплексной защите яровой пшеницы на контрольном варианте применялись следующие препараты:

Оплот – комбинированный протравитель для защиты зерновых культур от комплекса семенной и почвенной инфекции (головневые заболевания, фузариозная и гельминтоспориозная корневая гниль, плесневение семян, ранние листовые инфекции).

Магнум Супер – двухкомпонентный гербицид избирательного действия для борьбы с однолетними и некоторыми многолетними двудольными сорняками.

Пума Супер 100 – высокоселективный гербицид для послевсходовой обработки пшеницы против широкого спектра однолетних злаковых сорняков.

Зенон Аэросистемный двух компонентный фунгицид для защиты зерновых культур от листостеблевых инфекций.

Цунами – инсектицид против широкого спектра сельскохозяйственных вредителей.

На вариантах опыта, где исследовалось действие стимулятора Лигногумат, применялись следующие препараты:

Грандсил Ультрасистемный фунгицид для обработки семян зерновых и технических культур.

Тайгер – гербицид системного спектра действия.

Арбалет – избирательно действующий послевсходовый гербицид, эффективно уничтожающий однолетние (широколистные) двудольные сорняки и некоторые многолетние корнеотпрысковые виды сорных растений.

Восторг – комбинированный инсектицид для борьбы с максимально широким спектром грызущих и сосущих вредителей.

Яровой рапс Надежный 92. Оригинатор Сибирский НИИК. Куст полусомкнутый, высотой 100,9 см. Стебель темно-зеленый, без антоциана, неопушенный. Высота прикрепления нижних ветвей 43,7 см. Среднее число первого порядка 7. Лист темно-зеленый, слаборассеченный, без опушения. Соцветие кистевидное. Цветок ярко-желтый. Стручок лимонно-желтый, без антоциана, неопушенный. Створки слабобугорчатые. Семена овально-округлые, черные. Масса 1000 семян 3,3-4,1 г. Максимальная урожайность семян 24,1 ц/га получена на Сухобузимском ГСУ в 1995 г. Сорт 00 типа. Содержание жира в семенах 39,8-47,6%, эруковой кислоты в масле 0,1-1,5%, глюкозинолатов в шроте 0,5-1,4%. Содержание белка в зеленой массе 10,1-22,0%. Вегетационный период до созревания семян 93-114 дней. Среднеустойчив к ложной мучнистой росе, повреждается крестоцветными блошками и рапсовым цветоедом.

В комплексной защите ярового рапса использованы химические препараты:

Стрит – инсектицид против крестоцветной блошки.

Мегалит – системный послевсходовый гербицид избирательного действия против однолетних и некоторых многолетних двудольных сорняков в посевах рапса.

Тайгер – гербицид системного спектра действия.

Арбалет – избирательно действующий послевсходовый гербицид, эффективно уничтожающий однолетние (широколистные) двудольные сорняки и некоторые многолетние корнеотпрысковые виды сорных растений.

Восторг – комбинированный инсектицид для борьбы с максимально широким спектром грызущих и сосущих вредителей.

Для протравливания семян и в баковых смесях применяли:

Лигногумат биологический стимулятор.

Схема опыта на посевах пшеницы включала в себя следующие варианты:

1. Контроль: Оплот, ВСК (0,6 л/т) – Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 100, КЭ + (0,6 л/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га);

2. Грандсил Ультра, ВСК (0,5 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га)

3. Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га).

Доза каждого из используемых препаратов соответствовала рекомендациям производителя. Предпосевная обработка семян осуществлялась за один день до её посева. Посев пшеницы проведен сеялкой ССНП – 1,6 22 мая. Первая внекорневая обработка пшеницы препаратом Лигногумат проводилась в фазе кущения в баковой смеси с гербицидами. Вторая внекорневая обработка пшеницы осуществлялась в фазе выхода в трубку-колошения в баковой смеси с фунгицидами.

Полевой опыт на посевах рапса проводился по схеме:

1. Контроль: Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) – Восторг (0,15 л/га);

2. Стрит (4 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га);

3. Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га).

Предпосевная обработка семян рапса осуществлялась за один день до его посева. Посев рапса проведен 10 июня сеялкой ССФК-7. Обработка посевов препаратом «Лигногумат АМ» проведена в баковых смесях с гербицидом и инсектицидом.

Отбор образцов на агрофизические показатели проводили в слое 0-20 см в фазу всходов (июнь), колошения (июль) и молочной спелости (август) пшеницы. Отбор образцов на агрофизические показатели проводили в слое 0-20 см в фазу всходов (июнь) и формирования стручков (август) рапса. На пшенице – в фазу всходов (июнь) и молочной спелости (август). Учетная площадь делянки – 100 м2. Повторность отбора образцов и аналитических определений – 3-х кратная. В образцах определяли: плотность сложения по Н.А. Качинскому; влажность – термовесовым методом (Александрова, Найденова, 1986); структурный состав – по Н.И. Саввинову (Вадюнина, Корчагина, 1986).

Полевую всхожесть и густоту стояния растений перед уборкой и отбор снопов для определения структуры урожая проводили на площади 1 м2 в 3-х кратной повторности. Учет урожая проводили сплошным методом. Урожайность яровой пшеницы приведена к 14 % влажности семян, ярового рапса – к 12 % .

Статистическая обработка полученных результатов проведена методами дисперсионного анализа и описательной статистики (Доспехов, 1985) с использованием программы Microsoft Excel XP.

Изучение физических свойств почв, динамики их изменения при антропогенных воздействиях тесно связано с рациональным использованием почв и управлением их плодородием. В агропочвоведении в последнее время считается, что именно физические свойства почв являются лимитирующим фактором не только для развития сельскохозяйственных культур, но и для успешного применения агрохимических, мелиоративных и других почвоулучшающих мероприятий.

Для получения высоких урожаев необходимо обеспечить жизненную потребность культурных растений в воде. Поэтому одной из основных задач земледелия является создание водного режима почв, соответствующего потребности культур. Влагообеспеченность растений определяется метеорологическими условиями, способами обработки почвы, особенностями возделывания культур и другими условиями.Запасы продуктивной влаги, накопленные в 0-20 см слое чернозема тяжелосуглинистого гранулометрического состава, свидетельствуют о различной влагообеспеченности посевов пшеницы в период её всходов (табл.5).

Таблица 5 – Запасы продуктивной влаги в 0-20 см слое агроценоза пшеницы, мм

Вариант Срок определения
10 июня 13 августа
Контроль: Оплот, ВСК (0,6 л/т) – Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 100, КЭ + (0,6 л/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га) 18,7 11,5
Грандсил Ультра, ВСК (0,5 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 21,2 12,3
Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 27,7 16,0
p 0,020* 0,050*

Примечание: Здесь и далее * – достоверные значения

В почве контрольного варианта с применением химических средств защиты в начале вегетации пшеницы отмечаются плохие запасы продуктивной влаги в корнеобитаемом слое (19 мм). Обработка семян Лигногуматом в чистом виде и совместно с протравителем Грандсил Ультра способствовала сохранению продуктивной влаги. На этих вариантах опыта сформировались удовлетворительные запасы влаги. Максимальная влагообеспеченность формируется в случае обработки семян пшеницы только биологическим стимулятором «Лигногумат АМ» (28 мм) (p = 0,02). Подобная закономерность в сохранении запасов продуктивной влаги отмечается и в период созревания яровой пшеницы. Засушливые условия первой декады августа, когда выпало всего 9 мм осадков, способствовали существенному снижению запасов продуктивной влаги в этот период. На всех вариантах опыта запасы доступной влаги в период молочной спелости пшеницы оценивались как плохие (12-16 мм) (p = 0,05). Лигногумат, применяемый в комплексной защите яровой пшеницы, определил повышение запасов продуктивной влаги на 5 мм по сравнению с контролем.

Показательной характеристикой физического состояния почв является плотность сложения. Она представляет собой прямое отражение текстурной пористости, стабильной структурной пористости, плотности твердой фазы, набухаемости и, в силу этого, может быть принята за некоторый показатель физического состояния почв. Плотность почвы не подменяет другие физические параметры и представляет собой функцию от вышеперечисленных показателей, имеет самостоятельное значение как оценочная величина (Березин, Гудима, 1994). Отрицательным последствием длительной распашки черноземов является переуплотнение почвы и значительное варьирование плотности сложения в пахотных горизонтах в течение вегетационного сезона. Для почв земледельческой зоны Красноярского края, как правило, характерна пониженная плотность сложения, которая не достигает даже рекомендуемых для них значений – 1,1-1,2 г/см3. Фактором рыхлости почв региона является длительное пребывание их в мерзлом состоянии, хорошая оструктуренность и значительная (до 10%) степень гумусированности.

При оценке плотности сложения нами использована градация С.В. Астапова, С.И. Долгова, по которой почва с величиной плотности 0,90-0,95 г/см3 считается рыхлой; 0,95-1,15 г/см3 нормальной; 1,15-1,25 г/см3 – уплотненной, более 1,25 г/см3 – сильноуплотненной. Исследованиями установлено, что черноземы опытного поля с преобладающей в них зернистой и комковатой структурой обуславливают небольшие величины плотности сложения (табл. 6).

Таблица 6 – Плотность сложения 0-20 см слоя чернозема в агроценозе пшеницы, г/см3

Вариант Срок определения
10 июня 13 августа
Контроль: Оплот, ВСК (0,6 л/т) – Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 100, КЭ + (0,6 л/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га) 0,78 0,88
Грандсил Ультра, ВСК (0,5 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 0,82 0,82
Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 0,87 0,96
p 0,010* 0,003*

Чернозем характеризуется рыхлым сложением 0-20 см слоя в течение вегетационного сезона, не достигающим величины 1,00 г/см3. В условиях химической защиты яровой пшеницы сложение 0-20 см слоя чернозема оценивается величиной 0,78 г/см3 с увеличением параметра к периоду созревания пшеницы до 0,88 г/см3. Таким образом, к осеннему периоду отмечается самоуплотнение почвы с сохранением рыхлого сложения. Исследованиями установлено, что обработка семян Лигногуматом в чистом виде и посевов пшеницы в баковых смесях с пестицидами способствует уплотнению почвы в среднем за вегетационный период на 0,09 г/см3 по сравнению с контролем, что обусловлено более активным ростом корневой системы культуры (рис.3).

word image 2333 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 3 – Среднесезонная плотность сложения чернозема в посевах пшеницы на вариантах опыта: 1. Контроль: Оплот, ВСК (0,6 л/т) – Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 100, КЭ + (0,6 л/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га); 2. Грандсил Ультра, ВСК (0,5 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га); 3. Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га)

Условия произрастания сельскохозяйственных культур во многом зависят от структурно-агрегатного состава пахотного слоя. Известно, что различные агротехнические приемы в той или иной мере влияют на свойства почвы. Изменения, вызванные ими, бывают временными, а иногда и устойчивыми, особенно при длительном применении. Это определяет необходимость постоянных наблюдений за направленностью и степенью изменений свойств почвы, в первую очередь структурного состава. Данные таблицы 7 демонстрируют содержание агрономически ценных фракций (АЦФ) размером 10-0,25 мм в 0-20 см слое чернозема.

В структурном составе чернозема опытного поля в начале вегетации пшеницы господствовали глыбистые агрегаты размером > 10 мм (22-32 %). Среди агрономически ценных фракций преобладали зернистые и комковатые отдельности 2-1 мм (18-28 %). Количество пыли незначительное (0,1-0,5 %). Установлено, что почва контрольного варианта в период всходов пшеницы характеризовалась как хорошо оструктуренная с содержанием АЦФ 68 %.

Таблица 7 – Содержание арономически ценных фракций агрегатов в 0-20 см слое чернозема агроценоза пшеницы, %

Вариант Срок определения
10 июня 13 августа
Контроль: Оплот, ВСК (0,6 л/т) – Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 100, КЭ + (0,6 л/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га) 68,0 77,8
Грандсил Ультра, ВСК (0,5 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 77,2 69,4
Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 70,8 72,3
p 0,164 0,653

Обработка семян биологическим стимулятором способствовала снижению глыбистости 0-20 см слоя чернозема на 3-9 % в период всходов пшеницы и формированию отличной оструктуренности. Это послужило причиной увеличения содержания агрономически ценных агрегатов до 71-77 % на вариантах опыта, где использовался препарат. Период созревания семян яровой пшеницы сопровождается формированием близкого уровня оструктуренности почвы по вариантам опыта. Отличный уровень отструктуренности почвы в августе отмечается на всех вариантах опыта (69-78 %). Оценивая среднесезонное содержание агрономически ценных фракций в черноземе следует отметить отличную оструктуренность почвы, когда содержание АЦФ по вариантам превышает 70 % (рис. 4).

word image 2334 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 4 – Среднесезонное содержание агрономически ценных агрегатов в черноземе на вариантах опыта: 1. Контроль: Оплот, ВСК (0,6 л/т) – Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 100, КЭ + (0,6 л/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га); 2. Грандсил Ультра, ВСК (0,5 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га); 3. Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га)

Установлено, что изменения в структурном составе под действием биологического стимулятора Лигногумат оцениваются не достоверной величиной. Снижение содержания АЦФ до 72 % на варианте с использованием Лигногумата в чистом виде и далее по вегетирующим растениям обусловлено увеличением глыбистости пахотного слоя, что согласуется с данными по плотности сложения.

Таким образом, применение Лигногумата в комплексной защите яровой пшеницы достоверно изменяет запасы продуктивной влаги в почве и плотность сложения корнеобитаемого слоя.

Яровой рапс нуждается в достаточном снабжении водой на протяжении всей вегетации. Дружные всходы появляются при наличии влаги в 0-10 см слое почвы не менее 10 мм. Острозасушливые условия, сформировавшиеся в мае 2019 года, когда сумма осадков за месяц не превышала 8 мм, способствовали низкой всхожести рапса и их гибели. Поэтому в опыте был проведен повторный посев рапса 10 июня. Результаты полевых исследований показывают, что влагообеспеченность чернозема в посевах рапса в период всходов оценивается на удовлетворительном уровне (28-31 мм) (табл. 8).

Таблица 8 – Запасы продуктивной влаги в 0-20 см слое агроценоза рапса, мм

Вариант Срок определения
27.06 13.08
Контроль: Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) – Восторг (0,15 л/га) 29,8 12,3
Стрит (4 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 27,5 14,4
Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 30,9 18,8
p 0,020* 0,006*

При близких количественных оценках запасов продуктивной влаги по вариантам опыта установлено достоверное снижение на 2 мм запаса влаги на варианте с совместным применением химического протравителя Стрит совместно с Лигногуматом. В период цветения и начала семяообразования происходит интенсивное расходование влаги из почвы и иссушение 0-20 см слоя, в котором сосредоточены основные запасы корней. В этот период запасы продуктивной влаги оцениваются на плохом уровне. Установлено, что при использовании биологического стимулятора в качестве протравителя и по вегетирующим растениям отмечается более экономное расходование влаги на создание продукции. Максимальные запасы продуктивной влаги в августовский период отмечены на варианте с использованием Лигногумата в качестве протравителя в чистом виде (19 мм) (p = 0,006).

Чернозем в период всходов рапса отличался рыхлым сложением. На всех вариантах опыта величина показателя оценивалась близкой величиной и математически не различалась (0,80-0,84 г/см3) (табл. 9). В период цветения рапса отмечается некоторое увеличение плотности сложения. Обрабатываемый слой при этом сохраняет рыхлое сложение. На варианте опыта, где Лигногумат применялся только для обработки посевов в баковых смесях, происходит достоверное увеличение плотности 0-20 см слоя до 1,04 г/см3. Такая величина параметра является оптимальной и свидетельствует о нормальном сложении почвы.

Таблица 9 – Плотность сложения 0-20 см слоя чернозема в агроценозе рапса, г/см3

Вариант Срок определения
10 июня 13 августа
Контроль: Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) – Восторг (0,15 л/га) 0,84 0,93
Стрит (4 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 0,82 0,88
Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 0,80 1,04
p 0,870 0,002*

Расчет среднесезонных значений плотности сложения чернозема в агроценозе рапса показал, что под действием биологического стимулятора Лигногумат, применяемого в комплексной защите культуры, происходит уплотнение почвы на 0,08 г/см3 по сравнению с контролем (рис.5). Такое действие препарата связано с его влиянием на рост корневой системы рапса.

word image 2335 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 5 – Среднесезонная плотность сложения чернозема в посевах рапса на вариантах опыта: Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) – Восторг (0,15 л/га); 2. Стрит (4 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га); 3. Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га)

Повторный посев рапса и оптимальная влагообеспеченность почвы определили высокое содержание агрономически ценных агрегатов размером 0,25-10 мм (табл. 10). Отличное структурное состояние в период всходов рапса отмечалось по всем вариантом опыта. Содержание АЦФ составило 88-90%. В структурном составе почвы доля глыбистой фракции в этот период была снижена до 10-12 %. Ценная в агрономическом отношении фракция 2-1 мм оставила 21-36 %. К периоду цветения – начала семяобразования в почве контрольного варианта отмечается огрубление структуры, заключающееся в формировании глыбистых отдельностей и хорошей оструктуренности.

Таблица 10 – Содержание арономически ценных фракций агрегатов в 0-20 см слое чернозема агроценоза рапса, %

Вариант Срок определения
10 июня 13 августа
Контроль: Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) – Восторг (0,15 л/га) 89,6 61,3
Стрит (4 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 88,4 86,8
Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 88,2 73,7
p 0,626 0,002*

Доля крупных агрегатов > 10 мм составляет на этом варианте опыта 37 %. Обработка семян рапса и посевов Лигногуматом сохраняет отличную оструктуренность почвы и определяет достоверное снижение глыб до 16-23 % (p = 0,002). Исследованиями (Артемов, Манаенкова, 2007; Иванов и др., 2010) доказано, что рапс является отличным предшественником для зерновых культур, поскольку он способствует улучшению структуры почвы, повышению ее плодородия и уменьшению засоренности полей.

Структурное состояние чернозема опытного поля в посевах рапса, сформированное в течение вегетационного сезона, свидетельствует о структурообразующей роли культуры, возделываемой с применением Лигногумата. Исследованиями установлено, что обработка семян инсектицидом Стрит совместно с Лигногуматом и комплексная защита посевов от сорняков и вредителей совместно с Лигногуматом создает лучшие условия для формирования почвенной структуры. На этом варианте опыта отмечено увеличение доли агрономически ценных фракций агрегатов на 12 % по сравнению с контролем (рис. 6).

word image 2336 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

 

Рисунок 6 – Среднесезонное содержание агрономически ценных агрегатов в черноземе на вариантах опыта: 1. Контроль: Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) – Восторг (0,15 л/га); 2. Стрит (4 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га); 3. Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га)

Полученные в полевом опыте результаты позволяют заключить, что агрофизическое состояние черноземов Красноярской лесостепи определяется культурой и технологией её возделывания. Применение биологического стимулятора Лигногумат в комплексной защите сельскохозяйственных культур способствует сохранению запасов продуктивной влаги в 0-20 см слое почв, уплотнению почв с сохранением оптимальных параметров и оструктуриванию корнеобитаемого слоя посевов рапса.

Результирующим показателем всех факторов, так или иначе оказывающих воздействие на рост и развитие растений в течение вегетации, безусловно, служит урожай. При разработке технологии возделывания, направленной на оптимальное развитие каждого элемента, необходимо учитывать, что урожай формируется за счет различных элементов, степень выраженности которых может быть разной. Слабое развитие одного элемента структуры урожая может быть компенсировано за счет других.

Исследования показали, что совместное применение биологического стимулятора Грандсил Ультра с Лигногуматом на семенах способствует достоверному повышению полевой всхожести (табл. 11).

Таблица 11 – Состояние растений яровой пшеницы в период всходов

Вариант Длина растений, см Полевая всхожесть, %
Контроль: Оплот, ВСК (0,6 л/т) – Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 100, КЭ + (0,6 л/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га) 16,0 66,7
Грандсил Ультра, ВСК (0,5 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 17,3 84,4
Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 17,8 68,9
p 0,107 0,040*

Максимальное количество всходов сформировалось на этом варианте опыта (381 шт./м2). В случае применения Лигногумата в чистом виде в качестве протравителя семян полевая всхожесть увеличивается только на 2 %. Установлена тенденция увеличения длины растений в период всходов на вариантах с протравливанием семян биологическим стимулятором (приложение 1, рис.1). Среднестатистические данные свидетельствуют об увеличении длины растений на 1-2 см по сравнению с контролем. Но эти результаты математически не доказываются.

Биологический стимулятор Лигногумат при различных способах его применения оказал влияние на элементы структуры урожая яровой пшеницы (табл. 12).

Таблица 12 – Влияние биологического стимулятора Лигногумат на элементы структуры урожая яровой пшеницы

Вариант Количество растений к уборке, шт/м2 Высота растений,

см

Длина колоса, см Количество колосков, шт. Масса 1000 зерен, г
Контроль: Оплот, ВСК (0,6 л/т) – Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 100, КЭ + (0,6 л/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га) 300 81 6 12 42
Грандсил Ультра, ВСК (0,5 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 358 91 7 12 42
Лигногумат (150 г/т) – Тайгер 100 (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 354 81 7 11 40

Анализ таблицы 12 показывает, что биологическая стимуляция препаратом Лигногумат увеличивает на 18-19 % количество растений, выживших к уборке. В условиях комплексной защиты яровой пшеницы, когда биологический стимулятор сочетался с химическим протравителем Грандсил Ультра, гербицидами Тайгер и Арбалет, инсектицидами и фунгицидами Зенон Аэро и Восторг, отмечается увеличение высоты растений в среднем на 10 см, длины колоса на 1 см по сравнению с контролем. Применение препарата Лигногумат в качестве протравителя семян и далее по вегетирующим растениям существенно не изменило элементы структуры урожая за исключением количества выживших растений к уборке. По-видимому, этот фактор являлся определяющим в формировании урожайности яровой пшеницы. Это подтверждается данными учета урожайности зерна яровой пшеницы (рис. 7).

word image 2337 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 7 – Урожайность яровой пшеницы на вариантах опыта: 1. Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) – Восторг (0,15 л/га); 2. Стрит (4 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га); 3. Лигногумат (150 г/т) – Тайгер (0,8 л/га) + Арбалет + (0,6 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га)

Установлено, что применение биологического стимулятора Лигногумат в комплексной защите яровой пшеницы не зависимо от технологии его использования формирует близкий уровень урожайности семян яровой пшеницы (48 ц/га). Достоверное превышение урожайности на 12 ц/га (p = 0,04) по сравнению с контролем свидетельствует об эффективности препарата при возделывании пшеницы.

Схожие результаты по действию биологического стимулятора Лигногумат получены и на рапсе. Исследованиями установлено, что исключение протравливания семян Лигногуматом снижает полевую всхожесть рапса на 12 % по сравнению с контролем (рис. 8). Совместное использования протравителя Стрит с Лигногуматом в технологии возделывания рапса оказывает стимулирующий эффект и создает лучшие условия для появления всходов, увеличивая этот показатель на 23 %.

word image 2338 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 8 – Полевая всхожесть ярового рапса на вариантах опыта: Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) – Восторг (0,15 л/га); 2. Стрит (4 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га); 3. Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га)

Снижение полевой всхожести семян на варианте с применением в качестве протравителя препарата Стрит не отразилось на высоте растений и урожайности зеленой массы рапса. Данные таблицы 13 показывают, что на вариантах с применением биологической стимуляции растений в среднем увеличилась их высота на 9-10 см по сравнению с контролем.

Таблица 13 – Влияние биологического стимулятора Лигногумат на элементы структуры урожая рапса

Вариант Количество растений, шт./м2 Высота растений, см
Контроль: Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) – Восторг (0,15 л/га) 163 88
Стрит (4 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 215 98
Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га) 134 97
p 0,005* 0,0001*

Максимальная урожайность зеленой массы рапса была сформирована на всех вариантах опыта, где применялся Лигногумат (53 т/га) (рис. 9).

word image 2339 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 9 – Урожайность зеленой массы ярового рапса на вариантах опыта: 1. Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) – Восторг (0,15 л/га); 2. Стрит (4 л/т) + Лигногумат (150 г/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га); 3. Стрит (4 л/т) – Мегалит + (0,3 л/га) + Лигногумат (100 г/га) – Восторг (0,15 л/га) + Лигногумат (100 г/га)

Повышение уровня урожайности зеленой массы рапса на 15 т/га по сравнению с контролем является математически доказанным (p = 0,007).

Результаты полевых опытов по влиянию биологического стимулятора Лигногумат на продуктивность зерна яровой пшеницы и зеленой массы рапса позволяют заключить, что его применение в качестве протравителя в чистом виде или в смеси с химическими протравителями и далее по вегетирующим растениям, дают схожий результат.

Выводы

1) Биологический стимулятор Лигногумат, применяемый в комплексной защите сельскохозяйственных культур в качестве протравителя, способствовал сохранению запасов продуктивной влаги в 0-20 см слое почвы. К периоду созревания пшеницы и рапса сформированные запасы продуктивной влаги оценивались на 5-7 мм выше контроля.

2) Обработка семян Лигногуматом в чистом виде и посевов сельскохозяйственных культур в баковых смесях с пестицидами способствовала уплотнению почвы в среднем за вегетационный период на 0,09-0,08 г/см3 по сравнению с контролем, что обусловлено более активным ростом корневой системы пшеницы и рапса.

3) Отлично оструктуренный чернозем в посевах пшеницы характеризовался близким уровнем содержания агрономически ценных фракций (72-73 %). Обработка семян рапса инсектицидом Стрит совместно с Лигногуматам и дальнейшее использование его на посевах определило максимальный оструктуривающий эффект в почве в течение вегетационного сезона (88 %).

4) Совместное применение биологического стимулятора Лигногумат с протравителем Грандсил Ультра способствовало достоверному повышению полевой всхожести пшеницы на 15 %, увеличению высоты растений на 10 см и длины колоса на 1 см. Использования протравителя Стрит с Лигногуматом в технологии возделывания рапса оказало стимулирующий эффект и увеличило полевую всхожесть на 23 %. Различные технологии применения стимулятора на рапсе сопровождались увеличением высоты растений в среднем на 9-10 см.

5) Биологический стимулятор Лигногумат в комплексной защите сельскохозяйственных культур не зависимо от технологии его применения сформировал близкий уровень урожайности семян яровой пшеницы (48 ц/га) и зелёной массы ярового рапса (53 т/га), превышающий контроль на 12 ц/га (p = 0,04) и 15 т/га (p = 0,007) соответственно.

3.3 Эффективность препаратов Берестм на яровой пшенице

Действие биологических стимуляторов, произведенных ООО НПК «Берес», на урожайность и качества зерна яровой пшеницы сорта Новосибирская 15 проведено в 2019 году в условиях учхоза «Миндерлинское» в Красноярской лесостепи.

Посев пшеницы осуществляли сеялкой ССНП-16 в срок 22 мая, норма высева 180 кг всхожих семян на га. Размер опытных делянок 500 м2, повторность трехкратная, расположение вариантов систематическое. Предшественник – пар.

Технология применения препаратов указана в схеме опыта (табл.14).

Таблица 14 – Схема полевых опытов

Вариант Обработка семян Опрыскивание посевов в фазу кущения Опрыскивание посевов в фазу флаг-лист – колошение
1Контроль Протравитель* Гербициды* Фунгициды (инсектициды**)
2 Протравитель +

Берес-8 (200 мл/тн)

Гербициды +

Берес-8 (200 мл/га)

Фунгициды +

Берес-8 (200 мл/га)

3 Протравитель +

Берес Супер экстракт морских водорослей (20 гр/тн)

Гербициды +

Берес Супер экстракт морских водорослей (20 гр /га)

Фунгициды+

Берес Супер экстракт морских водорослей (20 гр /га)

4 Протравитель +

Препарат №3 (20 гр/тн)

Гербициды+

Препарат №3 (20 гр/га)

Фунгициды+

Препарат №3 (20 гр/га)

5 Протравитель +

Препарат №4 (20 мл/тн)

Гербициды+

Препарат №4 (20 мл/га)

Фунгициды+

Препарат №4 (20 мл/га)

6 Протравитель +

Препарат №4 (50 мл/тн)

Гербициды+

Препарат №4 (50 мл/га)

Фунгициды+

Препарат №4 (50 мл/га)

7 Протравитель +

Препарат №6 (100 мл/тн)

Гербициды+

Препарат №6 (100 мл/га)

Фунгициды+

Препарат №6 (100 мл/га)

Определение количества и качества клейковины проводили по ГОСТ 13586.1-68. Натурную массу зерна определяли по ГОСТу 10840-40. Учет урожая зерна проводили методом прямого комбайнирования, для этого использовали зерноуборочный комбайн «TERRION». Затем взвешивали зерно и приводили к стандартной влажности (ГОСТ 10841-82). Статистическую обработку полученных результатов исследований проводили методом дисперсионного анализа.

Оценивая полученные результаты по полевой всхожести пшеницы, отметим, что минимальной она была на контроле (табл. 15). Применение препаратов Берес 8 и Берес Супер экстракт морских водорослей достоверно увеличило этот показатель на 65-67 % к контролю при низком варьировании показателя.

Таблица 15 – Влияние препаратов производства ООО НПК «Берес» на полевую всхожесть семян, шт/м2

Вариант Статистические показатели
X±Sx min max Cv, %
Контроль 223±16 196 252 13
Берес 8 372±16 340 392 8
Береc Супер экстракт морских водорослей 368±13 344 388 6
Препарат №3 307±15 276 324 9
Препарат №4/20 297±13 272 312 7
Препарат №4/50 300±19 272 336 11
Препарат №6 311±14 284 328 8

И другие исследуемые препараты марки «Берес» способствовали увеличению полевой всхожести семян, но на меньшую величину – на 33-39 % к контролю в зависимости от варианта опыта.

Кроме показателя полевой всхожести семян пшеницы проводили еще и учеты распространенности и развития болезней, которые осуществляли методом маршрутного обследования. Распространенность и развитие корневой гнили учитывали на фазе всходов (2-3 листа). Для анализа в полевом опыте отбирали по 100 растений с делянки.

Распространенность болезни – количество больных растений, выраженное в процентах от общего количества учтенных растений – вычисляли по формуле (Дьяков, 2016):

word image 2340 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы) (3.1)

где Р – распространенность болезни, %.

n – количество больных растений в пробе, штук.

N – общее количество больных и здоровых растений в пробе, штук.

Интенсивность поражения (развитие или индекс развития болезни) – качественный показатель болезни – выражали в баллах или в процентах: 0 – отсутствие признаков болезни; 1 балл – слабое побурение колеоптиля, гипокотиля и корней; 2 балла – сильное побурение гипокотиля с точечными некрозами, переходящие на узел кущения и основание стебля, угнетение развития продуктивных стеблей; 3 балла – сильное побурение гипокотиля с обширными некрозами (трухлявость), побурение узла кущения; 4 балла – гибель растений. При определении интенсивности поражения растений в процентах 1 балл соответствует интенсивности проявления болезни в 25%, 2 балла – 50%, 3 балла – 75%, 4 балла – 100%.

Развитие болезней рассчитывали по формуле (Дьяков, 2016):

word image 2341 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы) (3.2)

где R – развитие болезни, %;

N – общее количество больных и здоровых растений в пробе, штук;

а – число больных растений, штук;

с – поражение растения, %.

Корневые гнили всходов пшеницы во всех вариантах были вызваны грибами родов Bipolaris и Fusarium (Определено по Левитин, 2015). В период всходов заражённость корней была низкая. Интенсивность поражения отдельных растений на всех участках составляла 1 балл. Распространение корневых гнилей всходов на контроле составило 13,7% (табл. 16), что соответствовало литературным данным по распространению корневых гнилей в Восточной Сибири на культивируемых сортах (Разина, 2019). Применение препаратов Берес Супер и Препарата №4/20 снижало распространение корневых гнилей до 4,2% и 4,5% соответственно. Отметили тенденцию снижения распространения корневых гнилей при применении Препарата №6 до 11,3%. На уровне значений контроля распространение корневых гнилей сохранялось в варианте с Препаратом №4/50 (13,6%) и превышало контроль при применении препаратов Берес 8 (19,1%) и Препарата №3 (18,2%).

Таблица 16 – Влияние препаратов производства «Берес» на развитие и распространенность болезней на всходах пшеницы

Препарат Фаза всходов пшеницы
Распространённость,% Развитие, %
Контроль 13,7 3,5
Берес 8 19,1 4,7
Берес Супер экстракт морских водорослей 4,2 1,1
Препарат №3 18,2 4,5
Препарат №4/20 4,5 1,1
Препарат №4/50 13,6 3,4
Препарат №6 11,3 2,8

Развитие болезни в контроле составило 3,5%. Достоверное уменьшение развития болезней происходило только в вариантах с препаратами Берес Супер и Препарат 4/20, где развитие болезни было в 3,2 раза ниже контроля и составило 1,1%. При применении Препарата №6 наблюдали тенденцию снижения развитие болезни. При использовании Препарата 4/50 этот показатель оставался на уровне контроля. В вариантах с препаратами Берес 8 и Препарат №3 развитие болезни превысило контроль в 1,3 раза.

Отчетливые различия прослеживаются при оценке длины растений между сравниваемыми вариантами (табл. 17).

Таблица 17 – Структура урожая яровой пшеницы при применении препаратов производства ООО НПК «Берес»

Вариант Длина растений, см Длина колоса, см Число колосков, шт. Масса 1000 зерен,

г

X±Sx Cv,

%

X±Sx Cv,

%

X±Sx Cv,

%

Контроль 81±3 10 6,1±0,4 15 11,5±0,7 14 41,6
Берес 8 95±4 7 6,5±0,1 1 12,3±0,6 9 39,0
Береc Супер экстракт морских водорослей 79±1 2 6,4±0,1 13 11,0±0,2 14 40,8
Препарат №3 85±1 15 6,6±0,1 17 12,8±0,3 20 41,6
Препарат №4/20 77±3 8 6,0±0,6 17 12,3±0,7 9 39,0
Препарат №4/50 85±1 9 6.6±0,1 14 11,6±0,2 13 42,3
Препарат №6 87±1 9 6,8±0,1 13 12,3±0,2 13 38,0

Пшеница, выращенная при применении Препарата № 3 и препарата № 4/50, имела идентичную длину растений, превышающую контроль на 4 см. В варианте с использованием препарата № 6 длина растений превысила контроль на 6 см. Максимальную длину имели растения, выращенные в варианте с использованием Берес 8, превысившие длину растений контрольного варианта на 14 см. Следует отметить, низкое варьирование показателя по всем указанным вариантам. По показателю длины колоса у растений все сравниваемые варианты опыта достоверно не отличались между собой. Значения показателя числа колосков по всем вариантам опыта оцениваются выше среднего значения. Однако по этому показателю превысили контроль: препарат № 3 и одинаково «сработали» Берес 8, Препарат №6, Препарат №4/20. По показателю масса 1000 зерен разделяют зерно на 4 группы: с высокой массой 1000 зерен – свыше 30 г; выше средней – 25-30 г; со средней массой – 22-25 г; ниже средней – менее 22 г (Пантюхов, Келер, 2004). Как видно из таблицы 17, все исследуемые варианты характеризовались высокой массой 1000 зерен, но максимальное значение показателя, превышающее контроль, выявили в варианте с применением Препарата №4/50, где оно составило 42,3 г.

Как видно из таблицы 18, минимальная урожайность зерна пшеницы на контроле составила 32 ц/га, а максимальная – 36,3 ц/га, отсюда средняя урожайность в этом варианте – 33,8 ц/га. Следует отметить слабое варьирование показателя в этом варианте. Не оказало положительного действия на урожайность пшеницы применение препарата Берес Супер.

Таблица 18 – Статистические показатели действия препаратов «Берес» на урожайность пшеницы, ц/га

Вариант Статистические показатели
X±Sx min max Cv, %
Контроль 33,8±1,8 32 36,3 5
Берес 8 36,1±4,1 32,6 41,8 11
Береc Супер экстракт морских водорослей 31,1±4,4 27 36,1 14
Препарат №3 34,2±3,2 30,7 37,3 9
Препарат №4/20 34,4±4,5 30,1 38,7 13
Препарат №4/50 39,6±5,9 31,7 45,9 15
Препарат №6 38,1±4,5 34 44,5 12
НСР05 3,1

Примечание: X – среднее значение, Sx – стандартная ошибка, min – минимальное значение, max – максимальное значение, Cv – коэффициент вариации,

НСР05 – наименьшая существенная разница между вариантами.

Однако, под действием Берес 8, препарата №3, препарата №4/20 выявили тенденцию повышения урожая зерна яровой пшеницы при незначительном варьировании показателя. Наибольший вклад в формирование урожайности зерна пшеницы внес Препарат №4/50, где урожайность статистически значимо увеличилась на 5,8 ц/га к контролю. Также на достоверную величину (на 4,3 ц/га) возросла урожайность пшеницы к контролю и при применении Препарата №6.

Оценивая содержание клейковины по вариантам опыта, отметим следующее, что высшему классу соответствует вариант с применением Препарата №6, Препарата №3 и контрольный вариант (табл. 19).

Таблица 19 – Содержание и качество клейковины в зерне пшеницы

Вариант Содержание клейковины Упругость клейковины, определенная на приборе ИКД-1
г %
Контроль 10,8 36 76
Берес 8 9,1 30 64
Береc Супер экстракт морских водорослей 9,5 32 85
Препарат №3 11,1 37 79
Препарат №4/20 10,3 34 72
Препарат №4/50 10,4 35 79
Препарат №6 11,3 38 87

По количеству клейковины в зерне к первому классу относятся варианты: Препарат №4/50, Препарат №4/20, Берес Супер и Берес 8. Однако, характеризуя клейковину по упругости (табл. 18 и 19) к I группе может быть отнесено зерно, выращенное в варианте с использованием Берес 8 и Препарат №4/20.

Таблица 20 – Характеристика клейковины по упругости

Упругость клейковины Группа клейковины
0-15 неудовлетворительная, крепкая III
20-40 удовлетворительная, крепкая II
45-75 хорошая I
80-100 удовлетворительная, слабая II
105-120 неудовлетворительная, слабая Ш

Упругость клековины в этих вариантах характеризуется как хорошая. Контрольный вариант, Берес Супер, Препарат №3, Препарат №6, Препарат №4/50 оцениваются удовлетворительной, слабой упругостью и относятся по этому показателю ко II группе (табл. 18, 19). Оценивая показатель натурной массы зерна, отметим, что все исследуемые варианты опыта по этому показателю относятся к 1 классу (табл. 21).

Таблица 21 – Определение натурной массы зерна

Вариант Натурная масса, г/л
Контроль 902
Берес 8 880
Береc Супер экстракт морских водорослей 892
Препарат №3 907
Препарат №4/20 900
Препарат №4/50 883
Препарат №6 895

Согласно градациям товарной классификации мягкой пшеницы, представленным в таблице 22, видим, к первой группе по качеству клейковины и 1 классу по количеству клейковины, а также по натурной массе зерна, влажности могут быть отнесены только 2 варианта опыта из всех исследуемых: Берес 8 и Препарат №4/20.

Таблица 22 – Товарная классификация мягкой пшеницы

Наименование

показателя

Ограничительные нормы для заготовляемой и поставляемой пшеницы по ГОСТ 9353-90
мягкая пшеница
классы
высш. 1 2 3 4 5
количество клейковины, % не менее 36 32 28 23 18 не огр.
Качество клейковины, группа, не ниже I I I II II то же
натура, г/л, не менее 740 740 740 710 710 не огр.
Влажность, % 14,5

Остальные варианты с применением биологических стимуляторов марки «Берес» проходят и соответствуют высокому значению параметра только по одному из показателей качества или количества.

Выводы

1) Применение всех исследуемых препаратов марки «Берес» увеличило полевую всхожесть семян к контролю. Но в большей степени оказали положительное действие на этот показатель, увеличив его на 65-67 % к контролю препараты Берес 8 и Берес Супер.

2) Применение препаратов Берес Супер и Препарата №4/20 снижало распространение корневых гнилей до 4,2% и 4,5% соответственно против контроля (13,7 %) и достоверно уменьшало в 3,2 раза к контролю развитие болезней и составило 1,1%.

3) Максимальный вклад в формирование урожайности зерна пшеницы внес препарат №4/50, где прибавка к контролю составила 5,8 ц/га. Также на достоверную величину (на 4,3 ц/га) возросла урожайность пшеницы к контролю и при применении Препарата №6. В других исследуемых вариантах опыта отмечена тенденция повышения урожайности зерна пшеницы.

4) К первой группе по качеству клейковины и 1 классу по количеству клейковины, а также по натурной массе зерна, влажности могут быть отнесены только 2 варианта опыта из всех исследуемых: Берес 8 и Препарат №4/20.

3.4 Эффективность применения биологического стимулятора «Гипергрин» в условиях Красноярской лесостепи

3.4.1 Влияние дозы биологического стимулятора Гипергрин на посевные качества семян и ростовые процессы у пшеницы

Гуминовые препараты являются одним из перспективных биологически активных средств воздействия на растения. Гуматы – это группа естественных высокомолекулярных веществ, которые благодаря особенностям строения и физико – химическим свойствам обладают высокой физиологической активностью. Они активизируют метаболизм и размножение полезной почвенной миклофлоры, повышают защитный механизм растений против действия неблагоприятных физических (жара, холод), химических (засоление, тяжелые металлы, радионуклиды) и биологических (грибные, бактериальные и вирусные болезни) факторов, способствуют формированию высокого урожая сельскохозяйственных культур (Пыжикова, Тушинский, 1985).

Наиболее широкое применение гуминовые препараты находят в сельском хозяйстве в качестве стимуляторов роста растений. В экспериментах с различными культурами высших растений показано, что применение промышленных гуматов натрия, калия и аммония, независимо от источника сырья для их производства, в оптимальных дозах заметно стимулирует прорастание семян, улучшает дыхание и питание растений, увеличивает длину и биомассу проростков, усиливает ферментативную активность и сокращает поступление в растения тяжелых металлов и радионуклидов. Этот эффект особенно заметен на ранних стадиях развития растений, но в отдельных случаях проявляется в течение всего онтогенеза, включая урожай растительной продукции (Якименко, 2004).

В двух лабораторных опытах проведены исследования с целью изучения действие биологического стимулятора «Гипергрин» на энергию и всхожесть семян яровой пшеницы и определения оптимальной дозы препарата для протравливания семян.

Объекты исследования – семена яровой пшеницы сорта Новосибирская 15, чернозем выщелоченный опытного поля учхоза «Миндерлинское» и биологический стимулятор «Гиперстарт», входящий в продуктовую линейку биологических стимуляторов роста «Гипергрин» и эффективно питающий растения в фазу корнеобразования.

Почва в модельном опыте характеризовалась высоким содержанием гумуса (9,0 %), нейтральной реакцией среды (рНН2О – 6,7), высокой суммой обменных оснований (51 мг-экв./100г).

Гипергрин – биопрепарат, сочетающий в себе свойства активатора роста растений, иммуностимулятора, антистресса и антидота.

Модельный лабораторный опыт №1 по оценке действия доз препарата Гиперстарт на энергию прорастания и всхожесть семян яровой пшеницы сорта Новосибирская 15 проведен по схеме:

  1. Контроль – дистиллированная вода;
  2. Гиперстарт 0,3 л/т;
  3. Гиперстарт 0,5 л/т;
  4. Гиперстарт 0,8 л/т.

Энергия прорастания семян яровой пшеницы и всхожесть определена по ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. После определения всхожести провели учет биометрических показателей проростков.

Модельный лабораторный опыт №2 по оценке эффективности действия доз препарата Гиперстарт на ростовые процессы у пшеницы проведен по следующей схеме:

1. контроль – дистиллированная вода;

2. Гиперстарт 0,3 л/т;

3. Гиперстарт 0,5 л/т;

4. Гиперстарт 0,8 л/т.

Обработанные семена были высеяны в почву в сосуды объемом 1 литр. Опыт заложен в трех кратной повторности. После появления всходов было оставлено по 10 растений на сосуд. После снятия опыта провели учет биометрических показателей растений: количества корней, длины главного корня и длины побега пшеницы.

Статистическая обработка полученных результатов проведена методами дисперсионного анализа и описательной статистики (Доспехов, 1985) с использованием программы Microsoft Excel XP.

Протравливание семян является одним из важнейших мероприятий, заметно повышающих урожайность зерновых культур. Применяемые в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур химические фунгициды-протравители подавляют семенную и почвенную инфекции, защищают растения в ранние фазы развития, уменьшают заражение растений листостебельными болезнями и тем самым увеличивают продуктивность культуры (Соколов и др., 2015). Однако они являются постоянно действующим активным экологическим фактором, имеющим отрицательные последствия (Виноградов и др., 2014). Альтернативой химическим протравителям являются вещества природного происхождения – биологические стимуляторы, полученные на основе торфа или бурого угля, значительно влияющие на биохимические процессы, протекающие в семенах и вегетирующих растениях.

Всхожесть и энергия прорастания относятся к посевным качествам семян. Энергия прорастания характеризует способность семян давать в полевых условиях дружные и ровные всходы, а значит, хорошую выровненность и выживаемость растений.

Учет энергии прорастания в лабораторном опыте проводился на 3 и 7 сутки. На рисунках 10 и 11 продемонстрированы результаты всхожести и энергии прорастания семян пшеницы, обработанных биологическим стимулятором «Гиперстарт», по сравнению с контролем.

C:\Users\user\Desktop\фото Михайлец\1 СРОК УЧЕТА\P_20180409_165919.jpg C:\Users\user\Desktop\фото Михайлец\1 СРОК УЧЕТА\P_20180409_180028.jpg

А Б

C:\Users\user\Desktop\фото Михайлец\2 СРОК УЧЕТА\P_20180409_201359.jpg C:\Users\user\Desktop\фото Михайлец\1 СРОК УЧЕТА\P_20180409_191834.jpg

В Г

Рисунок 10 – Учет энергии прорастания семян на 3 сутки (2-я повторность): А – контроль (дистилированная вода); Б – Гиперстарт 0,3 л/т; В – Гиперстарт 0,5 л/т; Г – Гиперстарт 0,8 л/т

C:\Users\user\Desktop\фото Михайлец\2 СРОК УЧЕТА\P_20180412_130410.jpg C:\Users\user\Desktop\фото Михайлец\2 СРОК УЧЕТА\P_20180412_141417.jpg

А Б

C:\Users\user\Desktop\фото Михайлец\2 СРОК УЧЕТА\P_20180412_160337.jpg C:\Users\user\Desktop\фото Михайлец\2 СРОК УЧЕТА\P_20180412_172337.jpg

В Г

Рисунок 11 – Учет всхожести семян на 7 сутки (2-я повторность): А – контроль (дистилированная вода); Б – Гиперстарт 0,3 л/т; В – Гиперстарт 0,5 л/т; Г – Гиперстарт 0,8 л/т

Анализ лабораторных экспериментов показал, что обработка семян биологическим стимулятором «Гиперстарт» в дозе 0,5 л/т повысил энергию прорастания семян на 20% по сравнению с контролем (табл. 23).

Таблица 23 – Изменение посевных качеств семян пшеницы в зависимости от дозы препарата

Вариант Энергия прорастания, % Изменения к контролю, +/- Лабораторная всхожесть, % Изменения к контролю, +/-
Контроль

(дист. вода)

69 82
Гиперстарт 0,3 л/т 71 +3 81 -1
Гиперстарт 0,5 л/т 89 +20 84 +2
Гиперстарт 0,8 л/т 72 +3 79 -3
p 0,020 0,787

Доза стимулятора 0,3 и 0,8 л/т обеспечила энергию прорастания семян на уровне 71 и 72% соответственно. Такие величины энергии прорастания соответствуют контрольному варианту. При определении лабораторной всхожести на седьмые сутки выявлено, что доза препарата 0,5 л/т также определяет максимальную всхожесть семян яровой пшеницы (84%). Превышение всхожести на 2% является недостоверным по сравнению с контролем.

Интенсивное течение начальных ростовых процессов в семенах имеет большое значение в дальнейшем отногенезе растений. Активное образование зародышевых корешков сказывается на кущении и продуктивности растений, способности обеспечивать растения элементами питания. Исследованиями установлено улучшение биометрических показателей прорастающих семян под действием биологического стимулятора (табл.24).

При близком количестве прорастающих корешков (4 шт.) математически доказывается увеличение длины ростка и длины корней в условиях обработки семян пшеницы биологическим стимулятором. По сравнению с контролем, препарат в дозе 0,3-0,8 л/т способствовал увеличению длины ростка на 0,8-1,0 см и длины корней на 1,8-2,7 см. Установлено, что «Гиперстарт» в дозе 0,5 л/т способствует максимальному повышению всех биометрических показателей проростков пшеницы.

Таблица 24 – Влияние дозы препарата на начальные ростовые процессы пшеницы (на 7 день), n = 30

Вариант Количество корешков, шт Длина ростка,

см

Длина корней,

см

Контроль

(дист. вода)

3,9 6,3 8,1
Гиперстарт

0,3 л/т

3,7 7,2 10,7
Гиперстарт

0,5 л/т

4,2 7,3 10,8
Гиперстарт

0,8 л/т

3,6 7,1 9,9
p 0,330 0,014 0,002

Наблюдения за биометрическими показателями посевов пшеницы в лабораторном опыте подтвердили стимулирующее действие препарата «Гиперстарт». Так, обработка семян биологическим стимулятором в большей степени способствовала усилению роста растений, что отразилось на величине общей биомассы культуры (табл. 25). Установлено, что прирост зеленой массы пшеницы по сравнению с контролем составил 0,27-0,55 г/сосуд. Исследованиями установлена обратная связь между высотой растений и длиной корня. Так, обработка препаратом в дозе 0,3 л/т способствует усилению роста корней при сохранении высоты растений на уровне контроля. Доза препарата 0,8 л/т, замедляя рост корней по сравнению с контролем, усиливает ростовые процессы у пшеницы.

Таблица 25 – Влияние дозы препарата на биометрические показатели и продуктивность яровой пшеницы, n = 30

Вариант Высота растений, см Длина корня,

см

Зеленая масса
г/сосуд
Контроль

(дист. вода)

23,7 9,6 1,52
Гиперстарт

0,3 л/т

22,3 11,4 1,82
Гиперстарт

0,5 л/т

24,0 9,8 2,07
Гиперстарт

0,8 л/т

24,7 8,1 1,90
p 0,419 0,039 0,000

Полученные результаты позволяют заключить, оптимальной для протравливания семян яровой пшеницы является доза биологического стимулятора «Гипергрин» 0,5 л/т, обеспечивающая максимальную энергию прорастания, лабораторную всхожесть, количество и длину корешков, длину ростка, а также зеленой фитомассы культуры в лабораторном опыте.

3.4.2 Эффективность применения биологического стимулятора «Гипергрин» при возделывании яровой пшеницы

Исследования по оценке эффективности применения биологического стимулятора «Гипергрин» («HYPERGREEN») были проведены в 2016-2018 гг. в полевом опыте учебного хозяйства «Миндерлинское» (Кураченко, 2018; Кураченко, Шаропатова, 2019). Объекты исследования – комплекс черноземов выщелоченных и обыкновенных; пшеница сорта Новосибирская 15, идущая по предшественникам – картофель (2016 г.) и соя (2017-2018 гг.); биологический стимулятор «Гипергрин» (Гумилайф GSN-А). «Гумилайф GSN-А» относился ко второму поколению биологических стимуляторов роста растений. «Гипергрин» – это третье поколение биологических стимуляторов роста растений. Изменена технология получения препарата. Из одного и того же сырья получен коктейль гуминовых кислот, которые действуют на разные части растений: корневую систему (ГиперСтарт), листовой аппарат (ГиперРост).

Схема полевого опыта в 2016 году включала в себя следующие варианты: 1. Контроль (Магнум Супер (10 г/га) + Ластик Экстра, КЭ (1 л/га)). 2. Виал ТрасТ, ВС (0,4 л/т) + Гумилайф GSN-А (0,5 л/т) – Магнум Супер (10 г/га) + Ластик Экстра, КЭ (1 л/га) + Гумилайф GSN-А (0,3 л/т) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га) + Гумилайф GSN-А (2л/га). 3. Гумилайф GSN-А (0,5 л/т) – Магнум Супер (10 г/га) + Ластик Экстра, КЭ (0,85 л/га) + Гумилайф GSN-А (0,3 л/т) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га) + Гумилайф GSN-А (2 л/га).

В полевой сезон 2017-2018 гг. исследование проведено с препаратом нового поколения по схеме: 1. Контроль (Оплот, ВСК (0,5 л/т) – Магнум Супер (10 г/га) + Ластик Экстра, КЭ (1 л/га) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га). 2. Оплот, ВСК (0,5 л/т) + ГиперСтарт (0,5 л/т) – Магнум Супер (10 г/га) + Ластик Экстра, КЭ (1 л/га) + ГиперРост (0,3 л/т) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га) + ГиперРост (2л/га). 3. ГиперСтарт (0,5 л/т) – Магнум Супер (10 г/га) + Ластик Экстра, КЭ (0,85 л/га) + ГиперРост (0,3 л/т) – Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га) + ГиперРост (2 л/га).

Минеральные удобрения в опытах не применялись. Доза каждого из используемых препаратов соответствовала рекомендациям производителя. Предпосевная обработка семян осуществлялась за один день до посева. Первая внекорневая обработка пшеницы биологическим стимулятором проводилась в фазе кущения в баковой смеси с гербицидами. Вторая внекорневая обработка пшеницы осуществлялась в фазе выхода в трубку – колошения в баковой смеси с фунгицидами и инсектицидами.

Густота стояния растений перед уборкой и отбор снопов для определения структуры урожая проводили на площади 1 м2 в 3-кратной повторности. Учет урожая проводили в 4-х кратной повторности пробными площадями по 20 м2. Урожайность приводили к стандартной 14% влажности и 100% чистоте.

Статистическая обработка полученных результатов проведена методами дисперсионного анализа и описательной статистики (Дмитриев, 1995) с использованием программы Microsoft Excel XP.

Для производства сельскохозяйственной продукции необходимы такие технологии и технологические приемы формирования и функционирования агроценозов, которые в конкретных почвенно-климатических условиях дадут более высокий экономический эффект в сочетании с природоохранными функциями. Высокая биологическая активность гуминовых веществ, несомненно, играет важную роль в обеспечении как биологической продуктивности системы почва-растение, так и ее устойчивости к неблагоприятным воздействиям. Исследования, проведенные в годы, существенно отличающиеся по влагообеспеченности, показали, что эффективность биологического стимулятора «Гипергрин» определялась фактором «погодные условия».

При разработке технологии возделывания, направленной на оптимальное развитие каждого элемента, необходимо учитывать, что урожай формируется за счет различных элементов, степень выраженности которых может быть разной. Слабое развитие одного элемента структуры урожая может быть компенсировано за счет других. Установлено, что биологический стимулятор «Гипергрин» при различных способах его применения оказал влияние на некоторые элементы структуры урожая яровой пшеницы (табл. 26). Применение стимулятора в качестве протравителя семян и для обработки вегетирующих посевов определило увеличение количества выживших к уборке растений в среднем за годы исследований на 11 % по сравнению с контролем. Совместное использование «Гипергрин» с химическим протравителем на семенах и в баковых смесях с гербицидами и инсектицидами способствовало увеличению высоты растений на 4 см, количества колосков на 3 шт.

Таблица 26 – Влияние биологического стимулятора Гипергрин на элементы структуры урожая яровой пшеницы (2016-2018 гг.)

Вариант Количество растений к уборке, шт./м2 Высота растений,

см

Длина колоса,

см

Количество колосков, шт.
Контроль (химическая защита) 358 79 7 35
«HYPERGREEN» совместно с протравителем и в баковых смесях по вегетирующим растениям 351 83 7 38
«HYPERGREEN» в качестве протравителя и в баковых смесях по вегетирующим растениям 398 77 7 35

Достаточное увлажнение вегетационного сезона 2016 года обусловило максимальную урожайность яровой пшеницы. Использование биологического стимулятора «Гипергрин» для протравливания семян и обработки посевов в фазу кущения и выхода в трубку-колошения способствовало повышению урожайности яровой пшеницы на 3-10 ц/га (p = 0,02) (рис.12). Выявлено, что при несущественном варьировании урожайности в выборках (Cv = 2-10%), максимальный уровень продуктивности яровой пшеницы установлен на варианте с использованием «Гипергрин» в качестве протравителя в чистом виде с последующими внекорневыми обработками посевов пшеницы (45 ц/га). Максимальная продуктивность яровой пшеницы в засушливый 2017 год была сформирована на этом же варианте опыта (33 ц/га). Однако отмеченная в опыте тенденция повышения урожайности пшеницы математически не доказывалась (p = 0,56). Применяемые в опыте технологии комплексной защиты яровой пшеницы показали близкий уровень продуктивности и в острозасушливый вегетационный сезон 2018 года (p = 0,33).

word image 2342 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 12 – Урожайность яровой пшеницы Новосибирская 15 на вариантах опыта: 1 – контроль (химическая защита); 2 – «HYPERGREEN» совместно с протравителем и в баковых смесях по вегетирующим растениям; 3 – «HYPERGREEN» в качестве протравителя и в баковых смесях по вегетирующим растениям, ц/га

Анализ литературных источников по эффективности гуминовых препаратов на зерновых культурах позволяет утверждать, что их применение дает возможность увеличивать урожайность по сравнению с контролем. Однако величина прибавок достаточно сильно варьирует по годам, что обусловлено погодными условиями.

Так, исследованиями (Виноградова и др., 2012; Комарова, Сорокина, 2015) показано, что засушливые погодные условия вегетационных периодов существенно снижали эффективность биологических стимуляторов на посевах зерновых культур. Внесение в почву гуминовых удобрений и препаратов способствует росту микробиологической активности, возрастает потребление органических и минеральных субстратов. Всё это увеличивает минерализацию органических веществ, разрушение почвенных минералов. Как следствие, наблюдается высвобождение элементов минерального питания, которые активно потребляются растениями. В этом и заключается опосредованное воздействие гуминовых веществ на растения через почвенную микрофлору.

Следует подчеркнуть, что растения с корневыми выделениями поставляют в почву органические кислоты, способствующие активизации микрофлоры, разложению минерального субстрата и высвобождению элементов питания, обеспечивая «ризосферный эффект» (Warembourg, 1997). По мнению О.С. Безугловой, Е.А. Полиенко (2011), за счет внесения биологически активных веществ происходит активизация биохимических процессов в почве и повышается доступность элементов питания. При низкой биологической активности, вызванной недостатком влаги в связи с засухой, наблюдается замирание процессов минерализации и гумификации в почве. Подобная закономерность отмечена нами при применении микробиологического удобрения «Азофит» в технологии возделывании рапса на маслосемена (Кураченко и др., 2019).

Одной из важнейших оценок применения биопрепаратов и регуляторов роста является определение их экономической эффективности. Применение биологического стимулятора «Гипергрин» в технологии возделывания яровой пшеницы увеличивало прибыль и рентабельность и снижало себестоимость продукции (табл. 27).

Таблица 27 – Показатели экономической эффективности производства зерна яровой пшеницы

Показатель Год В среднем за 3 года
2016 2017 2018
контроль
Посевная площадь зерновых культур, га 100 100 100 100
Урожайность, ц с 1 га 35,1 28,8 26,7 30,2
Затраты средств на 1 га посева зерновых культур, руб. 15077,5 15785,5 17553,2 17722,1
Себестоимость производства 1 ц зерна, руб. 452,2 577,0 692,0 617,7
Средняя цена реализации 1 ц зерна, руб. 936,4 820,2 735,3 830,63
Прибыль на 1 ц зерна, руб. 484,2 243,2 43,3 212,93
Получено прибыли на 1 га пшеницы, руб. 16995,4 7004,2 1156,1 6430,6
Уровень

рентабельности производства зерна, %

107,1 42,2 6,3 34,5

Продолжение таблицы 27

«HYPERGREEN» совместно с протравителем и в баковых смесях

по вегетирующим растениям

Посевная площадь зерновых культур, га 100 100 100 100
Урожайность, ц с 1 га 44,7 33,2 25,3 34,4
Затраты средств на 1 га посева зерновых культур, руб. 14901,5 15128,6 16445,2 16780,7
Себестоимость производства 1 ц зерна, руб. 350,9 479,7 684,2 513,5
Средняя цена реализации 1 ц зерна, руб. 936,4 820,2 735,3 830,63
Прибыль на 1 ц зерна, руб. 585,5 340,5 51,1 317,13
Получено прибыли на 1 га пшеницы, руб. 26171,9 11304,6 1292,8 10909,4
Уровень рентабельности производства зерна, % 166,9 71,0 7,5 61,8
«HYPERGREEN» в качестве протравителя и в баковых смесях по вегетирующим растениям
Посевная площадь зерновых культур, га 100 100 100 100
Урожайность, ц с 1 га 38,5 31,8 27,9 32,7
Затраты средств на 1 га посева зерновых культур, руб. 14984,9 15392,2 16788,2 16965,9
Себестоимость производства 1 ц зерна, руб. 409,7 509,7 633,4 546,1
Средняя цена реализации 1 ц зерна, руб. 936,4 820,2 735,3 830,63
Прибыль на 1 ц зерна, руб. 526,7 310,5 101,9 284,53
Получено прибыли на 1 га пшеницы, руб. 20278,0 9873,9 2843,0 9304,2
Уровень рентабельности производства зерна, % 128,6 60,9 16,1 52,1

Наилучшие показатели экономической эффективности были получены в 2016 году при использовании биологического стимулятора «Гипергрин» совместно с химическим протравителем Виал ТрасТ, ВС и двукратном его применении в баковых смесях по вегетирующим растениям, где уровень рентабельности производства зерна яровой пшеницы составил 167 %. Технология возделывания яровой пшеницы с применением «Гипергрин» совместно с протравителем и в баковых смесях по вегетирующим растениям в среднем за период испытаний определила минимальную себестоимость продукции (514 руб./ц), максимальную прибыль (317 руб./ц) и рентабельность (62 %).

Выводы

1) Способ применения биологического стимулятора «Гипергрин» в комплексной защите яровой пшеницы определяет структуру урожая культуры. Использование препарата для обработки семян в качестве протравителя и по вегетирующим растениям способствует повышению выживаемости растений к уборке на 11 %. Совместное использование биологического стимулятора с химическим протравителем и обработка посевов яровой пшеницы определяет увеличение высоты растений на 4 см, количества колосков в колосе на 3 шт. по сравнению с контролем.

2) Использование биологического стимулятора для предпосевной обработки семян и посевов в фазу кущения и выхода в трубку-колошения пшеницы способствует повышению её урожайности на 1-10 ц/га в различные годы. Максимальная экономическая эффективность препарата установлена в достаточно увлажненный 2016 год при использовании биологического стимулятора «Гипергрин» совместно с химическим протравителем и двукратном его применении в баковых смесях по вегетирующим растениям. Уровень рентабельности производства зерна яровой пшеницы составил 167 %.

3.4.3 Эффективность биологического стимулятора Гипергрин при возделывании картофеля

Эффективность возделывания картофеля определяют три основных фактора: урожайность культуры, качество продукции – выход товарной фракции с параметрами, учитывающими конкретное назначение продукции, и затраты на производство. Урожайность картофеля зависит от сорта и его репродукции, почвенно-климатических условий, удобрений и технологии возделывания. При заданных условиях возделывания определяющими являются сорт картофеля, внесение удобрений и технология возделывания. В связи с этим особую атуальность приобретают исследования, направленные на разработку технологии возделывания картофеля в условиях Красноярского края.

На базе опытного поля учебного хозяйства «Миндерлинское» проведены исследования по изучению действия биологического стимулятора «Гипергрин» на продуктивность семенного картофеля.

Почва опытного участка – чернозём выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый на жёлто-бурой глине, агрохимическая характеристика которого представлена в табл. 28.

Таблица 28 — Агрохимическая характеристика чернозёма выщелоченного

Горизонт, см Гумус, % Сумма обменных оснований, мг-экв./ 100 г почвы N-NO3 мг/кг Р2О5 по Чирикову, мг/100 г K2O по Чирикову, мг/100 г
0–20 7,3 52,4 19,6 23,6 20,5

Согласно приведённым результатам весенняя обеспеченность почвы доступными элементами питания хорошая. По содержанию азота почва относится к пятому классу (высокое), фосфора — к четвёртому (повышенное), калия – к седьмому (высокая обеспеченность).

Подготовка предшественника для картофеля (чистый пар) состояла из зяблевой вспашки, выполняемой на глубину 25–27 см. и четырёх культиваций на глубину 8-10 см. В год посадки картофеля при первой возможности выезда в поле проведено ранневесеннее боронование, затем перед посадкой почва рыхлится на глубину 18–20 см. Посадка осуществляется картофелесажалкой AVR, расход посадочного материала на гектар составил 2,8 т. Густота посадки растений составила 48 тыс. клубней/га, ширина междурядий 90 см. Изучение влияние системы пестицидов и препарата Гипергрин на урожайность картофеля проведено на сорте Арамис категории суперэлита.

Обработка посевов пестицидами выполнена с использованием навесного опрыскивателя ОП-600. Расход препаратов — в соответствии с рекомендациями производителей, рабочего раствора при обработке клубней 25 л/т, вегетирующих растений — 200 л/га.

Сорт картофеля Арамис включён в Госреестр по Восточно-Сибирскому (11) региону. Среднеспелый, столового назначения. Растение средней высоты до высокого, стеблевого типа, прямостоячее. Лист среднего размера, промежуточный, зелёный до тёмно-зелёного. Товарная урожайность 16,6–25,0 т/га, на уровне стандарта Накра. Максимальная урожайность 31,6 т/га, на уровне стандарта Красноярский край. Клубень овально-округлый с глазками средней глубины. Кожура жёлтая. Мякоть светло-жёлтая. Масса товарного клубня 98 – 156 г. Содержание крахмала 14,2–15,7 %. Вкус отличный, товарность 89–98 % лёжкость 95 %. Устойчив к возбудителю рака картофеля, золотистой картофельной цистообразующей нематоде, морщинистой, полосчатой мозаике и скручиванию листьев, выше средней полевая устойчивость к возбудителю фитофтороза (Госреестр…, 2019).

Гипергрин – биопрепарат, сочетающий в себе свойства активатора роста растений, иммуностимулятора, антистресса и антидота. Массовая доля водорастворимых биологически активных веществ 3,5 – 5,0 г/л. В органическую часть препарата Гипергрин входят: аминокислоты 2,8 г/л (L-α-аланин, лейцин, пролин, тронин, серин, гистидин, лизин, фенилаланин, глутаминовая и аспарогиновая кислоты, валин, тирозин, цистеин, метионин), углеводы 375,2 г/л (D-глюкоза, D-галактоза, ксилоза, L-арабиноза, L-рамноза, манноза) и карбоновые кислоты 1,2 г/л (щавелевая, янтарная, бензойная, салициловая, коричная, яблочная, лимонная, о-фталевая, фумаровая, нетилянтарная, галловая). Минеральная часть препарата Гипергрин содержит: аммонийного азота (NH4) не менее – 2,6 г/л; нитратного азота (NО3) не менее – 2,0 г/л; азота не менее – 4,5, г/л; фосфора в пересчете на Р2О5 не менее – 8,0 г/л; Са – СаО – 2,3 г/л; Mg – MgO – 2,6 г/л; К – К2О не менее – 9,0 г/л.

Для определения структуры и величины урожайности проводили три динамические копки, выкапывая по 20 кустов в трехкратной повторности. Урожай всех копок разбирался с выделением товарных (вес более 40 г) и нетоварных клубней (до 40 г).

Учёт устойчивости к фитофторозу проводили по методике ВНИИ картофельного хозяйства (Методические указания, 1982), проходя по диагонали посадок. Учёт проведён перед удалением ботвы, на каждой площадке выставлялся балл устойчивости, после чего высчитывался средний балл:

9 баллов — отсутствие пятен фитофторы на листьях;

8 баллов — единичные пятна на отдельных листьях;

7 баллов — поражено до 25 % листьев куста;

5 баллов — поражено от 25 до 30 % листьев;

3 балла — поражено более 50 % листьев.

Учёт уровня засорённости посадок картофеля выполнен методом визуальной оценки по методике ЦИНАО, где:

1 балл — засорённость очень слабая (сорняки встречаются единично);

2 балла — слабая;

3 балла — средняя;

4 балла — сильная;

5 баллов — очень сильная (сорняки преобладают над культурой).

При количественном учёте сорной растительности их подсчитывали на площади 0,25 м2 в средней части делянки по вариантам опыта.

В качестве контроля использован вариант без применения препарата Гипергрин. Система защиты от болезней и вредителей применялась на всех вариантах опыта, чтобы обеспечить получение качественного посадочного материала картофеля (табл. 29).

Таблица 29 – Полная схема защиты картофеля

Дата проведения Фаза развития культуры Вредный объект Наименование препарата Норма расхода, л/га, л/т Расход рабочего раствора, л/т, л/га
27 мая клубни, при посадке ризоктониоз, фузариозная гниль, проволочники Эместо Квантум, КС 0,3 25
Гипергрин 0,5
19 июня высота картофеля 10–15 см однолетние двудольные и злаковые сорняки Зенкор Ультра, КС 1,2 200
29 июня рост стебля фитофтороз, альтернариоз, переносчики вирусов Рапид Голд, СП 1,5
Гипергрин 1,0
Биская, МД 0,3
10 июля бутонизация фитофтороз, альтернариоз, улучшение минерального питания, переносчики вирусов Рапид Голд, СП 1,5
Гипергрин 1,0
Биская, МД 0,3
20 июля цветение фитофтороз, альтернариоз, переносчики вирусов Консенто, КС 2,0
Ромул, ВДГ 0,03
Гипергрин 0,3
Биская, МД 0,3
01 августа техническая спелость десикация Тонгара, ВР 1,0
Ширлан, СК 0,3
04 августа усыхание ботвы механическое удаление ботвы
08 августа вторичное отрастание стеблей десикация Тонгара, ВР 1,0 200

Для изучения влияния препарата Гипергрин на семенную продуктивность картофеля использовалась следующая схема:

1. Контроль (Престиж 1 кг/т; Зенкор Ультра 1.0 л/га; Биская 0,3 кг/га + Консенто 2 кг/га; Биская 0,3 кг/га + Инфинито 1,6 кг/га; Биская 0,3 кг/га + Консенто 2 кг/га).

2. Престиж 1 кг/т + Гипергрин 0,8 л/т (при посадке); Зенкор Ультра 1,0 л/га (до всходов); Биская 0,3 кг/га + Консенто 2 кг/га + Гипергрин 1,0 л/га (при смыкании ботвы); Биская 0,3 кг/га + Инфинито 1,6 кг/га + Гипергрин 0,8 л/га (через 10-14 дней); Биская 0,3 кг/га + Консенто 2 кг/га + Гипергрин 1,0 л/га (через 10-14 дней);

3. Гипергрин 10 мл/л; Зенкор Ультра 1,0 л/га (до всходов); Биская 0,3 кг/га + Консенто 2 кг/га + Гипергрин 1,0 л/га (при смыкании ботвы); Биская 0,3 кг/га + Инфинито 1,6 кг/га + Гипергрин 0,8 л/га (через 10-14 дней); Биская 0,3 кг/га + Консенто 2 кг/га + Гипергрин 1,0 л/га (через 10-14 дней);

4. Не обработанные клубни. Зенкор Ультра 0,6 л/га (до всходов); Биская 0,3 кг/га + Консенто 2 кг/га + Гипергрин 1,0 л/га (при смыкании ботвы); Биская 0,3 кг/га + Инфинито 1,6 кг/га + Гипергрин 0,8 л/га (через 10-14 дней); Биская 0,3 кг/га + Консенто 2 кг/га + Гипергрин 1,0 л/га (через 10-14 дней).

 

Оценка развития инфекционных заболеваний на растении в период его вегетации позволяет дать объективный прогноз для проведения мероприятий по защите.

расчет развития болезни произведен по формуле:

R = ( ∑ а ×b) × 100 :N×K, (3.3)

R – развитие болезни, %.

N – общее количество больных и здоровых растений в пробе, штук.

∑а × b – сумма произведений числа больных растений (а) на соответствующий им балл поражения (b), штук × балл.

К – высший балл учетной шкалы. К= 4.

Принято считать, что обработки посадок картофеля фунгицидами считаются целесообразными, если степень развития болезни у ранних сортов достигает 10 – 15%, среднеранних – 15 – 20%, среднепоздних – 25 – 35 %, поздних – 35 – 45%. В наших исследованиях развитие фитофтороза на растениях не превысило порога вредоносности и составило 6 %.

В ходе маршрутных обследований в посадках картофеля обнаружены следующие группы сорных растений: яровые ранние и эфемеры, яровые поздние (уровень засорённости 1–2 балла) (табл. 30).

Устойчивость к применённому гербициду проявили подмаренник цепкий и щирица запрокинутая, что согласуется с литературными данными (Картофель…, 2007). Некоторое снижение численности этих видов было достигнуто комплексным применением химического и агротехнического способов борьбы с сорняками.

Таблица 30 — Численность сорного компонента в посадках картофеля

Группы сорняков Вид Уровень засорённости, балл
до обработки через месяц после контроль
Яровые ранние и эфемеры Подмаренник цепкий Galiumaparine

Коноплясорная

Cannabis ruderalis

2

1

1

0

1

1

Яровые поздние Марь белая

Chenopodiumalbum

Щирица запрокинутая Amaranthus retroflexus

1

2

0

1

2

1

Спустя месяц после применения гербицида зелёная масса сорняков на контроле составила 0,15 т/га, на варианте с препаратом Гипергрин 0,09 т/га. Сорные растения находились под покровом культуры в угнетённом состоянии в нижнем ярусе агроценоза.

Почвенно-климатические условия оказывают влияние на продолжительность защитного действия почвенных гербицидов. Тёплая, влажная погода в текущем году способствовала повышению микробиологической активности почв, что привело к более быстрому разложению препарата. В результате уже в начале августа наблюдалось увеличение численности сорняков, однако составить конкуренцию культуре они не могли. Проведённое в первой декаде августа комбинированное удаление ботвы привело к полной гибели сорняков. Климат Красноярской лесостепи с умеренной температурой и обилием осадков во второй половине вегетации благоприятствует массовому развитию грибных и бактериальных заболеваний картофеля (Халипский, 2017). Значительный ущерб урожайности наносят ризоктониоз и чёрная ножка, особенно большой недобор урожая, наблюдается от фитофтороза. Эти болезни являются также главной причиной потерь картофеля во время хранения.

Возбудители бактериальных болезней («черная ножка» и кольцевая гниль клубней) – патогенные бактерии, среди которых существуют многоядные, подвижные (возбудители бурой бактериальной и черной ножки) и специализированные, неподвижные (возбудитель кольцевой гнили Clavibacter michiganensis). Практически нет сортов – устойчивых к бактериальной инфекции. Поэтому встречаются заболевания во всех зонах ведения картофелеводства. Вредоносность заключается в сгнивании семенных клубней сразу после посадки, гибели растения в период вегетации, гнили клубней в поле и в период хранения. Прямые потери при поражении клубней от 20 до 50 %. Поражаются все органы растений. На стеблях – во время всего вегетационного периода. Особенно в период всходов. Отмечается пожелтение листьев, сворачивание в лодочку и приобретают жесткую структуру, позднее увядает и засыхает все растение. Корневая шейка и корни загнивают (черный цвет), утончение, мумифицирование. Растение легко выдергивается из земли. На клубнях наблюдается потемнение мякоти вокруг столонного следа.

Хорошо известно, что различные пестициды помимо сорных, обладают высокой фитотоксичностью и к культурным растениям, а ошибка при их применении может привести к полной потере урожая (Иванюк, 2005; Сухорученко, 2013). Многие пестициды вызывают модификацию и замедление физиологических и биохимических процессов растительного организма, уменьшают интенсивность фотосинтеза, снижают скорость поглощения элементов минерального питания и т.д. Негативное воздействие пестицидов на обмен веществ защищаемого растения сопровождается общим угнетением роста и развития, что приводит к снижению продуктивности.

Наибольшее неблагоприятное воздействие на культурное растение оказывает обработка гербицидами. Фунгициды и инсектициды вызывают меньший химический стресс. Вообще стресс – это общая неспецифическая адаптационная реакция организма на действие любых неблагоприятных факторов. А основная задача сельхозпроизводителя – это помощь растениям в преодолении стрессовых состояний, связанных как с погодными условиями и нехваткой элементов питания, так и вызванных химическими агентами.

В земледельческой практике достаточно широко применяется прием составления баковых смесей из различных средств защиты растений и стимуляторов роста. Многие пестициды и агрохимикаты, смешанные в определенных пропорциях, дополняют и усиливают действие друг друга. Это позволяет не только сократить количество обработок, но и усилить совместное действие средств защиты растений, расширить их спектр действия, снизить вероятность возникновения резистентности у вредителей и сорняков. Снижается химическая нагрузка на культурное растение, сокращаются затраты на покупку химических средств защиты растений.

Добавление в баковые смеси гуминовых препаратов позволяет решить сразу несколько задач. Это усиление действия средств защиты растений с одной стороны и помощь культурному растению в преодолении химического стресса с другой стороны. Плюс дополнительная стимуляция к дальнейшему развитию. В этом случае гуматы помогают растению быстрее справиться с «кризисным» состоянием и продолжить нормальную вегетацию, выступая в роли стимуляторов роста.

Как показали наши исследования, применение препарата «Гипергрин» в баковых смесях позволило нивелировать последствия стресса, значительно сократить время и силу негативного воздействия пестицидов.

Схема комплексной защиты подразумевала использование протравителей для защиты от почвенных вредителей и возбудителей, парши обыкновенной и ризоктониоза.

Проволочник – личинка жука-щелкуна, которую можно отличить от всех прочих личинок по жесткому, как проволока, телу с блестящими покровами. Особенно вредны щелкуны темный, полосатый и степной. Если жука перевернуть на спину, то он подпрыгнет и издаст негромкий щелчок, поэтому его называют «щелкун». Проволочники многоядны. Они уничтожают семена, всходы, корни и даже стебли растений. Проволочники пробуривают клубни и корнеплоды, выедая в них проходы и делая практически непригодными для хранения и употребления. В длину проволочник достигает от 10 до 50 мм. У этих личинок тонкое и твердое тело, окрас которого варьируется от темно-бурого до желтого цвета. Раздавить проволочника практически невозможно. Цикл развития щелкуна длится 5 лет, личинка проволочника развивается 3-4 года. В первый год личинка питается подземной частью растения, но не наносит ему значительных повреждений. Опасным вредитель проволочник становятся на второй год жизни, а на четвертом году личинка окукливается, и весной из куколки появляется взрослый жук-щелкун.

Альтернариоз – опасное заболевание. Приурочено к более высоким температурам, в отличие от фитофтороза. Возбудитель Alternaria solani. Растение поражается сначала крупноспоровым патогеном, затем – мелкоспоровым. Раньше называли мелкоспоровый альтернариозом, а крупноспоровый – макроспориозом. В настоящее время это один гриб, но разные виды. Начало заболевания происходит с нижних листьев, затем поражаются стебли и черешки. Появляются угловатые, темно-коричневые пятнышки, угловатые, концентрические, похожие на мишени. Чем выше болезнь поднимается по растению, тем меньше пятна и меньше концентричность. Внизу позже появляются отверстия на пятнах, как будто их кто – то съел. Под микроскопом споры булавовидной формы. Чем слабее растение, тем сильнее оно поражается альтернариозом. Болезнь развивается очагами. Потери урожая от болезни могут составлять в отдельные годы 20 – 40 %. Меры борьбы – контактные препараты.

Ризоктониоз (чётная парша) – заболевание, вызываемое грибом Rhizoctonia solani (Thanatephorus cucumeris). Относится к факультативным паразитам, может находиться как в почве, так и на растительных остатках. Заболевание способно поражать все части растения – стебель, листья, клубень и т.д. (рис. 13).

IMG_20180717_090403

Рисунок 13 – Проявление ризоктониоза в посадках картофеля

Этот гриб настоящий бич для различных культур, он насчитывает почти 70 семейств растений, которых считает «хозяевами». Насколько живуч этот возбудитель заболевания, можно судить по тому, что он распространен во всех районах, где выращивается картофель. В земле он остается длительное время и входит в состав микрофлоры многих видов почв. Возможность сапрофитного существования грибов обеспечивается почвами, богатыми перегноем и зараженные клубни картофеля. Высокая влажность – от 65 %, температура воздуха – не более 18 градусов, кислотность почв – 6,0 pH, способствуют заражению растений. Такие благоприятные условия для развития болезни у суглинистых почв.

На картофельных клубнях появляются черные пятна, схожие с наростами. Это и есть грибница, превратившаяся в склероции, достаточно непрочно сидящая на клубнях, а во время выкапывания частично, вместе с землей, попадает обратно в почву. Когда создаются благоприятные условия для дальнейшего развития (повышенная влажность, невысокая температура), склероции плетут вокруг клубня тоненькие нити, таким образом, подбираясь к молодым побегам. Грибные гифы, попадая в эпидермис, поражают его клетки, которые и образуют на ростках темные пятна.

Зараженные ростки погибают, а из боковых почек прорастают вторичные, которые также поражает грибок. Стебли, выросшие из больных ростков, начинают ветвиться, а это признак того, что основной стебель заражен. Такое поражение происходит еще на стадии хранения семенного материала. Если нарушаются условия хранения, то ризоктиниоз внедряется в развивающиеся глазки и ростки погибают, не успев «проклюнуться» на поверхность. Пораженные кусты картофеля не развиваются, оставаясь низкорослыми.

При заболевании корня, растение перестает получать не только необходимые полезные вещества, но и воду, необходимую для поддержания тургора тканей и органов растения. Это в свою очередь, сказывается на клубнях, они покрываются своеобразными язвами, заражая картофель изнутри и снаружи. У инфицированного растения стебель приобретает подобие «белой ножки», это налет, схожий с паутиной, плотно «сидящий» внизу надземного участка стебля. Верхние листья скручиваются, редко приобретают антоциановый окрас. Эта стадия болезни называется базидальной. Во время дождя, налет смывается водой под землю и заражает новые, молодые клубни, но которых появляются разного размера черные пятна – это склероции.

Технология семеноводства картофеля предполагает проведение фитопрочисток, в ходе которых удалялись растения с явными признаками ризоктониоза (чёрной парши) (Rhyzoctonia solani). В результате, комплексные меры позволили сдержать распространение этого заболевания. Признаки фитофтороза проявились в конце вегетации культуры незадолго до удаления ботвы, не оказав сколько-нибудь существенного влияния на урожайность. Полевая устойчивость сорта Арамис по всем вариантам опыта составила 7 баллов.

Результаты применения инсектицидов и фунгицидов на семенных посадках картофеля сорта Арамис существенно снизили развитие и проявление основных болезней и распространённых вредителей, показав высокую надёжность и эффективность.

В современном картофелеводстве одним из существенных факторов повышения урожайности картофеля является применение росторегулирующих биологических веществ (Астанкулов, 1991). Использование препаратов на их основе позволяет значительно повысить не только урожайность культуры, но и качественные показатели продукции за счет увеличения устойчивости к неблагоприятным условиям внешней среды (Котляровa, 1981; Немченко, 1986; Устименко, 2009; Постников, 2009). При выращивании картофеля на семенные цели, особое внимание уделяется не только качеству материала, но также и количеству клубней в кусте, что напрямую зависит от количества проросших глазков и главных стеблей в кусте, полученных при проращивании картофеля в весенний период соответственно.

По исследованиям В.П. Деевой (2008), обработка клубней картофеля гуминовыми препаратами и фитогормонами способствует увеличению количества ростков, что в свою очередь влияет на число продуктивных стеблей и урожайность картофеля. За счет активизации ростовых процессов на начальных этапах развития картофеля, наблюдаются: раннее появление всходов, хорошая приживаемость и наступление основных фаз онтогенеза (Simko I., 2007).

Для сравнительной оценки количества проросших глазков на клубнях картофеля по вариантам опыта клубни были обработаны препаратом «Гипергрин» в дозе 10 мл/л Н2О в течение четырех часов, за контроль взята водопроводная вода. Клубни проращивались в течение десяти дней на свету и в темноте при t 18 ºС.

По количеству проросших глазков на клубнях картофеля по вариантам опыта различий не выявлено (табл. 31 и 32).Обработка препаратом не привела к увеличению количества ростков.

Таблица 31 – Количество проросших глазков по вариантам опыта

Количес-тво ростков Количество проросших глазков, шт. на клубне по вариантам
на свету в темноте
контроль H2O Гипергрин контроль H2O Гипергрин
* ** * ** * ** * **
Общее по варианту 125 335 139 352 117 318 116 309
Среднее на клубне 2,5 6,7 2,78 7,04 2,34 6,36 2,32 6,18

* – развитые проростки

** – общее количество проросших глазков

Таблица 32 – Результаты статистического анализа данных по количеству проростков на клубнях по вариантам

Показатель На свету В темноте
H2O контроль Гипергрин H2O контроль Гипергрин
Среднее 6,70±0,6 6,96±0,6 6,36±0,5 6,18±0,5
Минимум 3 2 3 2
Максимум 11 13 10 11
Достоверность различий с контролем (p) нет нет

Анализ данных таблицы 32 показывает, что замачивание клубней картофеля в биологическом стимуляторе «Гипергрин», в дозе 10 мл/л Н2О в течение четырех часов не оказало статистически значимого влияния на их прорастание.

Для формирования хорошего урожая клубней картофелю необходимо определённое сочетание тепла, влаги и продолжительности освещения. Критический период по отношению к влаге наблюдается у культуры в период цветения, когда идёт формирование столонов и клубней. Наиболее интенсивное клубнеобразование наблюдается при средних суточных температурах 16–18 ºС. Длинный день благоприятствует мощному росту ботвы и корней картофеля, а в условиях короткого идёт интенсивное формирование и нарастание клубней. Таким образом, температурные условия, режим увлажнения и время дневного освещения в Красноярской лесостепи складываются благоприятно для картофеля, способствуя формированию высокой биологической урожайности (табл. 33).

Таблица 33 – Структура урожайности картофеля при применении препарата Гипергрин

Вариант опыта Количество клубней в кусте, шт. Средняя масса клубня, г Биологи

ческая урожай-ность, т/га

Товар-ность, %
товар-ных нетовар-ных товар-ного нетовар-ного
Контроль 6 1 77 24 23,22 99
Гипергрин 7 2 73 20 25,86 98
НСР0,5 4,23 2,72

Несмотря на засушливые условия первой половины вегетации урожайность в варианте, где применялся Гипергрин несколько выше контроля, что свидетельствует об эффективности данного агроприёма. Таким образом, использование новых технологичных сортов картофеля в совокупности с комплексным применением средств защиты растений и биопрепарата обеспечивает получение дополнительной продукции с единицы площади.

Картофель считается одной из наиболее отзывчивых культур на внесение гуминовых препаратов. Однако результаты полевых опытов свидетельствуют, что прибавка урожайности может сильно варьирьировать от незначимых величин до 10-20 %, в отдельных случаях достигая 35-42 % в зависимости от способа обработки, погодных условий, степени окультуренности почвы и сорта картофеля (Балабко, 2010; Безуглова, 2007; Полиенко, 2011).Это подтверждается и результатами наших исследований (табл. 34).

Таблица 34 – Структура урожайности картофеля по вариантам опыта (18.08.2019г.1-я копка)

№ варианта Количество клубней, шт./ куст Масса одного клубня, г Урожайность, г/м2 Товарность, %
товарных нетовар-ных товар-

ного

нетовар-

ного

товар-ная общая
1

(Контроль)

5,4 1,5 88,5 19,5 2655 2817 78
2 4,5 2,0 87,5 25,5 2187 2470 69
3 5,2 2,1 99,5 23,0 2874 3142 72
4 5,1 1,7 97,5 12,7 2762 2882 75
НСР0,5 4,1 62,78

Из таблицы 34 видно, что при первой динамической копке по показателю массы товарного клубня и урожайности контроль превысили варианты без обработки клубней фунгицидом при посадке. В данном случае можно сказать об угнетающем воздействии пестицида на начальном этапе роста и развития растения.

При выращивании семенного картофеля размер клубней по наибольшему поперечному диаметру должен составлять от 28 до 60 мм (ГОСТ, 2018).

Учитывая среднюю массу товарного клубня (87,5 – 99,5 г) уборку картофеля на семена целесообразно проводить в этот период.

При втором сроке уборки (табл. 35) ни один из вариантов не превысил контроль по показателю – количество товарных клубней в кусте. И только вариант с применением препарата Гипергрин при посадке и тремя обработками по вегетации по показателю урожайности превысил контроль на 444 г/м2 за счет средней массы товарного клубня.

Таблица 35 – Структура урожайности картофеля по вариантам опыта(28.08.2019г.2-я копка)

№ варианта Количество клубней, шт./ куст Масса одного клубня, г Урожайность, г/м2 Товарность, %
товарных нетовар-ных товар-

ного

нетовар-

ного

товарная общая
1

(Контроль)

6,1 1,7 98,0 21,5 3321 3524 78
2 5,9 1,0 117,0 24,0 3835 3968 86
3 5,2 1,5 106,0 25,7 3062 3276 77
4 5,8 0,9 99,5 25,0 3206 3331 87
НСР0,5 3,52 77,25

В таблицы 36 представлены данные структуры урожайности картофеля сорта Арамис при третьем сроке уборки.

Таблица 36 – Структура урожайности картофеля по вариантам опыта (08.09.2019г. 3-я копка)

№ варианта Количество клубней, шт./ куст Масса одного клубня, г Урожайность, г/м2 Товарность, %
товарных нетоварных товар-

ного

нетовар-ного товар-ная общая
1

(Контроль)

5,8 1,4 113,5 19,3 3657 3807 80
2 6,5 2,0 111,5 17,7 4026 4223 76
3 6,5 1,2 110,0 17,7 3972 4090 84
4 5,3 1,4 127,5 15,0 3825 3942 79
НСР0,5 4,32 88,98

Из таблицы 36 видно, что при третьем сроке уборки все варианты опыта показали прибавку урожая по сравнению с контролем.

Из анализа урожайности картофеля по срокам уборки (табл. 37) видно, что при первом сроке прибавку к контролю дал вариант без обработки фунгицидом, но с применением препарата Гипергрин при посадке и последующими тремя обработками по вегетации препаратом, а ткже вариант без обработки клубней при посадке.

Таблица 37 – Биологическая урожайность картофеля по срокам динамических копок

№ варианта Урожайность, т/га по срокам уборки
1 2 3
1

(Контроль)

28,17 35,24 38,07
2 24,70 39,68 42,23
3 31,42 32,76 40,90
4 28,82 33,31 39,42
НСР 0,5 6,2

При втором сроке уборки только вариант с применением препарата Гипергрин при посадке и тремя обработками по вегетации по показателю урожайности превысил контроль.

При третьем сроке все варианты с применением препарата Гипергрин превысили контроль по показателю урожайности.

Таким образом, применение препарата Гипергрин позволяет сократить время уборки при выращивании картофеля на семенные цели и повысить урожайность и выход товарных клубней при возделывании на продовольственные цели.

Биологический стимулятор Гипергрин, в сочетании с химическими препаратами, проявил антистрессовые свойства на растениях картофеля. И прибавка урожая на вариантах с применением этого биопрепарата вероятно связана именно с этим.

Перспектива развития картофелеводства во многом зависит от экономической эффективности отрасли. Высоким критерием эффективности является, полное удовлетворение общественных и личных потребностей при наиболее рациональном использовании имеющихся ресурсов.

На практике экономическую эффективность очень многих агроприемов и мероприятий определяют путем сравнения стоимости дополнительной продукции с дополнительными затратами, учитывая только прямые производственные затраты без различных накладных расходов. Среди этой группы мероприятий важное место занимает химизация сельского хозяйства, в том числе применение химических средств защиты растений от вредителей, болезней, сорной растительности, а также минеральных и органических удобрений под культуры и в системе севооборотов. Внесение различных средств защиты позволяет увеличить урожайность сельхоз культур.

Картофелеводство наряду с овощеводством – одна из наиболее трудоемких отраслей сельского хозяйства, что объясняется особенностями технологии его производства. Здесь наиболее трудоемкие процессы – подготовка семян к посадке и уборка. На уборку урожая приходится 45 – 60 % общих затрат труда. Внедрение поточной механизированной технологии уборки сокращает затраты труда в два раза. На уборке картофеля широко используется ручной труд, так как с помощью комбайнов убирают менее половины урожая картофеля.

Основополагающим фактором в достижении максимальной прибыли является выращивание клубней высокого качества с низкой себестоимостью на основе современных машинных технологий и техники с минимальными затратами ручного труда. Это достигается только при стабильно высоких урожаях и таких объемах производства, которые необходимы для скорейшей окупаемости комплексов технических средств, на которых базируются современные технологии.

Размер получаемой прибыли, как известно, наряду с объемом произведенной продукции зависит от её себестоимости и цены реализации, которая, в свою очередь, определяется соотношением спроса и предложения и временем реализации. Осенью цена реализации клубней наиболее низкая, а по мере хранения возрастает. Её величина достигает максимума к январю-марту следующего года. Нередко осенняя цена не окупает затрат на выращивание и уборку или обеспечивает минимальную прибыль. Поэтому многие производители при наличии хранилищ оставляют картофель на зимне-весеннюю реализацию. Однако это связано с определенным риском, особенно если в процессе вегетации растений картофеля не были проведены своевременно и в необходимом объеме мероприятия по защите посадок от болезней и вредителей.

По данным ВНИИКХ, в зависимости от исходного качества клубней, закладываемых на хранение, потери за 5-7 месяцев могут составлять от 5-10 % до 25-30 % и более. Значительную часть при этом составляют потери на дыхание или так называемая естественная убыль, определяемая технологией хранения и относительной влажностью воздуха в хранилище, которая должна быть на уровне 90-95 % (Туболев, 2010).

Эффективность исследований биопрепарата «Гипергрин» характеризуется следующими показателями: средней урожайностью за 2 года, общей прибавкой при различных вариантах опыта по отношению к контролю, стоимостью дополнительной продукции и, соответственно, рентабельностью (табл. 38).

Экономическая эффективность применяемых регуляторов роста под картофель зависит от их влияния на урожайность клубней картофеля, стоимости, от дополнительных затрат, а также от того как окупаются дополнительные затраты за счёт применения регуляторов роста. Следовательно, для повышения экономической эффективности необходимо применять препараты, способные значительно повысить качество и наибольшую прибавку урожая.

Таблица 38 – Экономическая эффективность препарата «Гипергрин»

Показатели Вариант
Контроль 2 3 4
Урожайность, ц/га 380,7 422,3 409,0 394,2
Цена реализации за 1 ц, руб. 1500,0 1500,0 1500,0 1500,0
Выручено от реализации, руб 571050,0 633450,0 613500,0 591300,0
Затраты на 1 га, руб 100077,0 102673,1 102487,6 102281,2
Себестоимость 1 ц,руб 262,9 243,1 250,6 259,5
Прибыль на 1ц.,руб. 1237,1 1256,9 1249,4 1240,5
Уровень рентабельности,% 470,6 517,0 498,6 478,1

Самая высокая окупаемость дополнительных затрат наблюдается в 2-м варианте опыта при обработке растений Гипергрином в сочетании с химическими препаратами.

Проведенные исследования позволяют расширить представление о влиянии гуминовых веществ на урожай и качество картофеля.

Установлены существенные прибавки урожая клубней картофеля для семенных целей и положительное влияние гуминового препарата на качество продукции. Результаты исследований могут быть использованы для разработки технологий возделывания картофеля, позволяющие получать высокие урожаи экологически безопасной продукции, сократить дозы применения пестицидов и отрицательное влияние их на растения.

Выводы

  1. Использование биологического стимулятора «Гипергрин» с одновременным протравливанием при посадке и последующими двумя обработками по вегетации незначительно увеличивает урожайность картофеля по сравнению с контролем на 4,16 т/га за счет увеличения количества клубней в кусте.
  2. Замачивание клубней картофеля в биологическом стимуляторе «Гипергрин» в дозе 10 мл/л Н2О в течение четырех часов не повлияло на изменение количества проросших глазков при их проращивании по сравнению с контролем (замачивание в Н2О).
  3. Применение препарата Гипергрин позволяет сократить время уборки при выращивании картофеля на семенные цели и повысить урожайность и выход товарных клубней при возделывании на продовольственные цели.
  4. Гипергрин, в сочетании с химическими препаратами, проявил антистрессовые свойства на растениях картофеля, что определило прибавка урожая на вариантах опыта с его с применением.
  5. Максимальная окупаемость дополнительных затрат и наивысший уровень рентабельности (517 %) наблюдался при сочетании обработок Гипергрином с химическими препаратами. Уровень рентабельности по сравнению с контролем увеличился на 9,9 %.

4 ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫЕ И МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ В ПОВЫШЕНИИ ПРОДУКЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

4.1 Действие органо-минерального удобрения «Чудорост» на посевные качества семян яровой пшеницы и гороха

В настоящий период появились инновационные возможности создания органических удобрений нового поколения на основе микроводорослей хлореллы (Омаров и др., 2011). По мнению З.М. Гасанова и Ф.С. Омарова (2013), эти органические удобрения позволят осуществить комплексный подход к проблеме восстановления и повышения плодородия почвы и эффективности производства сельскохозяйственной продукции. Органические удобрения из микроводорослей способны обеспечивать сельскохозяйственные культуры комплексом питательных веществ.

Микроводоросли – это уникальные одноклеточные фотосинтезирующие организмы, которые являются первичными продуцентами органического вещества и кислорода на Земле. С каждым годом они всё больше и больше привлекают внимание ученых и инвесторов, так как считаются возобновляемым источником биомассы, обладают колоссальными темпами роста и ценным биохимическим составом (Гудвилович, Боровков, 2012; Тренкеншу, 2017). Микроводоросли обогащают почву органическими веществами, являются источником физиологически активных веществ, играющих особую роль в почвенных процессах. Обогащают почву макро- и микроэлементами (Музафаров и др., 1977). Ауксины и гибберелины, вырабатываемые хлореллой являются природными регуляторами роста и развития многих высших растений. Вещества напрямую влияют на фитогормоны флоры, а из-за наличия цитокининов, активизирует механизмы клеточного деления (Штина, 1964). Немногочисленные исследования с культуральной средой после отделения биомассы хлореллы (Горбунова и др., 2015; Лукьянов, 2018) и органическими удобрениями, содержащими живые клетки хлореллы (Гасанов, Омаров, 2013), показывают положительное воздействие на урожайность и качество сельскохозяйственной продукции.

Оценка действия органо-минерального удобрения «Чудорост» на энергию и всхожесть семян гороха и яровой пшеницы проведена в 2019 году в двух в лабораторных опытах. Объекты исследования – семена яровой пшеницы сорта Новосибирская 15 и гороха сорта Аннушка и органо-минеральное удобрение «Чудорост», созданное по инновационной экотехнологии ООО «Яр Лайн».

Чудорост – органо-минеральное удобрение, содержащее сбалансированный органо-минеральный комплекс и живые культуры микроводорослей. В состав удобрения входит культура микроводоросли хлорелла, артроспира, дуналиелла, азот (0,15-0,6 %), фосфор (0,05-0,4 %)и калий (0,4-0,8 %).

Модельный лабораторный опыт №1 по оценке действия органо-минерального удобрения «Чудорост» на энергию прорастания и всхожесть семян гороха проведен по схеме:

Дистиллированная вода (контроль);

Чудорост.

Модельный лабораторный опыт № 2 проведен на семенах яровой пшеницы с целью определения «чистого» действия культуры Chlorella vulgaris на посевные качества семян и ростовые процессы.

Схема опыта включала следующие варианты:

Пшеница – дистиллированная вода (контроль);

Пшеница – культура микроводоросли хлорелла;

Пшеница – культура микроводоросли хлорелла, артроспира, дуналиелла (Чудорост).

Энергия прорастания и всхожесть семян гороха и яровой пшеницы определена по ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. После определения всхожести провели учет биометрических показателей проростков.

Протравливание семян является одним из важнейших мероприятий, заметно повышающих урожайность зерновых культур. Применяемые в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур химические фунгициды-протравители подавляют семенную и почвенную инфекции, защищают растения в ранние фазы развития, уменьшают заражение растений листостебельными болезнями и тем самым увеличивают продуктивность культуры (Соколов и др., 2015). Однако они являются постоянно действующим активным экологическим фактором, имеющим отрицательные последствия (Виноградов и др., 2014). Альтернативой химическим протравителям являются вещества природного происхождения, значительно влияющие на биохимические процессы, протекающие в семенах и вегетирующих растениях.

Всхожесть и энергия прорастания относятся к посевным качествам семян. Энергия прорастания характеризует способность семян давать в полевых условиях дружные и ровные всходы, а значит, хорошую выровненность и выживаемость растений. Анализ лабораторных экспериментов показал, что обработка семян гороха органо-минеральным удобрением Чудорост снизил на 6 % энергию прорастания по сравнению с контролем (табл. 39). Среднее количество в пробе набухших и не нормально проросших семян в момент определения энергии прорастания на контроле составило 11, на варианте с обработкой семян – 19. При этом было установлено, что замачивание семян в удобрении на 39 % снизило количество загнивших семян относительно контроля.

Всхожесть – количество нормально проросших семян, выраженное в процентах к пробе, взятой для анализа. К нормально проросшим относятся семена, которые имеют корешок не менее длины семени и росток не менее половины длины семени. При определении лабораторной всхожести на восьмые сутки выявлено, что обработка семян гороха дистиллированной водой и удобрением Чудорост формирует близкие количественные показатели всхожести – 88%.

Таблица 39 – Посевные качества семян гороха

Вариант Энергия прорастания, % Изменения к контролю, +/- Лабораторная всхожесть, % Изменения к контролю, +/-
Контроль

(дист. вода)

87 88
Чудорост 81 – 6 88 0
p 0,39 0,97

Интенсивное течение начальных ростовых процессов в семенах имеет большое значение в дальнейшем отногенезе растений. Активное образование зародышевых корешков сказывается на продуктивности растений, способности обеспечивать растения элементами питания.

Горох относится к культурам, прорастающим одним корешком. Поэтому в эксперименте проведен учет длины ростков и длины корней. Исследованиями установлено улучшение биометрических показателей прорастающих семян гороха под действием органо-минерального удобрения (табл. 40). По сравнению с контролем, удобрение «Чудорост» способствовало увеличению длины ростка на 0,8 см и длины корней гороха на 2,6 см в среднем. Такие изменения являются математически достоверными (p = 0,00-0,02).

Таблица 40 – Биометрическая характеристика проростков гороха (на 8 день), n = 40

Вариант Длина ростка,

см

Длина корней,

см

Контроль

(дист. Вода)

2,2 5,8
Чудорост 3,0 8,4
p 0,00* 0,02*

*- достоверные значения

Полученные результаты позволяют заключить, что применение органо-минерального удобрения «Чудорост» для замачивания гороха не способствует улучшению посевных качеств семян, но благоприятно действует на начальные ростовые процессы у проростков семян культуры.

При определении посевных качеств пшеницы исследовались варианты органо-минерального удобрения, в которых культура микроводоросли хлорелла была представлена в чистом виде и в смеси с артроспирой и дуналиеллой («Чудорост»). Исследования показывают, что обработка семян пшеницы в виде замачивания органо-минеральным удобрением способствовала повышению энергии прорастания и лабораторной всхожести семян (табл. 41). Установлено абсолютное достоверное повышение посевных качеств семян пшеницы на 1-2 % по сравнению с контролем.

Таблица 41 – Посевные качества семян пшеницы

Вариант Энергия прорастания, % Изменения к контролю, +/- Лабораторная всхожесть, % Изменения к контролю, +/-
Контроль

(дист. вода)

96 97
Хлорелла 98 +2 99 +2
Чудорост 97 +1 99 +2
p 0,00* 0,05*

Учет биометрических показателей проростков пшеницы в модельном опыте с удобрениями показал, что количество корней и их длина не зависела от применяемых удобрений и их состава (табл. 42).

Таблица 42 – Биометрическая характеристика проростков пшеницы (на 8 день), n = 40

Вариант Количество корней, шт. Длина ростка,

см

Длина корней,

см

Контроль (дист. вода) 4,4 9,2 13,4
Хлорелла 4,5 9,5 13,5
Чудорост 4,4 9,2 13,3
p 0,94 0,05* 0,85

В эксперименте среднее количество корней оценивается на близком уровне 4,4-4,5 шт. при длине 13,3-13,5 см. Установлено достоверное увеличение длины ростка на варианте опыта, где хлорелла использовалась в удобрении в чистом виде. Здесь отмечено увеличение параметра на 0,3 см по сравнению с контролем и удобрением «Чудорост».

Выводы

1) Действие органо-минерального удобрения «Чудорост» на посевные качества семян и биометрические показатели проростков определяется особенностями культуры.

2) Применение органо-минерального удобрения «Чудорост» для обработки семян гороха не способствует улучшению посевных качеств семян, но благоприятно действует на начальные ростовые процессы, увеличивая длину ростка на 0,8 см и длину корней на 2,6 см (p = 0,00-0,02).

3) Обработка семян пшеницы удобрением с культурой хлореллы в чистом виде и в смеси с артроспирой и дуналиеллой определила повышение энергии прорастания на 1-2 % и лабораторной всхожести на 2 % (p = 0,00-0,05).

4) Микроводоросль хлорелла в чистом виде оказала положительное достоверное действие на длину проростка пшеницы, обеспечив увеличение параметра на 0,3 см по сравнению с контролем (p = 0,05).

4.2 Эффективность органо-минерального удобрения (ОМУ) при внесении под картофель

Регулирование оптимального питания растений всем комплексом элементов является важнейшей задачей агрохимии. Для обеспечения сбалансированного многоэлементного питания растений и смягчения “стрессовых ситуаций” не вызывает сомнения применение новых видов комплексных удобрений, которые могут использоваться не только для некорневых подкормок, но также при внутрипочвенном внесении.

В Красноярском крае уровень химизации пока остается низким и при дефиците минеральных удобрений очень важно применение местных удобрений на основе природного органического сырья, продуктов жизнедеятельности животного происхождения и отходов промышленности для получения высокой урожайности сельскохозяйственных культур.

Использование комплексных удобрений нового поколения, характеризующихся определенным соотношением питательных веществ и наличием различных добавок, оптимизирует питание растений. Однако эффективность таких удобрений при внесении под конкретные сельскохозяйственные культуры и на различных почвах довольно слабо исследована.

Поэтому в последние годы большое значение в земледелии РФ и Красноярского края имеет замена дорогостоящих промышленных туков более дешевыми органо-минеральными удобрениями (ОМУ), произведенными в местных условиях. Одним из таких удобрений является ОМУ на основе торфа, вермикулита и одинарных туков, созданное ООО “ПИК” г. Красноярска. ОМУ – это многоэлементные удобрения. Они характеризуются пролонгированным действием, регулируют полноценное питание растений, улучшают структуру почвы, эффективно показывают себя на большинстве культур (Антонова, 2003). Тактика применения ОМУ в системе удобрений определяется их формой и свойствами, организационно-экономическими условиями и эффективностью для той или иной культуры. В зависимости от почвенных условий достоинства органо-минеральных удобрений реализуются по-разному. На малогумусных легких почвах проявляется и удобрительные и мелиоративные качества удобрения. Здесь ставится задача достижения оптимального содержания гумуса путем внесения повышенных доз удобрений. На черноземах ОМУ дает отдачу в основном как удобрение и должно рассматриваться как компонент системы удобрений. Соответственно дозы его должны рассчитываться на удовлетворение потребностей растений в элементах питания, а не на поддержание баланса гумуса.

В полевых опытах изучено изучить влияние разных доз и способов внесения ОМУ на урожайность, качество картофеля сорта Арамис и свойства почвы. Опыты закладывались на территории СЗАО “Ададымское” Назаровского района Красноярского края в 2017-2019 гг. Почва опытного участка – чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый, характеризующийся достаточно высоким эффективным плодородием.

Схема опыта включала следующие варианты: контроль (без удобрений), внесение ОМУ при посадке картофеля в нормах 1 ц/га; 1,5 ц/га; 2 ц/га; 1 ц/га перед прополкой; 1 ц/га перед окучиванием. Размещение делянок систематическое. Опыт проводился в трехкратной повторности. Учетная площадь делянки составляла 8,5 м2. Для оценки условий питания картофеля перед внесением удобрений, а также в фазу цветения с каждого варианта опыта отбирался образец почвы из пахотного (0-20 см) и подпахотного (20-40 см) слоев. Определили содержание общей влаги термовесовым методом, реакцию почвы по величине рНн2о ионометрически, содержание основных элементов питания: аммонийного азота (N-NH4) с реактивом Несслера, нитратного азота (N-NO3) дисульфофеноловым методом в модификации Шаркова, подвижного фосфора (Р2О5) и обменного калия (К2О) по Чирикову. На всех вариантах опыта учли биологическую урожайность картофеля (ц/га). Определение нитратов в соке клубней картофеля после уборки проводили экспресс – методом тканевой диагностики с помощью сухого реактива на азот и шкалы “Индам”, а также нитрат тестером марки “СОЭКС” в девятикратной повторности (мг NO3 на 1 кг сырой массы). Сравнивали полученные результаты с нормами оценки качества продукции по содержанию нитратов, согласно ПДК (предельно допустимая концентрация), которая составляет для картофеля этой группы спелости 250 мг на кг сырой массы.

Картофель относится к культурам весьма требовательным к влаге во все периоды вегетации, особенно перед посадкой, а также в период цветения, когда идет интенсивная закладка генеративных органов, и в период налива клубней (Давоян, 2005). От количества почвенной влаги зависит интенсивность протекающих биологических, химических и физико-химических процессов, как в почве, так и в самом растении. Для картофеля, предъявляющего повышенные требования к влаге, важным является ее определение в пахотном и подпахотном слое.

Количество общей влаги в черноземе выщелоченном Назаровского района при посадке клубней картофеля в оба года исследований составляет более 30%, что вполне удовлетворяет потребность картофеля (табл. 43).

Чаще всего в подпахотном слое содержание влаги несколько выше по сравнению с пахотным. Это связано с более интенсивным испарением влаги с поверхности почвы и расходованием ее на эвапотранспирацию культуры. В последующие фазы развития картофеля резервированная влага подпахотного слоя частично обеспечивает потребность растений.

Таблица 43 – Показатели условий питания картофеля в период вегетации (n=3), 2017-2018 гг.

Вариант Слой, см Влажность почвы, % рН H2O
посадка цветение посадка цветение
годы
2017 2018 2017 2018 2017 2018 2017 2018
Без удобрений 0-20 32,3 32,9 16,9 31,8 7,1 7,7 6,8 7,2
20-40 30,6 36,4 20,9 30,0 7,1 7,7 6,8 7,4
1 ц/га, посадка 0-20 33,6 29,9 18,1 28,7 7,2 7,7 6,8 7,4
20-40 33,5 32,4 21,5 29,0 7,1 7,7 6,7 7,6
1,5ц/га, посадка 0-20 34,9 35,0 19,0 28,1 7,1 7,6 6,9 7,4
20-40 31,5 31,2 19,7 30,4 7,2 7,7 6,6 7,6
2 ц/га, посадка 0-20 31,8 28,5 22,1 33,0 7,2 7,7 6,8 7,4
20-40 40,8 32,1 19,8 32,7 7,1 7,7 6,8 7,6
1ц/га, прополка 0-20 43,4 37,6 17,3 20,6 7,1 7,7 6,9 7,2
20-40 35,3 39,5 17,9 33,1 7,2 7,5 6,9 7,3
1ц/га, окучивание 0-20 29,0 33,9 18,1 35,9 7,1 7,6 6,7 7,4
20-40 33,6 32,8 22,2 31,6 7,2 7,6 6,7 7,5

В 2017 году к фазе цветения влагообеспеченность почвы резко снижается за счет засушливых условий первой половины вегетации. Однако, она не находится на критическом уровне и обеспечивает потребность картофеля. Несмотря на засуху в июне 2018 года содержание влаги в почве в период цветения картофеля было оптимальным за счет июльских осадков. В оба года исследования на удобренных ОМУ вариантах по сравнению с контролем содержание влаги в обоих слоях почвы существенно выше. Это связано с более высокой водоудерживающей способностью удобрения, в состав которого входит влагоемкий торф, а также вспученный вермикулит, относящийся к минералам с многослойной кристаллической решеткой, хорошо разбухающей в почве, впитывающей и долго удерживающей влагу.

В целом по всем вариантам опыта влажность почвы не является лимитирующим фактором получения урожайности картофеля в условиях Назаровского района.

Одним из важнейших агроэкологических условий при возделывании сельскохозяйственных культур является реакция почвы (Вальков, 2007). Картофель проявляет повышенную чувствительность к этому почвенному показателю, оптимальный интервал которого составляет для культуры 6,0-7,5 единиц рНH2O. Лучше растет картофель при слабокислой или нейтральной реакции почвы. Для чернозёма выщелоченного опытов характерна нейтральная реакция. По годам, вариантам опыта и слоям отбора не отмечается существенного варьирования реакции почвенного раствора (см. табл. 43). Она характеризуется как нейтральная, благоприятная для возделывания картофеля. Зафиксировано снижение величины рН и подкисление почвы от периода посадки до цветения за счет прижизненного воздействия продуктов экзосмоса картофеля. Не установлено отрицательного влияния разных норм и способов внесения ОМУ на реакцию чернозема выщелоченного опыта, характеризующегося высокой буферностью к химическим воздействиям. Кроме того, это положительно характеризует новый вид удобрения с точки зрения оценки его взаимодействия с почвой и стабильности ее реакции при внесении ОМУ.

В процессе вегетации картофель потребляет большое количество питательных веществ. Во время всходов, образования и наращивания ботвы, являющейся мощным фотосинтетическим аппаратом, эта культура выносит много азота. Перед смыканием ботвы и началом цветения усиливается потребление фосфора, как основного питательного элемента, усиливающего развитие генеративных органов (Мингалев, 2014). В период налива клубней резко увеличивается использование калия, способствующего синтезу углеводов, а именно полисахарида крахмала, как одного из основных показателей качества клубней картофеля (Солоничкин, 2010).

Из таблицы 44 следует, что в период посадки картофеля обеспеченность почвы опыта минеральными формами азота высокая.

В 2017 г в почве преобладала аммонийная форма азота, что для картофеля является физиологически оптимальным. К фазе цветения содержание нитратного азота резко снижается до низкой и очень низкой степени обеспеченности за счет интенсивного выноса азота на формирование ботвы. Кроме того может проявиться снижение активности текущей нитрификации при дефиците почвенной влаги, что связано с засушливым июнем 2017 г. Однако, обеспеченность аммонийным азотом остается высокой, поэтому, несмотря на интенсивный вынос этого элемента, обеспечивает оптимальное азотное питание картофеля, снижающее аккумуляцию нитратов формирующейся продукцией. Увеличение нормы внесения ОМУ при посадке картофеля и внесение этого удобрения в подкормку несколько увеличивало содержание нитратного азота по сравнению с контролем.

При посадке картофеля обеспеченность почвы опыта подвижными фосфатами колеблется от средней до повышенной, а обменным калием от повышенной до высокой.

Таблица 44 – Содержание элементов питания в почве при посадке (1) и в фазу цветения (2), 2017 г

Вариант Слой, см Элементы питания, мг/кг почвы (n=3)
N-NO3 N-NH4 Р2О5 К2О
1 2 1 2 1 2 1 2
Без удобрений 0-20 13,1 2,6 23,6 26,5 195 213 91 126
20-40 13,9 4,2 24,8 28,5 201 171 161 114
1 ц/га, посадка 0-20 13,5 3,3 25,6 23,6 207 176 138 114
20-40 15,8 4,8 31,2 24,2 204 179 128 127
1,5 ц/га, посадка 0-20 13,9 5,6 25,1 35,1 193 215 179 269
20-40 14,3 3,9 21,0 40,1 196 183 116 106
2 ц/га, посадка 0-20 13,6 5,3 20,8 28,9 165 178 120 111
20-40 14,6 5,3 23,8 24,5 195 174 126 112
1 ц/га, прополка 0-20 14,8 5,0 21,5 27,2 160 209 190 122
20-40 13,7 5,3 15,1 34,5 165 218 76 127
1 ц/га, окучивание 0-20 14,6 5,4 17,8 28,9 151 207 103 93
20-40 13,6 3,7 14,6 32,0 149 218 61 186

К фазе цветения, как правило, содержание фосфора снижается, что связано с усилением его выноса растениями. Четкой закономерности изменения содержания обменного калия по вариантам опыта от посадки до цветения не установлено. Этот элемент интенсивнее используется картофелем во вторую половину вегетации. В пахотном слое почв не зафиксированы различия по содержанию фосфора и калия между вариантами опыта. В то же время в подпахотном слое при внесении ОМУ снабжение питательными веществами в ряде случаев выше. Это отмечается при увеличении дозы ОМУ, а также при подкормке в период вегетации во время прополки и окучивания.

Условия азотного питания картофеля по агрохимическим показателям почвы в 2018 года несколько отличаются от предыдущего года. Установлено резкое снижение содержания аммонийной формы азота в течение вегетации, что связано с активным включением аммония в процессы нитрификации за счет осадков, повышения влажности почвы и оптимальной температуры перед цветением картофеля. Как следствие, зафиксировано очень существенное увеличение содержания нитратного азота в почве к фазе цветения (табл. 45).

По сумме минеральных форм азота обеспеченность почвы этим элементом питания высокая в оба срока определения. В то же время избыток нитратной формы азота в почве мог оказать токсическое действие на растения и привести к снижению урожайности картофеля. Такая закономерность была установлена и в производственных посадках картофеля на территории лесостепной зоны края, приведшая к существенному недобору продукции.

Таблица 45 – Содержание элементов питания в почве при посадке (1) и в фазу цветения (2), 2018 г

Вариант Слой, см Элементы питания, мг/кг почвы (n=3)
N-NO3 N-NH4 Р2О5 К2О
1 2 1 2 1 2 1 2
Без удобрений 0-20 12,0 26,0 4,7 4,3 216 265 445 445
20-40 14,8 29,0 4,4 5,0 190 419 481 352
1 ц/га, посадка 0-20 21,0 22,0 3,6 4,3 116 248 333 320
20-40 13,0 25,0 5,4 3,7 128 252 395 394
1,5 ц/га, посадка 0-20 24,0 14,0 5,1 4,8 193 144 609 342
20-40 16,0 20,0 5,5 5,1 198 289 438 410
2 ц/га, посадка 0-20 19,0 18,0 4,9 4,3 210 160 525 348
20-40 18,0 21,0 5,4 5,1 169 172 537 520
1 ц/га, прополка 0-20 35,0 26,0 4,6 5,3 265 405 372 307
20-40 33,0 24,0 5,1 5,7 237 220 329 290
1 ц/га, окучивание 0-20 17,0 23,0 4,8 4,2 245 220 481 526
20-40 14,5 20,0 5,7 5,8 212 225 409 370

Таким образом, чернозем выщелоченный опытов характеризуется достаточно высоким эффективным плодородием. Содержание подвижных форм питательных веществ в период вегетации оптимальное для произрастания картофеля, особенно на удобренных вариантах. Более оптимальными условиями питания для картофеля характеризовался 2017 год по сравнению с 2018 годом.

Полевая визуальная диагностика растений картофеля и последующие аналитические исследования по методу тканевой диагностики показали, что оптимальный балл обеспеченности (5) элементами питания ботвы картофеля в фазу цветения установлен только по содержанию азота, возможно за счет азота почвы и внесенных удобрений. При внесении разных доз ОМУ заметна тенденция, что с увеличением дозы увеличивается содержание азота в клеточном соке. Фосфора и калия в клеточном соке ботвы картофеля очень мало. Однако при внесении ОМУ в разных нормах содержание фосфора в клеточном соке ботвы картофеля увеличивается по сравнению с контролем. Например, при внесении ОМУ в норме 2 ц/га балл обеспеченности фосфором увеличивается с 0,9 до 1,6. Не отмечено различий по баллу обеспеченности ботвы картофеля азотом и калием при внесении разных норм ОМУ.

В целом для условий Назаровской лесостепи уровень урожайности картофеля сорта Арамис в 2017 году достаточно высокий. Получена статистически достоверная прибавка урожайности при внесении ОМУ в нормах 1,0 и 1,5 ц/га перед посадкой (табл. 46).

Таблица 46 – Урожайность картофеля (т/га) и содержание нитратов (NO3, мг/кг сырой массы при ПДК 250 мг/кг) в клубнях при внесении ОМУ (n=3)

Вариант 2017 г. 2018 г.
средняя прибавка к контролю NO3 средняя прибавка к контролю NO3
Без удобрений 303,3 123,5 176,0 94
1ц/га, посадка 420,0 116,7 138,2 191,0 15,0 100
1,5 ц/га, посадка 419,3 116,0 142,4 178,0 2,0 98
2 ц/га, посадка 315,3 12,0 124,5 177,0 1,0 92
1 ц/га, прополка 201,0 -102,3 132,3 145,0 -31,0 99
1 ц/га, окучивание 206,7 -96.6 124,3 164,0 -12,0 94
НСР05 97,8 14,7

Прибавка урожайности картофеля при применении максимальной нормы ОМУ существенно ниже, что обусловлено засушливостью первой половины вегетации этого года и возможным угнетающим действием удобрения. Подкормка картофеля в период вегетации существенно снизила уровень урожайности. Это связано, по-видимому, с отрицательным действием хлора, входящего в состав удобрения в виде хлористого калия, на хлорофобную культуру картофеля.

В 2018 году при внесении 1,5 и 2 ц/га ОМУ урожайность картофеля почти такая же, как на контроле, что также связано с угнетающим воздействием повышенной нормы удобрения. Максимальная статистически достоверная прибавка урожайности клубней картофеля получена при внесении ОМУ в норме 1,0 ц/га при посадке. Внесение удобрения в подкормку также снизило урожайность картофеля. Это связано с засушливой погодой в июне, что могло оказать токсический эффект от повышенных норм ОМУ при прорастании клубней картофеля или, как указывалось, проявиться угнетающее действие хлора на растения в процессе вегетации. Отрицательная роль дефицита влаги в период клубнеобразования в 2018 г очевидна, что дополнительно сказалось на снижении урожайности картофеля.

Таким образом, за два года исследований сорт картофеля Арамис показал отзывчивость на внесение ОМУ. Наиболее стабильную прибавку урожайности продемонстрировал способ внесения ОМУ в норме 1 ц/га при посадке клубней картофеля.

Оценивая эффективность новых видов удобрений, наряду с уровнем урожайности, большое значение нужно придавать контролю качества продукции. По физиологическим особенностям картофель относится к культурам, которые способны быстро аккумулировать нитраты, особенно при нарушении агрохимических и агротехнических требований возделывания.

При анализе сока клубней картофеля сорта Арамис в 2017 году установлено более высокое содержание нитратов по сравнению с 2018 годом. Это связано с активной усваивающей способностью питательных веществ в относительно благоприятных погодных условиях 2017 года таким интенсивным сортом картофеля как Арамис. Установлено соответствие увеличения уровня урожайности картофеля повышению в клеточном соке клубней нитратов, что вполне закономерно. При внесении ОМУ содержание нитратов в продукции, как правило, незначительно увеличивается. В то же время ни в одном варианте опыта, даже при внесении повышенных норм удобрения, в течение двух лет исследований количество нитратов в клубнях картофеля не превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК), составляющую 250 мг/кг сырой массы. Таким образом, внесение ОМУ под картофель сорта Арамис в разных нормах и различными способами позволяет получить экологически безопасную продукцию.

Выводы

1) Применение нового органо-минерального удобрения (ОМУ) не изменяет реакцию почвы, оптимизирует содержание почвенной влаги за счет влагоемкого органического и минералогического компонентов в его составе. Влажность почвы в течение вегетации не является лимитирующим фактором получения урожайности картофеля. На изменение реакции почвенного раствора органоминеральное удобрение не влияет из-за хорошей буферной способности чернозема выщелоченного опытного участка и нейтральной реакции самого удобрения.

2) Установлено улучшение условий питания при внесении ОМУ. Высокое суммарное содержание минеральных форм азота обеспечивает потребность картофеля в течение всей вегетации. В острозасушливых условиях может наблюдаться угнетающее действие повышенных норм удобрения и при внесении его в подкормку, что снижает уровень урожайности культуры.

3) Наиболее эффективное действие на величину урожайности картофеля и статистически достоверную прибавку оказывает внесение ОМУ в норме 1,0 ц/га при посадке клубней, что обеспечивает поступление элементов питания непосредственно в зоне корневой системы картофеля.

4) При внесении ОМУ в разных нормах и различными способами получена экологически чистая продукция картофеля, в которой содержание нитратов не превышает предельно допустимую концентрацию за счет сбалансированного содержания элементов питания в изученном удобрении.

4.3 Сравнительная оценка действия традиционных комплексных удобрений и органо-минеральных удобрений на продуктивность яровой пшеницы и свойства почвы

Оптимизация минерального питания растений возможна за счёт обеспечения сбалансированного соотношения макро- и микроэлементов, которые должны вводиться в растения в активной форме и присутствовать в течение всего вегетационного периода. Нарушение сбалансированности питания, приводит к снижению урожайности и ухудшению качества продукции. Применение комплексных удобрений способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур и улучшению качественного состава продукции растениеводства.

В своем составе комплексные удобрения содержат макро- и микроэлементы, а также добавки биологически активных веществ, и обладают полифункциональным действием. Комплексность состава удобрений обеспечивает более благоприятные условия для роста и развития растений, способствует более эффективному усвоению питательных элементов из удобрений и почвы. Одновременно такие удобрения способны влиять и на иммунные свойства культурных растений. Сведения об оздоравливающем или, наоборот, усиливающем заболеваемость яровых зерновых культур действии удобрений в литературе связывают с их непосредственным угнетающим влиянием на организм – патоген или с опосредованной активизацией нативной почвенной микрофлоры, для которой комплексные удобрения являются источниками элементов питания.При этом, как правило, исходные свойства почвы не изменяются в худшую сторону.

В связи с этим, проведено сравнение влияния традиционных комплексных удобрений и нового органо-минерального удобрения (ОМУ) на продуктивность яровой пшеницы и свойства чернозема обыкновенного Красноярской лесостепи при разной обработке предшествующего парового поля.

Модельный опыт проведен в 2019 году в лаборатории кафедры почвоведения и агрохимии. Предшественником являлся чистый пар с тремя видами его обработки: дискование, культивация, отвальная вспашка. Повторность опыта четырехкратная. Схема опыта: контроль (без удобрений), органо-минеральное удобрение (ОМУ), азофоска (АЗФК), аммофос (АФ). Расчет доз традиционных комплексных удобрений проводился по эквивалентному количеству азота при норме ОМУ 1 ц/га.

Для закладки опыта была взята почва чернозём обыкновенный тяжелосуглинистый землепользования ООО “Дары Малиновки” Сухобузимского района. Территория хозяйства относится к Красноярскому лесостепному округу.

В опыте высевалась яровая пшеница сорта Новосибирская 15. Посев пшеницы был проведён 15 мая. Полные всходы зафиксированы 21 мая.

В течение вегетации проводился систематический полив сосудов до 60 % наименьшей влагоемкости (НВ). После появления всходов в каждом сосуде было оставлено по 5 здоровых проростков. В фазу начала выхода в трубку измерялась высота растений. Проведена тканевая диагностика на срезах стеблей пшеницы для определения балла обеспеченности растений пшеницы азотом экспресс – методом В.В. Церлинг (1990). Определяли балл обеспеченности растений азотом. Метод тканевой диагностики позволяет определить содержание нитратов по интенсивности синего окрашивания растительного сока с 1% раствором дифениламина. Полученную окраску сравнивают с эталонной шкалой и определяют оценочный балл каждой пробы. Этот вид диагностики является самым быстрым методом, представляющим из себя качественно-количественное определение различных элементов по реакциям сока растений с реактивами. В этом случае в реакцию вступают минеральные формы питательных веществ, входящие в клеточный сок. С помощью этой диагностики уточняют обеспеченность сельскохозяйственных культур доступными формами питательных веществ почвы и потребность растений в удобрениях по показаниям самих растений. Сопоставляя содержание отдельных элементов питания в почве и растениях, можно судить о доступности их растениям и выявить динамику их потребления из корнеобитаемого слоя почвы в разные периоды роста и развития. Это позволяет корректировать дозы удобрений с учетом потребности в них растений в течение вегетации и целенаправленно влиять на формирование урожая (Минеев, 2006).

Учёт продуктивности растений пшеницы был проведён путем среза растений. При доведении до воздушно-сухого состояния определяли продуктивность биологической массы растений.

После экспозиции опыта почва из сосудов выбивалась, высушивалась, подготавливалась для анализа. В ней было проведено определение следующих основных показателей эффективного плодородия: нитратный азот (N – NO3) дисульфофеноловым методом в модификации Шаркова, поглощенный аммоний (N – NH4) с реактивом Несслера, подвижный фосфор (Р2О5), и обменный калий (К2О) по Чирикову, актуальная кислотность (рНн2о) ионометрически.

Статистическая обработка результатов проведена по продуктивности и высоте растений пшеницы. Рассчитали экономическую эффективность применения азофоски на варианте дискования.

Морфо-биометрическая диагностика растений проводится по комплексу показателей, одним из основных является высота растений. По этим данным определяют отклонения от нормального развития культуры по фазам вегетации или определяют влияние какого-либо испытуемого фактора на растения. Выявлено, что при внесении практически всех удобрений происходит увеличение высоты ростков пшеницы. По сравнению с контролем максимальный прирост растений пшеницы обнаружен на всех удобренных вариантах опыта, заложенного в почве с отвальной вспашкой парового предшественника (табл. 47). На этом варианте было обнаружено самое большое исходное количество нитратного азота перед закладкой опыта. Оно составляло 18,5 мг/ кг почвы, что соответствует высокой обеспеченности. Внесение ОМУ на этом варианте показало самый высокий прирост растений пшеницы.

Таблица 47 – Высота растений пшеницы (n=16), см

Варианты Обработки
дискование культивация вспашка
среднее прирост среднее прирост среднее прирост
Контроль 25,2 26,3 28,1
ОМУ 25,9 0,7 26,2 0,1 28,8 0,7
Азофоска 27,4 2,2 26,6 0,3 28,2 0,1
Аммофос 28,9 3,1 26,1 – 0,2 28,2 0,1
НСР0,5 0,033 0,025 1,76

На различия по высоте растений не оказало влияние внесение удобрений при культивации пара, где исходное содержание нитратного азота равнялось 6,1 мг/кг почвы (низкая обеспеченность). Вариант с дискованием занимает среднюю позицию. Здесь на начало закладки опыта количество нитратного азота составляло 14,4 мг/кг почвы, что свидетельствует о повышенной обеспеченности этим элементом питания. При внесении аммофоса на варианте дискования отмечен незначительный прирост пшеницы. Однако, с учётом величины НСР0,5, равной 3,5, это увеличение длины растений считается статистически недостоверным.

Для каждого вида растений характерен определенный химический состав. Кроме того, для нормального роста, развития и формирования урожая, растения должны поддерживать в своих органах и тканях необходимую концентрацию элементов питания, изменяющуюся в течение вегетации. Наукой установлены оптимальные уровни содержания элементов питания в растениях и их листьях в отдельные периоды вегетации, обеспечивающие благоприятные условия роста и формирование высокого урожая хорошего качества (Ермохин, 1995). При недостатке какого-либо питательного элемента в почве в доступной форме, его концентрация в растениях по сравнению с оптимальным уровнем снижается, а при избытке повышается. Чем сильнее отличается химический состав растений от оптимального, тем в большей степени проявляются нарушение условий питания и потребность в их корректировке с помощью удобрений.

Тканевая диагностика позволяет определить по показателям самого растения степень его обеспеченности питательными веществами в процессе формирования урожая.

Известно, что в формировании почвенного плодородия и питании растений азоту отводится важнейшая роль. Потребность растений в азоте удовлетворяется в основном за счет почвенных запасов. Питание растений на ранних этапах роста и развития обеспечивается по преимуществу запасами нитратного азота. Последующее накопление нитратов в процессе нитрификации во время вегетации служит дополнительным источником питания растений, но не возмещает недостатка азота, если таковой наблюдается в начале вегетации полевых культур (Гамзиков, 2013). Поэтому, важное значение имеет диагностика азотного питания растений в начальные фазы вегетации.

Результаты тканевой диагностики, приведенные в таблице 48, показывают достаточно высокую обеспеченность азотом растений пшеницы на всех вариантах опыта. Как правило, при внесении всех видов комплексных удобрений балл обеспеченности растений азотом повышается. Особенно отчетливо это прослеживается при внесении минеральных традиционных комплексных удобрений (АЗФК и АФ). Это связано, по-видимому, с более легкой растворимостью и доступностью элементов питания из этих удобрений по сравнению с ОМУ, в которое входит органический (торф) и минералогический (вермикулит) компоненты

Таблица 48 – Балл обеспеченности растений пшеницы по тканевой диагностике (n=4)

Варианты Обработки
дискование культивация вспашка
Контроль 5,5 4,9 4,5
ОМУ 5,8 5,8 4,5
Азофоска 6,0 5,6 5,3
Аммофос 5,0 5,8 5,8

Как указывалось, для модельного опыты брали почву с разными обработками парового предшественника в полевом опыте ООО “Дары Малиновки”. Из рисунка 14 следует, что максимальной обеспеченностью нитратным азотом характеризовался вариант с отвальной обработкой пара (вспашка). Среднее содержание нитратного азота составляло здесь 18,5 мг/ кг почвы. Это соответствует высокой степени обеспеченности почвы минеральным азотом.

word image 2343 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 14 – Степень обеспеченности почвы нитратным азотом при различной обработке пара (n=4)

На класс ниже была обеспеченность нитратным азотом при обработке пара дискатором. Содержание нитратного азота составляло здесь 14,4 мг/ кг почвы. Самая низкая обеспеченность азотом характерна для варианта поверхностной обработки культиватором, где содержание нитратного азота составляло 6,1 мг/ кг почвы, что относится ко второму классу, то есть низкой обеспеченности.

Таким образом, исходные варианты почв с разной обработкой существенно отличались между собой по степени обеспеченности нитратным азотом. Это обстоятельство могло повлиять на продуктивность растений пшеницы и на изменение свойств почвы при внесении различных комплексных удобрений. Глубина обработки почвы влияет на содержание необходимой растению влаги, соответственно, отражается на продуктивности пшеницы.

Результаты определения агрохимических свойств почвы после экспозиции опыта представлены в таблице 49.

Таблица 49 – Агрохимические показатели после экспозиции опыта (n=4), мг/кг почвы

Вариант N-NO3 N-NH4 P2O5 K2O,
дискование
Контроль 32,9 3,5 410,9 169,9
ОМУ 46,3 2,4 390,6 270,5
Азофоска 43,7 3,7 468,7 171,2
Аммофос 38,4 3,7 432,2 137,9
культивация
Контроль 44,1 4,0 379,4 177,6
ОМУ 34,4 5,1 440,3 217,2
Азофоска 47,5 4,2 485,6 163,4
Аммофос 38,4 5,5 570,8 156,5
вспашка
Контроль 36,0 3,1 448,4 166,8
ОМУ 37,5 2,4 427,5 205,3
Азофоска 32,8 3,0 433,7 210,9
Аммофос 35,6 4,3 450,8 126,8

Основными элементами питания, определяющими продуктивность сельскохозяйственных культур, являются минеральные формы азота (нитратный и аммонийный), подвижный фосфор и обменный калий. Из таблицы 49 следует, что на период учета биологической массы растений пшеницы обеспеченность всеми питательными веществами высокая, особенно нитратным азотом. В лабораторных условиях проведения модельного опыта за время его экспозиции могла активизироваться текущая нитрификация в почве за счет постоянного увлажнения и оптимальной температуры атмосферного воздуха. В то же время на варианте культивации, где исходное количество нитратного азота было самое минимальное, отмечается более высокое нитратонакопление на контрольном варианте. При внесении ОМУ на варианте вспашки и дискования содержание нитратного азота также повышается. Как правило, при внесении азофоски обеспеченность минеральным азотом несколько выше, чем при внесении аммофоса за счет более высокого количества азота в первом удобрении.

Содержание подвижных фосфатов, преимущественно, выше при внесении традиционных минеральных комплексных удобрений, содержащих в своем составе намного больше фосфора, чем ОМУ. В большинстве случаев при внесении удобрений содержание элементов фосфорного и калийного питания повышается, даже после того, как часть питательных веществ была потреблена растениями в процессе вегетации (Рудой, 2004). В условиях модельного лабораторного опыта не было выявлено к концу вегетации существенных различий по содержанию питательных веществ между разными видами обработок предшествующего пара.

Для оценки качества почвы при внесении новых видов удобрений большое значение имеет знание уровня реакции среды (рН). Реакция почвы является весьма важным агроэкологическим свойством. Культурные растения весьма чувствительны к реакции почвенного раствора, и большинство из них не может развиваться при рН ниже 3,5 и выше 9. Сильнокислая и сильнощелочная реакции почвенного раствора весьма неблагоприятны для растений, а нередко и губительны.

Величина актуальной кислотности (рНн2о) в почве нашего опыта представлена в таблице 50. Почва опыта на всех вариантах характеризуется слабощелочной реакцией. Это связано с тем, что отбор образцов почвы для лабораторного опыта проводился на полевом опыте с разными обработками в 2018 г. Данный год характеризовался очень засушливыми условиями, при которых карбонаты нижних слоев почвы интенсивно подтягивались к поверхности почвы. Этот процесс был характерным для всех пахотных черноземных почв.

Слабощелочная реакция почвы опыта не повлияла отрицательно на растения пшеницы. Не установлены различия между вариантами опыта, что является положительным фактом, свидетельствующим об отсутствии негативного влияния применяемых удобрений на свойства почвы опыта.

Таблица 50 – Реакция почвы (рНн2о) в вариантах опыта (n=4)

Варианты Обработки
дискование культивация вспашка
Контроль 8,3 8,2 8,2
ОМУ 8,2 8,2 8,1
Азофоска 8,2 8,3 8,1
Аммофос 8,2 8,2 8,1

В таблице 51 приведены результаты учета продуктивности растений пшеницы при внесении различных видов комплексных удобрений на разных фонах обработки предшествующего пара.

Таблица 51 – Продуктивность растений пшеницы (n=4), г/сосуд

Варианты Обработки
дискование культивация вспашка
средняя прибавка средняя прибавка средняя прибавка
Контроль 0,32 0,29 0,32
ОМУ 0,30 – 0,02 0,22 – 0,07 0,29 – 0,03
Азофоска 0,36 0,04 0,31 0,02 0,34 0,02
Аммофос 0,35 0,03 0,31 0,02 0,35 0,03
НСР0,5 0,007 0,051 0,008

Продуктивность фитомассы яровой пшеницы на фоне традиционных минеральных комплексных удобрений была выше контроля. Прибавка является достоверной лишь на варианте культивации. Так как НСР (5%, для частных средний) составила 0,050. Внесение нового органоминерального удобрения не повлияло на увеличение продуктивности пшеницы, что следует из таблицы 51. Различные комплексные удобрения в эквивалентных дозах по-разному влияют на урожайность яровой пшеницы, что обусловлено неодинаковой доступностью форм питательных элементов, содержащихся в них. Высокое действие на урожайность пшеницы в данном случае оказали комплексные удобрения аммофос и азофоска, показавшие практически одинаковой действие на продуктивность фитомассы пшеницы.

Из таблицы 52 следует, что прибавка урожайности на всех вариантах опыта не значительная. Наибольшая прибавка отмечается при внесении азофоски на варианте дискования.

Таблица 52 – Урожайность фитомассы пшеницы (n=4), т/га

Варианты Обработки
дискование культивация вспашка
средняя прибавка средняя прибавка средняя прибавка
Контроль 7,87 7,13 7,87
ОМУ 7,38 0,49 5,41 – 1,72 7,13 – 0,74
Азофоска 8,86 0,99 7,63 0,5 8,36 0,49
Аммофос 8,61 0,74 7,63 0,5 8,61 0,74
НСР0,5 0,48 1,23 0,19

В таблице 53 приведена оценка экономической эффективности на варианте максимальной урожайности яровой пшеницы при внесении азофоски.

Таблица 53 – Оценка экономической эффективности применения комплексного удобрения под пшеницу сорта Новосибирская 15

Показатели Варианты
контроль азофоска
Урожайность, ц/га 28,9 33,0
Цена реализации за 1 ц, руб. 900,0 900,0
Выручено от реализации, руб 26010,0 29700,0
Затраты на 1 га, руб 9795,5 9826,5
Себестоимость 1 ц, руб 338,9 297,8
Прибыль на 1ц, руб. 561,1 602,2
Уровень рентабельности, % 165,5 202,2

Урожайность яровой пшеницы на контроле составила 28,9 ц/га. Это существенно ниже, чем на варианте с азофоской. При одинаковой цене реализации 900 рублей за 1 центнер получен доход, который изменяется от 26010 до 29700 рублей на гектар. С применением азофоски затраты на 1 гектар увеличились с 9795,5 до 9826,5 рублей. Себестоимость 1 центнера пшеницы выше у контроля и снижается у второго варианта. Прибыль наоборот возрастает с 561,1 до 602,2 рублей. Уровень рентабельности у контроля составляет 165,5 %, а у азофоски повышается до 202,2 %. Таким образом, можно сказать, что при производстве мягкой яровой пшеницы следует применять минеральное удобрение азофоска.

Выводы

1) Анализ полученных результатов исследований свидетельствует о более высокой эффективности действия традиционных комплексных промышленных удобрений на продуктивность яровой пшеницы Новосибирская 15 в сравнении с ОМУ.

2) Применение комплексных удобрений на черноземе обыкновенном привело к увеличению высоты растений на варианте с отвальной вспашкой парового предшественника, характеризующегося максимальным исходным содержанием нитратного азота.

3) Применение традиционных минеральных комплексных удобрений аммофоса и азофоски, а также нового органо-минерального удобрения (ОМУ) способствовало улучшению азотного, фосфатного и калийного состояния почвы и не изменяла величину рН.

4) Продуктивность фитомассы яровой пшеницы на фоне традиционных минеральных комплексных удобрений была выше контроля. Прибавка является достоверной лишь на варианте культивации. Внесение нового органо-минерального удобрения не повлияло на увеличение продуктивности пшеницы. Наибольшая прибавка урожайности пшеницы отмечается при внесении азофоски на варианте дискования. Уровень рентабельности на контроле составил 165,5 %, при внесении азофоски он повышается до 202,2 %.

5 ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ПИТАНИЯ ОЗИМОЙ РЖИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАННЕВЕСЕННИХ ПОДКОРМОК РАЗНЫМИ ВИДАМИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Одним из резервов рационального использования агроресурсов является внедрение высокоурожайных сортов, хорошо приспособленных к местным условиям, отзывчивых на новые агротехнологии, в том числе на внесение новых видов минеральных удобрений, ассортимент которых на рынке постоянно расширяется. Особое место при этом принадлежит озимым зерновым культурам, как наиболее продуктивным в силу целого ряда своих биологических особенностей, а также имеющих многоцелевое значение и использование (Лисунова, 2013; Никулина, 2012).

В настоящее время достаточно слабо реализуется почвенно-климатический потенциал, потенциал продуктивности озимых культур, остаются большими затраты в растениеводстве на единицу продукции. Для всех почвенно-климатических зон Красноярского края при возделывании озимых культур более решенными являются вопросы агротехники (Берзин, 1972; Бекетова, 1985; Ведров, 2002; Акимова, 2006). В то же время большой научный и практический интерес представляет изучение уровня минерального питания и его регулирования для повышения устойчивости озимых, увеличения урожайности и улучшения качества продукции. Это направление исследований в местных условиях остается мало затронутым.

В последние годы для регулирования азотного питания озимых культур рекомендуется взамен дорогостоящей аммонийной селитры применение более дешевого азотного удобрения сульфата аммония. Одновременно актуальной для изучения является проблема возможности применения для “листовых” подкормок новых видов комплексных водорастворимых удобрений – акваринов. Сравнительного изучения эффективности этих удобрений для регулирования и оптимизации питания озимых культур при ранневесенней подкормке в условиях Красноярского края не проводилось.

Сравнительную оценку влияния ранневесенних подкормок минеральными удобрениями на оптимизацию условий питания различных сортов озимой ржи, их продуктивность и качество провели в 2015-2016 гг. в полевых опытах в АО “Березовское” Курагинского района и обобщили в 2019 году (Сорокина, 2019; Сорокина, Турчанов, 2019). Изучали сорта озимой ржи Влада, Тетра и Енисейка. Опыты включали следующие варианты:

  • без удобрений;
  • подкормка аммонийной селитрой;
  • подкормка сульфатом аммония;
  • подкормка акварином марки 5;
  • подкормка акварином марки 9.

Для опытов в производственных посевах землепользования хозяйств были отведены делянки размерами 10х10м (100м2) в пятикратной повторности. Посевы сортов озимых культур изолированы друг от друга, находятся на расстоянии 2-3 км, но в одинаковых почвенных и геоморфологических условиях, что дает возможность сравнивать между собой результаты исследований.

Дозы азотных удобрений рассчитывали по результатам тканевой диагностики, проведенной ранней весной (третья декада апреля) после перезимовки озимой ржи в фазу полного кущения – начала выхода в трубку. Средняя рекомендованная доза азотных удобрений для подкормок 30 кг д.в./га.

Азотные удобрения, предварительно смешанные с почвой, вносились вразброс на поверхность, затем были заборонены. На этих же сортах проводились подкормки акваринами указанных марок в дозе 3 кг физической массы на гектар. Акварины относятся к новым видам комплексных тройных водорастворимых удобрений, обогащенных микроэлементами (Дудка, 2011). Эти удобрения вносились растворами из расчета 200 литров на гектар ручным штанговым опрыскивателем.

Для контроля за условиями питания, ростом, развитием, формированием урожая озимых культур и его качества в опытах использовали различные методы диагностики: почвенную, растительную и биометрическую.

Определяющее значение при возделывании озимых культур в почвенной диагностике является оценка влажности почв, как одного из основных условий при возделывании озимых культур. Почвенная диагностика позволяет определять запасы доступного и минерального азота (сумма азота аммония и азота нитратов) в почве, содержание подвижных соединений фосфора, калия и других элементов. По данным анализов почвенной диагностики устанавливают обеспечение растений питательными веществами, определяющими условия возделывания культур. Озимые культуры имеют более мощную корневую систему по сравнению с яровыми, поэтому отбор почвенных образцов для диагностики условий питания проводили в пятикратной повторности из слоев почвы 0-20 и 20-40 см.

Содержание влаги определяли весовым методом. Во всех образцах почвы определяли следующие показатели: содержание гумуса по Тюрину, общий (валовой) азот (N), фосфор (Р) и калий (К) по (ГОСТ 26107-84). Рассчитывали отношение углерода к азоту (С:N). Для оценки эффективного плодородия определяли следующие показатели: нитратный азот (N-NO3) дисульфофеноловым методом в модификации Шаркова, подвижный фосфор (Р2О5) и обменный калий (К2О) по Чирикову (ГОСТ 26207-91).

Провели растительную тканевую и химическую диагностики озимой ржи после перезимовки и в последующие фазы вегетации растений.

Растительные образцы для диагностического контроля отбирали с типичных для каждого поля по почвенному покрову и состоянию растений участков. Отбор образцов растений для озимых культур проводится в определенные фенофазы, чтобы иметь возможность определить потребность растений в подкормках и сравнивать полученные результаты с имеющимися данными. Поэтому, в течение вегетации, отличающейся растянутостью у озимых культур, начиная с середины октября предшествующего года (перед уходом в зиму), а также в фазу полного кущения и выхода в трубку на всех вариантах опытов проводилась растительная (тканевая, химическая) диагностика в двадцатикратной повторности.

Тканевая диагностика проведена в посевах озимых культур для определения балла обеспеченности азотом (N), фосфором (Р) и калием (К), а также только азотом на срезах вегетирующих растений общепринятым методом. Отбирали не менее 100 растений по диагонали поля в фазы полного кущения и выхода в трубку. Анализировали 20 растений. Кроме того в фазу колошения в растениях озимых культур определили содержание валового (общего) азота.

В эти же фенофазы проводили биометрическую диагностику в двадцатикратной повторности. Определили некоторые биометрические показатели: высоту растений, длину корней, число листьев, массу 100 растений, длину сформировавшегося колоса.

Анализ структуры урожая – важный метод оценки развития культурных растений. Он позволяет установить закономерности формирования урожая и проследить его зависимость от многообразия факторов внешней среды, действие химических веществ или экстремальных погодных условий, а так же влияние болезней, сорных растений, вредителей и прочее. Определили следующие элементы структуры урожая: число колосков, число зерен в колосе, массу 1000 семян. Учли хозяйственный урожай в производственных посевах.

В пятикратной повторности провели учет биологической урожайности озимых культур на опытных участках.

Определение валовых форм азота, фосфора, калия в растительной продукции и химический анализ муки из зерна озимых культур проводили согласно ГОСТ 13496.4-93, ГОСТ 26657-97; ГОСТ 30504-97.

Для оценки условий питания озимых культур дали количественную оценку результатов всех видов диагностики, а также качественную оценку состояния посевов по содержанию влаги в почве, баллам обеспеченности растений азотом, фосфором и калием, биометрическим параметрам, для чего рассчитали коэффициенты пространственного варьирования (Сv, %) указанных показателей. Рассчитали величину НСР05 урожайности озимых культур при сравнении эффективности подкормок различными видами минеральных удобрений.

Влажность почвы является основным фактором протекания всех почвенных процессов и основным условием формирования продуктивности растений. Влагообеспеченность почвы в течение вегетационного периода должна быть оптимальной. Если она ниже оптимального уровня, происходит торможение водоотдачи почвой растениям, падение скорости тока воды от корней к листьям, ухудшение биологической активности почв и пищевого режима, нарушение работы устьиц, снижение КПД ФАР и продуктивности растений. При влагообеспеченности выше оптимальной также происходит ухудшение почвенных условий для нормального роста и развития растений из-за нарушения оптимального соотношения между водой и воздухом в почве в пользу последнего фактора. Это приводит к ухудшению теплового режима, снижению деятельности почвенных микроорганизмов и, соответственно, ухудшению пищевого режима, переходу оксидных соединений во вредные для растений закисные соединения, замедлению процессов фотосинтеза, снижению продуктивности растений. Режим влажности почв является важным компонентом почвенных процессов, существенно влияющим на солевой, питательный, газовый и температурный режимы.

Почвенная диагностика на содержание влаги в посевах озимых культур проводится, обычно, для слоя 0-40 см, потому что озимая рожь как интенсивная культура имеет мощную корневую систему. В период активного отрастания озимых культур, весной и в начале лета, определяющее влияние в питании растений, для формирования будущего урожая, оказывает оптимальная влажность почвы именно в этом слое.

Содержание влаги в черноземах выщелоченных АО «Березовское» под озимой рожью разных сортов высокое, а пространственное варьирование этого показателя очень слабое (табл. 54).

Таблица 54 – Содержание влаги под озимыми культурами после перезимовки и коэффициент ее пространственного варьирования (Cv, %) (n=5)

Глубина,

см

Тетра Влада Енисейка
Mср m Cv Mср m Cy Mср m Cv
0-20 34,9 0,63 3,6 38,5 1,11 5,8 27,2 0,53 4,4
20-40 30,3 0,49 3,3 34,8 0,86 5,6 40,8 0,57 3,2

Количество влаги в корнеобитаемом слое почвы под всеми сортами озимой ржи после перезимовки было оптимальное и составляло в разных слоях почвы от 27,3 до 40,8 %. Как правило, в слое 0-20 см влажность почвы была ниже, чем в слое 20-40 см, что способствовало более длительному ее сохранению и хорошей влагообеспеченности растений озимой ржи в фазу полного кущения. Пространственное варьирование содержания почвенной влаги очень низкое и не выходит за пределы 5-6 % по повторностям определения, что косвенно свидетельствует о качественной обработке почвы и дает возможность сделать заключение о пространственной однородности этого важнейшего свойства почвы.

Содержание общей влаги в обоих слоях почвы под всеми культурами в фазу кущения было оптимальное и составляло от 27,2 до 38,5 %. Как правило, в слое 0-20 см влажность почвы выше, чем в слое 20-40 см.

После проведения ранневесенней подкормки содержание влаги на всех вариантах опытов несколько снижается (табл. 55). Однако количество общей влаги в слое почвы 0-40 см и в этот срок является оптимальным, не выходящим за пределы 21-22 %, что существенно выше влажности завядания для черноземов выщелоченных Южно-Минусинской зоны.

Минимальное содержание влаги установлено на всех не удобренных вариантах опыта. Это связано с более интенсивным расходованием влаги растениями озимой ржи на вариантах без проведения подкормок, что подтверждает классическое положение об экономном расходовании влаги при внесении удобрений и непроизводительных ее потерях без удобрений.

Таким образом, влажность почвы не являлась лимитирующим фактором для оптимального роста и развития озимых культур в АО “Березовское” Курагинского района.

В таблице 56 приведены агрохимические показатели чернозема выщелоченного под посевами озимых культур, при возделывании которых важнейшее значение имеет почвенная диагностика питания, устанавливающая потребность озимых культур в основных дозах удобрений для их внутрипочвенного внесения.

Таблица 55 – Содержание почвенной влаги (%) под озимыми культурами после проведения подкормок (n=5)

Сорт Вариант Глубина, см Влага, %
Тетра без удобрений 0-20 22,1
20-40 25,4
аммонийная селитра 0-20 27,5
20-40 28,4
сульфат аммония 0-20 21,3
20-40 26,2
Влада без удобрений 0-20 25,6
20-40 24,0
аммонийная селитра 0-20 27,8
20-40 28,4
сульфат аммония 0-20 22,4
20-40 18,9
Енисейка без удобрений 0-20 25,2
20-40 29,6
аммонийная селитра 0-20 23,4
20-40 26,9
сульфат аммония 0-20 26,6
20-40 18,2

Таблица 56 – Агрохимическая характеристика чернозема выщелоченного в посевах озимой ржи (n=5)

Культура,

сорт

Глубина, см Гумус, % C:N P2O5 K2O N-NO3,

мг/кг

Валовые, %
по Чирикову, мг/кг N P2O5 K2O
Тетра 0-20 10,3 11,1 319,5 305,2 11,8 0,538 0,414 1,034
20-40 10,1 11,5 231,1 466,2 12,0 0,387 0,387 1,109
Влада 0-20 10,4 11,6 220,5 251,5 15,5 0,519 0,352 1,061
20-40 10,3 11,4 138,5 88,8 14,1 0,522 0,381 0,999
Енисейка 0-20 9,4 10,7 168,3 87,8 15,5 0,511 0,358 0,962
20-40 9,2 10,7 168,9 67,7 10,0 0,499 0,353 0,974

Почвы, на которых возделывались озимые культуры, отличаются высоким естественным плодородием. Содержание гумуса составляет в них от 8 до 10 % и более. Причем почвы высоко гумусированные как в слое 0-20, так и в слое 20-40 см. Почвы опытных участков характеризуются довольно узким отношением С:N, свидетельствующих об обогащенности гумуса азотом. Для всех почв характерно высокое содержание валовых форм всех элементов питания.

Почвенная диагностика на содержание нитратного азота в фазу кущения озимой ржи показала, что обеспеченность этим элементом питания колеблется от средней до высокой в слоях 0-20 и 20-40 см.

Такое содержание нитратного азота в почве является, в целом, оптимальным для питания озимых культур. Пространственное варьирование этого элемента питания слабое, не превышающее 20%, что следует из табл. 57. Максимальное содержание подвижного фосфора в почве обнаружено в поле озимой ржи сорта Тетра. Несколько меньше содержится подвижного фосфора в почве под посевами сорта Влада. Здесь обеспеченность фосфором соответствует высокой и повышенной степени. В посевах озимой ржи сорта Енисейка обеспеченность подвижным фосфором средняя.

Таблица 57 – Пространственное варьирование (CV, %) содержания элементов питания (Мср., мг/кг) в почвах под озимой рожью (n=5)

Сорт Глубина, см N-NO3 P2O5 K2O
Mср m CV Mср m CV Mср m CV
Тетра 0-20

20-40

14,7

6,7

0,63

0,54

9,6

18,0

387,8

286,2

41,39

36,15

41,9

28,2

512,6

267,8

96,03

53,71

41,9

44,9

Влада 0-20

20-40

11,6

17,7

0,37

0,47

7,3

6,0

171,6

152,0

7,31

11,62

9,5

17,1

111,2

92,8

5,17

11,45

10,4

27,6

Енисейка 0-20

20-40

11,3

10,9

0,34

0,31

6,8

6,4

186,4

172,6

3,90

1,53

4,7

2,0

101,7

75,1

5,52

2,94

12,1

8,8

Калий после азота и фосфора, также является одним из основных элементов питания растений. Содержание обменного калия в почвах довольно сильно варьирует по полям. В посевах озимой ржи сорта Тетра оно самое высокое. Второе место по обеспеченности обменным калием занимает почва под озимой рожью сорта Влада. В целом почвы опытных участков характеризуются высокой обеспеченностью обменным калием. Наши данные по оценке обеспеченности почвы опытов элементами минерального питания соответствуют результатам сплошного агрохимического обследования почв хозяйства.

После проведения подкормок в фазу выхода в трубку отмечается, преимущественно, средняя обеспеченность подвижными фосфатами и высокая обеспеченность обменным калием (табл. 58). На не удобренных вариантах обеспеченность нитратным азотом в фазу выхода в трубку низкая, что характерно для почвы опытных участков под всеми сортами.

Таблица 58 – Содержание элементов питания в почве под посевами озимых культур после проведения подкормок (n=5)

Вариант Глубина, см Тетра Влада Енисейка
подвижные элементы питания, мг/кг почвы
N-NO3 Р2О5 К2О N-NO3 Р2О5 К2О N-NO3 Р2О5 К2О
Без удобрений 0-20 130,4 108,7 4,8 172,0 136,5 24,6 61,5 102,7 5,6
20-40 112,0 71,8 2,5 160,3 99,9 8,3 58,0 72,6 2,5
Аммонийная селитра 0-20 94,7 96,2 25,1 196,3 136,4 47,9 223,5 123,3 6,3
20-40 126,4 91,1 9,1 153,9 80,6 36,3 60,7 67,5 2,1
Сульфат аммония 0-20 118,3 100,6 5,9 194,7 138,0 21,9 81,4 108,8 15,1
20-40 94,5 69,6 2,5 155,2 75,8 6,9 65,2 70,4 2,2
Акварин 5 0-20 88,2 87,0 14,5 205,0 130,4 11,5 76,0 85,0 2,2
20-40 126,3 94,4 9,1 215,8 124,5 6,8 68,5 121,4 3,4
Акварин 9 0-20 142,9 114,8 10,5 198,3 127,8 16,2 153,5 81,3 2,1
20-40 103,7 76,2 4,3 206,9 116,8 7,1 73,7 98,6 3,2

При проведении азотных подкормок содержание нитратного азота существенно увеличивается, особенно при внесении аммонийной селитры. Несколько увеличилось содержание минерального азота при проведении некорневых подкормок акваринами 5 и 9 озимой ржи Тетра и Влада. Самое низкое содержание нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия было обнаружено в посевах озимой ржи сорта Енисейка.

Таким образом, при проведении подкормок азотными удобрениями условия питания разных сортов озимой ржи в АО «Березовское», исходя из оценки обеспеченности почв питательными веществами, характеризуются, в целом, как оптимальные. Из приведенных таблиц по агрохимической характеристике почв следует, что содержание в почве нитратного азота повышенное или среднее, подвижного фосфора и обменного калия высокое. При этом пространственное варьирование этих элементов в большинстве случаев небольшое или среднее. Положительным моментом является слабое пространственное варьирование нитратного азота в посевах всех озимых культур. Более высокая пространственная вариабельность подвижного фосфора и обменного калия установлена в посевах озимой ржи Тетра, что связано, по-видимому, с более высоким содержанием этих элементов питания под данной культурой.

Методом контроля условий питания озимых культур является растительная диагностика, в том числе тканевая, которая проводилась на срезах вегетирующих растений.

В результате тканевой диагностики растений озимой ржи после перезимовки было установлено, что максимальное количество баллов (5,3) содержания азота обнаружено в посевах озимой ржи сорта Влада (табл. 58). У озимой ржи других сортов балл обеспеченности азотом оставлял от 3,6 до 3,7. Озимая рожь имеет растянутый период вегетации, особенно от фазы кущения до выхода в трубку. При анализе растений в фазу начала выхода в трубку обнаружено снижение обеспеченности растений азотом у озимой ржи всех сортов.

Пространственное варьирование содержания минерального азота и калия после перезимовки выше у сортов озимой ржи сорта Тетра и Енисейка. Очень незначительное варьирование этого показателя отмечено в посевах озимой ржи сорта Влада (табл. 59). Максимальные величины коэффициентов пространственного варьирования характерны по содержанию фосфора в соке растений всех сортов озимой ржи

Таблица 59 – Балл обеспеченности растений элементами питания (Мср) и его пространственное варьирование (CV,%) (n=20)

Сорт N P K
Mср m CV Mср m CV Mср m CV
Тетра 3,7 9,9 22,3 1,4 22,9 50,7 5,7 2,5 5,5
Влада 5,3 4,3 9,6 0,1 41,8 93,5 5,9 0,8 1,9
Енисейка 3,6 10,1 22,6 0,7 21,2 47,0 5,7 1,8 4,1

Для оценки условий питания озимых культур после подкормки азотными удобрениями провели повторную тканевую диагностику, результаты которой представлены в таблице 60.

Таблица 60 – Балл обеспеченности элементами питания сортов озимой ржи после подкормки (n=20)

Варианты
аммонийная селитра сульфат аммония без удобрений
N P K N P K N P K
Тетра
4,6 3,9 3,7 5,6 1,7 3,7 3,7 1,5 2,2
Влада
4,4 3,9 0,8 5,1 3,6 0,6 2 2,5 0,4
Енисейка
4,0 1,5 0,3 2,2 1,5 0,6 3,1 1,5 0,3

Выявлены резкие отличия по баллам обеспеченности растений всеми элементами питания между не удобренными и удобренными азотом вариантами. Как правило, содержание минеральных питательных веществ в клеточном соке озимой ржи, удобренной аммонийной селитрой, существенно выше, чем на не удобренной.

Результаты тканевой диагностики показывают, что после проведения подкормок, минимальная обеспеченность практически всеми элементами питания, особенно фосфором и калием, характерна для не удобренных вариантов опыта (табл. 60). Особенно значительные различия отмечены по фосфору и калию. К существенному повышению балла обеспеченности азотом в тканях растений у сортов Тетра и Енисейка привела подкормка посевов аммонийной селитрой, а внесение сульфата аммония у сортов Тетра и Влада.

Анализ результатов тканевой диагностики на содержание азота в растениях озимой ржи разных сортов в фазу выхода в трубку показал, что после проведения подкормок большинством видов удобрений количество азота увеличивается (табл. 60). Отчетливое положительное влияние оказала подкормка акваринами марки 5 и 9 на накопление азота растениями у этого сорта. Максимальный балл обеспеченности растений азотом по тканевой диагностике получен при подкормке акварином 5 за счет сбалансированного высокого содержания всех питательных веществ (18:18:18). Слабо отозвалась на подкормки озимая рожь сорта Енисейка. Незначительным повышением содержания азота при проведении подкормок у этого сорта можно пренебречь, особенно при таком сильном пространственном варьировании этого показателя (табл. 61). Характерно очень высокое пространственное варьирование балла обеспеченности азотом на не удобренных вариантах всех сортов озимой ржи.

Таблица 61 – Балл обеспеченности азотом (Мср) и его пространственное варьирование (Сv,% ) в фазу выхода в трубку озимой ржи после проведения подкормок (n=20)

Вариант Тетра Влада Енисейка
Mcp Cv Mcp Cv Mcp Cv
Без удобрений 0,4 122,5 0,4 122,5 0,3 152,8
Аммоний

ная селитра

3,8 25,8 1,4 85,7 0,7 65,5
Сульфат аммония 0,4 136,3 1,8 54,4 0,4 122,5
Акварин 5 5,5 19,1 2.8 35,0 0,8 110,6
Акварин 9 4,3 16,6 2,4 20,4 0,4 122,5

Не оказала влияния на повышение балла обеспеченности азотом подкормка сульфатом аммония, что связано с более замедленным поступлением азота в растения из этого удобрения. Меньше всего отозвались на подкормки сульфатом аммония сорта озимой ржи Тетра и Енисейка.

Максимальное положительное влияние удобрений на накопление общего азота и фосфора, по данным анализа химического состава растений, проявилось на сорте Влада и Тетра (табл. 62).

Таблица 62 – Химический состав растительной массы сортов озимой ржи после проведения подкормки (n=5)

Сорт Варианты Валовые, %
N P K
Тетра без удобрений 4,245 0,230 2,814
аммонийная селитра 4,890 0,300 2,782
сульфат аммония 4,116 0,260 2,927
Влада без удобрений 4,275 0,270 3,712
аммонийная селитра 4,585 0,415 3,104
сульфат аммония 5,225 0,350 3,448
Енисейка без удобрений 4,510 0,390 4,034
аммонийная селитра 4,810 0,320 3,324
сульфат аммония 3,725 0,280 2,899

Самое большое увеличение содержания азота при внесении аммонийной селитры отмечено у сорта Тетра и Енисейка. Подкормка сульфатом аммония привела к увеличению азота только в растениях сорта Влада. Не установлено каких-либо закономерностей по аккумуляции калия в растительной массе разных сортов озимой ржи и на различных вариантах. Однако, как правило, содержание валового калия выше на контрольных не удобренных вариантах, что связано, возможно, с более усиленным оттоком калия в генеративные органы при внесении удобрений.

Выявлено существенное увеличение содержания валового азота в растительной массе при внесении обоих азотных удобрений практически под все сорта озимой ржи в фазу выхода в трубку. Увеличение содержания фосфора в эту фазу отмечено только у сортов Влада и Тетра.

Таким образом, некорневые подкормки “по листу” вегетирующих растений азотными удобрениями после перезимовки показали повышение содержания азота по сравнению с не удобренными вариантами. Особенно резкие отличия между вариантами установлены у сорта Влада.

Поскольку в процессе роста ткани озимых культур довольно сильно грубеют, провести тканевую диагностику очень затруднительно. Поэтому после подкормки акваринами мы определили в растительной массе содержание валовых (общих) элементов питания, как показателей, влияющих на формирование продуктивности и отражающих качество продукции, особенно содержание белка.

Из таблицы 63 следует, что произошло существенное снижение содержания азота в растениях по сравнению с предыдущим сроком определения. По-видимому в эту фазу наблюдается отток питательных веществ в колос, что привело к уменьшению его содержания в целом в растениях озимой ржи. Характерно, что подкормки, как аммонийной селитрой, так и сульфатом аммония существенно увеличили содержание валового азота в растительной массе у всех сортов озимой ржи.

Таблица 63 – Химический состав растений озимой ржи после проведения подкормок в фазу колошения (n=5)

Сорт Вариант Валовые, %
N P K
Тетра без удобрений 1,040 0,232 2,205
аммонийная селитра 1,376 0,194 1,871
сульфат аммония 0,616 0,143 1,531
акварин 5 1,636 0,219 2,062
акварин 9 0,928 0,201 0,958
Влада без удобрений 1,012 0,166 2,424
аммонийная селитра 1,448 0,196 2,108
сульфат аммония 1,100 0,199 2,043
акварин 5 1,044 0,152 1,836
акварин 9 1,492 0,195 2,497
Енисейка без удобрений 0,664 0,232 1,645
аммонийная селитра 0,760 0,212 1,678
сульфат аммония 0,904 0,245 1,988
акварин 5 0,516 0,187 1,722
акварин 9 1,9 0,243 2,328

Улучшение качества растений озимой ржи сорта Енисейка по содержанию азота установлено на вариантах с подкормкой аммонийной селитрой. На сорте Влада положительное влияние оказала подкормка сульфатом аммония. Сорт Тетра слабее отозвался на применение всех удобрений в подкормку.

Результаты химической диагностики показывают, что после проведения подкормок, минимальная обеспеченность практически всеми элементами питания, особенно фосфором и калием, характерна для не удобренных вариантов опыта. К существенному повышению балла обеспеченности азотом в тканях растений у сортов Тетра и Енисейка привела подкормка посевов аммонийной селитрой, а внесение сульфата аммония у сортов Тетра и Влада (табл.63).

В фазу колошения установлено повышение содержания азота при проведении подкормок как аммонийной селитрой, так и сульфатом аммония у сортов Влада и Енисейка. Не отозвалась на подкормки сульфатом аммония озимая рожь сорта Тетра, в то же время произошло повышение балла обеспеченности азотом при подкормке аммонийной селитрой.

Некорневые подкормки “по листу” вегетирующих растений в фазу колошения растворами двух марок акваринов не оказали эффективного действия на химический состав озимой ржи разных сортов. Более существенное положительное влияние на накопление азота в растениях оказал акварин марки 9, в котором содержание азота самое высокое. Максимальное повышение содержания азота под влиянием акварина 9 установлено на сорте Енисейка, затем Влада, а при подкормке акварином 5 у сорта Тетра.

Биометрическую диагностику проводили по высоте растений, длине корней и числу листьев. Последний показатель позволяет правильно судить о наступлении фазы полного кущения, которая является очень ответственной у озимых культур. В фазу полного колошения измеряли длину колоса.

После перезимовки у сорта Влада высота растений составляла 12,9 см, а длина корней 9,5 см. По этим биометрическим показателям данный сорт занимал среднее положение. Самыми мощными были растения сорта Енисейка, у которых высота составляла 13,3 см, а длина корней 10,2 см. Соответственно, у сорта Тетра эти показатели были 11,4 см и 7,3 см. Однако, внешний вид растений озимой ржи сорта Тетра и их состояние было самое лучшее по окраске, толщине и площади листовой пластинки, особенно на удобренных вариантах.

Кажущееся на первый взгляд противоречие между содержанием азота в клеточном соке озимой ржи по тканевой диагностике и биометрическими показателями вполне объяснимо, так как при более высоком габитусе растений концентрация азота уменьшается и снижается балл обеспеченности этим элементом питания.

Биометрические показатели растений озимой ржи после проведения некорневых подкормок представлены в таблице 64. Самое большое количество листьев отмечалось на варианте с подкормкой аммонийной селитрой, где озимая рожь практически всех сортов была выше, имела более длинные и развитые корни, а также зеленую окраску растений. Максимальную отзывчивость на внесение аммонийной селитры по данным биометрической диагностики показал сорт Влада.

Таблица 64 – Биометрические показатели сортов озимой ржи после проведения азотных подкормок (n=20)

Аммонийная селитра Сульфат аммония Без удобрений
высота расте-

ний, см

длина корней, см количество листьев,

шт.

высота расте-

ний,

см

длина корней,

см

количество листьев,

шт.

высота расте-

ний,

см

длина корней, см количество листьев, шт.
Тетра
29,8 14,4 4,7 31,5 14,3 4,4 23,5 14,6 4,1
Влада
31,3 16,9 5,2 28,7 10,9 3,9 25,3 12,6 4,2
Енисейка
29,5 13,3 4,3 28,92 11,3 4,6 28,7 10,2 4,7

На рисунке 15 представлен габитус озимой ржи сорта Влада после проведения азотной подкормки, из которого видно хорошее состояние растений и существенное влияние удобрений на биометрические показатели.

Более угнетенными были растения озимой ржи сорта Енисейка, что видно из рисунка 16. Однако вполне очевидно эффективное действие подкормок азотными удобрениями, особенно аммонийной селитрой на морфометрическое состояние растений этого сорта.

word image 2344 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 15 – Габитус растений озимой ржи Влада после ранневесенней подкормки

word image 2345 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 16 – Габитус растений озимой ржи Енисейка после ранневесенней подкормки

Несмотря на угнетенное состояние посевов озимой ржи Енисейка после перезимовки, растений этого сорта в течение вегетации очень активно отрастают, образуют хорошую фотосинтетическую поверхность и к концу вегетации могут опережать в росте и развитии такие сорта, как Тетра и Влада.

Довольно мощными и зелеными были растения озимой ржи сорта Тетра, который сильнее остальных сортов отозвался на внесение сульфата аммония (рис.17).

word image 2346 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 17 – Габитус растений озимой ржи Тетра после ранневесенней подкормки

Подкормки видами азотных удобрений отчетливо повлияли на увеличение длины колосьев, особенно у сорта Енисейка и Влада, что следует из таблицы 65.

По массе 100 колосьев выделяются варианты с подкормкой аммонийной селитрой всех сортов озимой ржи, изученных в опытах. Эти результаты довольно хорошо согласуются с данными по влиянию подкормок разными видами удобрений на урожайность сортов озимой ржи.

Характерны очень низкие величины пространственного варьирования длины колоса у разных сортов озимой ржи, что свидетельствует о пространственной выровненности этого показателя. Более высокие коэффициенты пространственного варьирования размеров колоса установлены на не удобренных вариантах у всех сортов озимой ржи.

У сортов озимой ржи Енисейка и Влада после подкормок акварином в фазу колошения несколько увеличился размер колоса. У сорта Тетра не зафиксировали увеличение длины колоса при внесении всех удобрений, в том числе акварина. Ожидали, что под влиянием акварина 5, содержащего комплекс макро и микроэлементов в активной форме, колос ржи станет длиннее. Однако, существенных различий по этому показателю между удобренными вариантами не установлено.

Таблица 65 – Коэффициент пространственного варьирования (Сv,%) длины колоса и масса 100 колосьев озимой ржи (n=20)

Сорт Варианты Длина колоса, см Сv Масса 100 колосьев, г
Тетра без удобрений 14,4 16,2 245
аммонийная селитра 14,0 7,7 315
сульфат аммония 13.0 17,3 295
акварин 5 13,0 7,4 270
акварин 9 14,7 7.1 285
Влада без удобрений 11.4 14,6 215
аммонийная селитра 14.0 6,9 236
сульфат аммония 12,4 9,1 225
акварин 5 13,8 7,8 240
акварин 9 14,4 6,5 230
Енисейка без удобрений 10,5 16.5 265
аммонийная селитра 13,4 11,3 302
сульфат аммония 11,9 9,7 295
акварин 5 11,6 8,4 320
акварин 9 12,9 7,8 325

Характерны очень низкие величины пространственного варьирования длины колоса у разных сортов озимой ржи, что свидетельствует о пространственной выровненности этого показателя и, как следствие, величины урожая. Более высокие коэффициенты пространственного варьирования размеров колоса установлены на не удобренных вариантах у сортов Енисейка и Влада. Внесение всех видов удобрений под эти сорта также выравнивает пространственную пестроту изучаемого биометрического показателя. Величины коэффициентов пространственного варьирования не превышают 20 %.

В то же время подкормки всеми удобрениями отчетливо повлияли на увеличение массы 100 колосьев, особенно у сорта Тетра и Енисейка. По массе 100 колосьев выделяются варианты с подкормкой аммонийной селитрой всех сортов озимой ржи, изученных в опытах. Подкормка акваринами положительно повлияла на массу 100 колосьев у сортов Влада и Енисейка. Эти результаты довольно хорошо согласуются с данными по влиянию подкормок разными видами удобрений на урожайность сортов озимой ржи, когда самую низкую продуктивность показал сорт Влада. Биологический потенциал этого сорта оказался слабым, а отзывчивость на удобрения минимальная.

По результатам биометрических исследований установлено, что после перезимовки в фазу полного кущения наиболее высокими были растения озимой ржи сорта Влада (табл. 66). В то же время корневая система была сильнее развита у сорта Тетра. По высоте растений сорт Енисейка занимал среднее положение, однако корневая система у растений этого сорта была развита слабее, чем у остальных сортов.

Таблица 66 – Биометрические показатели (M cp.) растений озимой ржи (кущение) и их пространственное варьирование (Cv, %) при n=20

Сорт Статистические показатели Биометрические показатели, ср. из 20 опр.
высота растений, см длина корней, см число листьев, шт.
Тетра Mcp 16,7 14,6 3,8
Cv 13,1 15,4 10,5
Влада Mcp 19,9 13,1 4,8
Cv 19, 9 14,4 13,1
Енисейка Mcp 18,4 11,7 3,9
Cv 9,3 20,8 5,5

Результаты биометрической диагностики растений изученных сортов озимой ржи после проведения подкормок в фазу начала колошения свидетельствуют о следующем. Установлено отчетливое влияние подкормок удобрениями на высоту растений сорта Тетра (табл. 67).

Таблица 67 – Биометрические показатели (Mcp) растений озимой ржи сорта Тетра (начало колошения) и их пространственное варьирование (Cv, %) при n=20

Вариант Статистические показатели Биометрические  показатели
высота растений, см длина колоса, см масса 100

колосьев, г

Без удобрений Mcp 83,6 11,9 277
Cv 10,0 10,1 19,7
Аммонийная селитра Mcp 89,9 14,7 403
Cv 8,4 10,0 10,5
Сульфат аммония Mcp 97,6 13,1 358
Cv 9,5 11,2 11,2
Акварин 5 Mcp 84,2 13,7 428
Cv 8,1 14,7 9,8
Акварин 9 Mcp 91,5 14,7 447
Cv 7,0 11,1 7,9

Особенно существенные отличия получены при внесении аммонийной селитры, сульфата аммония и акварина 9, содержащего больше азота, чем акварин 5. У этого сорта зафиксировано увеличение массы 100 колосьев при внесении удобрений по сравнению с контролем в полтора-два раза. В то же время у сорта Тетра отмечается очень слабое пространственное варьирование биометрических показателей, особенно при подкормке аммонийной селитрой и акварином 9.

Величины коэффициентов варьирования составляют, как правило, не более 10-15%. Менее варьирующим биометрическим показателем является высота растений и масса 100 колосьев при проведении подкормок у этого сорта. В то же время на не удобренном варианте отмечено самое вильное пространственное варьирование массы 100 колосьев.

Резкие отличия установлены также при сравнении удобренных и не удобренных вариантов по массе 100 колосьев у сорта Влада (табл. 68). Здесь масса 100 колосьев при подкормке аммонийной селитрой и акварином 5 в 2-3 раза выше, чем на контрольном варианте. Подтверждается закономерность более слабого варьирования биометрических показателей при проведении подкормок в сравнении с не удобренным контролем.

Таблица 68 – Биометрические показатели (Mcp.) растений озимой ржи сорта Влада (начало колошения) и их пространственное варьирование (Cv, %) при n=20

Вариант Статистические показатели Биометрические  показатели
высота растений, см длина колоса, см масса 100

колосьев, г

Без удобрений M cp 81,4 7,9 120
Cv 11,9 17,6 22,1
Аммонийная селитра M cp 80,9 15,0 482
Cv 12,9 5,4 12,4
Сульфат аммония M cp 102,4 13,8 407
Cv 5,5 5,5 11,5
Акварин 5 M cp 103,0 14,8 472
Cv 8,0 5,9 7,8
Акварин 9 M cp 77,3 13,2 389
Cv 11,3 10,0 9,0

Сорт озимой ржи Енисейка, отличающийся устойчивым биологическим потенциалом и давший самую высокую массу 100 растений на контрольном варианте, больше всего отозвался на подкормки аммонийной селитрой, сульфатом аммония и акварином 9 (табл. 69).

Таблица 69 – Биометрические показатели (Mcp) растений озимой ржи сорта Енисейка (начало колошения) и их пространственное варьирование (Cv, %) при n=20

Вариант Статистические показатели Биометрические показатели
высота растений, см длина колоса, см масса 100

колосьев, г

Без удобрений M cp 104,8 9,3 176
Cv 18,9 16,7 23,1
Аммонийная селитра M cp 121,6 11,0 253
Cv 15,3 16,1 12,7
Сульфат аммония M cp 110,1 9,6 228
Cv 12,4 19,1 13,9
Акварин 5 M cp 140,8 9,7 174
Cv 22,3 16,4 10,7
Акварин 9 M cp 116,3 11,8 284
Cv 22,3 12,2 8,6

Таким образом, максимальное влияние на формирование биологической массы и репродуктивных органов оказала подкормка аммонийной селитрой, акварином 5 и акварином 9 у сорта Тетра, аммонийная селитра и акварин 5 у сорта Влада, а у сорта Енисейка аммонийная селитра и акварин 9. Характерно незначительное варьирование всех биометрических показателей. Величины коэффициентов варьирования, как правило, не превышают 20 %. В большинстве случаев более сильное варьирование биометрических показателей проявляется на не удобренных вариантах всех сортов озимой ржи. Установлено выравнивание пространственной неоднородности по массе 100 растений при проведении подкормок всеми видами удобрений. Особенно снижается варьирование этого показателя при подкормке акваринами обоих марок у всех сортов озимой ржи. Слабое внутрипольное пространственное варьирование показателей биометрической диагностики может служить свидетельством отсутствия “пестрополья”, прогнозом будущего выровненного стеблестоя и получения качественной конечной продукции.

Структурный анализ урожая дает возможность установить, все ли его компоненты были использованы растением или остались еще резервы роста продуктивности за счет какой-то его составляющей.

Условия перезимовки озимых культур были неблагоприятными. Особенно пострадала озимая рожь сорта Влада, уровень урожайности которой был низким. Весной после перезимовки посевы были очень изреженными и угнетенными. Балл обеспеченности азотом растений в этот период составлял 2,6 (при оптимальном балле обеспеченности, равным 5-6). Самый высокий биологический потенциал урожайности в этих условиях показал сорт Енисейка, который дал довольно высокую урожайность даже на контрольном варианте (табл. 70).

Таблица 70 – Урожайность зерна и элементы структуры урожая сортов озимой ржи при проведении подкормок минеральными удобрениями, 2015 г (n=5)

Сорт Вариант Урожайность (ц/га) при НСР05 = 2,29 Элементы структуры урожая
число колосков, шт. число зерен в колосе, шт. масса 1000 семян, г
Тетра без удобрений 26,6 24,0 31,5 28,0
сульфат аммония 36,9 28,1 48,3 33,0
аммонийная селитра 37,2 30,0 44,3 37,0
акварин 5 30,9 24,6 37,8 30,0
акварин 9 28,2 24,0 35,8 29,0
Влада без удобрений 21,2 24,7 33,3 24,0
сульфат аммония 21,1 25,6 37,7 22,0
аммонийная селитра 23,0 27,1 40,9 22,0
акварин 5 23,8 24,2 35,4 22,0
акварин 9 22,5 24,1 35,2 24,0
Енисейка без удобрений 29,2 23,3 38,4 31,0
сульфат аммония 29,4 26,0 38,1 27,0
аммонийная селитра 31,0 24,8 40,9 32,0
акварин 5 33,2 26,0 36,6 36,0
акварин 9 30,0 25,2 35,3 34,0

Урожайность зерна озимой ржи в этом году статистически достоверно повышалась при проведении подкормок всеми видами минеральных удобрений только у сорта Тетра.

Проявилась эффективность применения акварина 5 у сортов Енисейка и Влада, которые дали статистически достоверную прибавку урожая по сравнению с не удобренным контролем. Максимальная агрономическая эффективность удобрений, внесенных в подкормки в 2015 г, зафиксирована у сорта Тетра. Здесь получены высокие статистически достоверные прибавки урожайности по сравнению с не удобренным контролем, особенно при подкормке аммонийной селитрой.

Из видов удобрений лучше всего проявила себя аммонийная селитра, при внесении которой получены самые высокие прибавки урожайности зерна озимой ржи всех сортов. Внесение сульфата аммония оказалось эффективным только под озимую рожь сорта Тетра. Меньше всех отозвалась на внесение азотных удобрений озимая рожь Влада, которая в 2015 г плохо перезимовала, как указывалось выше. Высокий биологический потенциал показала озимая рожь сорта Енисейка, которая после перезимовки по морфометрическим показателям существенно отставала от других сортов. В это время она была угнетенной, о чем свидетельствует приведенный выше материал. Однако, впоследствии растения этого сорта начали интенсивно развиваться и к фазе колошения, особенно на удобренных аммонийной селитрой вариантах, сформировали хорошую вегетативную массу, а затем колос. Прибавка урожая у сорта Енисейка при внесении аммонийной селитры по сравнению с контролем составила 2,8 ц/га, а у сорта Тетра 10,6 ц/ га при НСР05, равным 2,29 ц/га, что является статистически достоверным. Подкормка сульфатом аммония показала достоверную прибавку по сравнению с контролем только у сорта Тетра. Она составила 8,3 ц/га.

Таким образом, максимальное влияние на оптимизацию условий питания и продуктивность сортов озимой ржи в 2015 году оказала подкормка аммонийной селитрой. На втором месте – сульфат аммония, затем акварин 5. Слабее всех отозвалась на подкормки озимая рожь Енисейка. В то же время самый высокий биологический потенциал, судя по абсолютным величинам урожайности на не удобренных вариантах, показал этот сорт, затем сорт Тетра.

В 2016 году озимая рожь сорта Енисейка больше всех отозвалась на внесение минеральных удобрений при подкормке (табл. 71). Она дала самые высокие прибавки урожая, как зерна так и соломы. Максимальная статистически достоверная прибавка урожая этого сорта была получена при подкормке аммонийной селитрой и сульфатом аммония.

Таблица 71 – Урожайность зерна и элементы структуры урожая сортов озимой ржи при проведении подкормок минеральными удобрениями, 2016 г (n=5)

Сорт Вариант Урожайность (ц/га) при

НСР05= 2,26

Элементы структуры урожая
число колосков, шт. число зерен в колосе, шт. масса 1000 семян, г
Тетра без удобрений 29,4 26,2 36,7 42
сульфат аммония 48,2 27,0 36,3 34
аммонийная селитра 49,5 27,4 43,4 49
акварин 5 43,2 29,4 41,5 47
акварин 9 35,8 24,9 36,1 46
Влада без удобрений 35,4 23,9 34,2 43
сульфат аммония 45,2 30,6 45,0 46
аммонийная селитра 42,9 28,8 41,8 47
акварин 5 35,5 32,2 51,3 48
акварин 9 37,8 30,4 40,6 47
Енисейка без удобрений 20,1 23,3 31.1 24
сульфат аммония 42,5 25,1 41,0 29
аммонийная селитра 44,3 29,9 50,8 34
акварин 5 35,5 28,5 44,1 29
акварин 9 34,2 29,4 49,3 33

На существенное увеличение урожайности озимой ржи сорта Тетра оказала ранневесенняя подкормка аммонийной селитрой, затем сульфатом аммония. По сравнению с контролем комплексные удобрения акварины обоих марок дали хорошую прибавку урожая зерна, но она существенно ниже, чем при подкормке одинарными азотными удобрениями. Сорт Влада слабее отозвался на подкормки минеральными удобрениями по сравнению с сортом Тетра. Этот сорт показал высокий уровень продуктивности даже без внесения удобрений. Максимальная прибавка по этому сорту получена при внесении сульфата аммония и аммонийной селитры. При подкормке акваринами прибавки урожайности статистически достоверные, но они существенно ниже, чем при подкормке азотными удобрениями.

Различия по урожайности зерна сортов озимой ржи обусловлены влиянием удобрений на элементы структуры урожая. Особенно существенные различия по вариантам отмечены для числа зерен в колосе и массы 1000 семян. У сорта Влада зафиксирована максимальная масса 1000 семян. Несколько ниже она у сорта Тетры. Мелкосемянный сорт озимой ржи Енисейка показал высокое число зерен, в то же время существенно меньшую массу 1000 семян.

В целом отмечается существенное влияние подкормок азотными удобрениями на оптимизацию элементов структуры урожая озимой ржи, особенно у сортов Тетра и Енисейка. Положительное влияние азотных удобрений выражается в увеличении числа колосков у всех сортов. Удобрения повлияли на увеличение числа зерен в колосе у сортов озимой ржи Енисейка и Тетра.

Все сорта озимой ржи в оба года исследований дали высокую прибавку урожая соломы при проведении подкормок минеральными удобрениями по сравнению с контролем. Она составляла по разным сортам от 12 до 38 ц/га. Максимальную отзывчивость на подкормки по величине урожайности соломы показала сорта озимой ржи Тетра и Енисейка.

Имея меньшую озерненность колоса, озимая рожь Енисейка оказалась более продуктивной на не удобренном варианте по сравнению с Тетрой за счет массы 1000 семян.

В то же время сорт озимой ржи Тетра хорошо отозвался на внесение азотных удобрений, особенно аммонийной селитры и показал высокую массу 1000 семян, что, в конечном счете, положительно повлияло на формирование максимальной урожайности у этого сорта.

Сорт Влада слабее отозвался на подкормки минеральными удобрениями по сравнению с сортом Тетра. Этот сорт показал высокий уровень продуктивности даже без внесения удобрений. Максимальная прибавка по этому сорту получена при внесении сульфата аммония и аммонийной селитры. При подкормке акваринами прибавки урожайности статистически достоверные, но они существенно ниже, чем при подкормке азотными удобрениями.

В 2016 году озимая рожь сорта Енисейка больше всех отозвалась на внесение минеральных удобрений при подкормке. Она дала самые высокие прибавки урожая, как зерна, так и соломы. Максимальная статистически достоверная прибавка урожая этого сорта была получена при подкормке аммонийной селитрой и сульфатом аммония. На существенное увеличение урожайности озимой ржи сорта Тетра оказала ранневесенняя подкормка аммонийной селитрой, затем сульфатом аммония. По сравнению с контролем комплексные удобрения акварины обоих марок дали хорошую прибавку урожая зерна, но она существенно ниже, чем при подкормке одинарными азотными удобрениями. Сорт Влада слабее отозвался на подкормки минеральными удобрениями по сравнению с сортом Тетра. Этот сорт показал высокий уровень продуктивности даже без внесения удобрений. Максимальная прибавка по этому сорту получена при внесении сульфата аммония и аммонийной селитры. При подкормке акваринами прибавки урожайности статистически достоверные, но они существенно ниже, чем при подкормке азотными удобрениями.

Таким образом, проведение после перезимовки подкормок азотными удобрениями озимой ржи положительно повлияло на формирование элементов структуры урожая и конечной продуктивности растений у двух сортов, показавших высокий биологический потенциал, это сорта Тетра и Енисейка.

В целом, некорневые подкормки “по листу” вегетирующих растений в фазу полного кущения азотными удобрениями и в фазу выхода в трубку растворами акварина марки 5 оказались эффективными для формирования продуктивности разных сортов озимой ржи в условиях АО “Березовское” Курагинского района.

Под влиянием подкормок минеральными удобрениями в 2015 г почти у всех сортов повысилось содержание азота в муке зерна (табл. 72). Самую сильную отзывчивость на подкормки всеми удобрениями показали озимая рожь Енисейка и Влада. Все сорта озимой ржи хорошо отозвались на подкормку сульфатом аммония. Это связано с положительным влиянием серы, входящей в состав этого удобрения, на химический состав зерна озимой ржи.

В 2016 году содержание азота в муке озимой ржи всех сортов было несколько ниже на всех вариантах опыта (табл. 73). Более стабильный химический состав в течение двух лет показала озимая рожь Тетра. В то же время в 2016 г в зерне всех сортов озимой ржи было больше фосфора и калия. Под влиянием подкормок минеральными удобрениями в 2016 году почти у всех сортов повысилось содержание азота в муке зерна. Самую сильную отзывчивость на подкормки всеми удобрениями показали озимая рожь Енисейка и Влада. Все сорта озимой ржи хорошо отозвались на подкормку сульфатом аммония. Это связано с положительным влиянием серы, входящей в состав этого удобрения, на химический состав зерна озимой ржи.

Таблица 72 – Химический состав зерна сортов озимой ржи в 2015 году (n=5)

Культура Вариант Общие, %
азот фосфор калий
Енисейка без удобрений 1,263 0,405 0,532
аммонийная селитра 1,272 0,504 0,614
сульфат аммония 1,410 0,450 0,683
акварин 5 1,290 0,444 0,692
акварин 9 1,543 0,430 0,585
Влада без удобрений 1,344 0,348 0,497
аммонийная селитра 1,419 0,429 0,588
сульфат аммония 1,311 0,378 0,508
акварин 5 1,086 0,450 0,594
акварин 9 1,492 0,412 0,533
Тетра без удобрений 1,566 0,354 0,512
аммонийная селитра 1,554 0,369 0,485
сульфат аммония 1,563 0,378 0,521
акварин 5 1,512 0,414 0,541
акварин 9 1,589 0,430 0,493

Таблица 73 – Химический состав зерна сортов озимой ржи в 2016 году (n=5)

Культура Вариант Общие, %
азот фосфор калий
Енисейка без удобрений 1,488 0,372 0,444
аммонийная селитра 1,803 0,288 0,382
сульфат аммония 1,797 0,321 0,417
акварин 5 1,518 0,285 0,386
акварин 9 1,743 0,330 0,385
Влада без удобрений 1,134 0,300 0,443
аммонийная селитра 1,482 0,282 0,420
сульфат аммония 1,758 0,288 0,474
акварин 5 1,722 0,273 0,410
акварин 9 1,422 0,312 0,433
Тетра без удобрений 1,599 0,210 0,503
аммонийная селитра 1,500 0,330 0,367
сульфат аммония 1,770 0,273 0,401
акварин 5 1,512 0,282 0,393
акварин 9 1,509 0,330 0,393

В то же время в 2015 году в зерне всех сортов озимой ржи было больше фосфора и калия. Существенно улучшился химический состав муки из зерна озимой ржи при проведении подкормок акваринами, особенно у сортов Енисейка и Влада.

Химизация как один из способов интенсификации сельскохозяйственного производства, является объективной необходимостью для всех стран мира. Однако, в зависимости от почвенно-климатических условий региона, затраты на применение удобрений не всегда являются экономически оправданными, что непосредственно влияет на уровень рентабельности. На фоне неустойчивых факторов природной среды руководство сельскохозяйственных предприятий обязано пользоваться любыми способами, позволяющими увеличивать урожайность растений и качество продукции. Одним из таких, достаточно значимых факторов повышения урожайности сельскохозяйственных культур являются удобрения. Использование удобрений практически всегда, при грамотном применении приводит к росту урожайности культур, а также и к увеличению качества получаемой продукции.

Такие изменения могут быть более полно учтены путем определения экономической эффективности удобрений, отраженной в стоимости продукции, полученной на 1 руб. дополнительных издержек производства, так как продукция повышенного качества оценивается по более высоким ценам.

Для расчета экономической эффективности использовали следующие показатели:

– урожайность,

– прибавка урожая,

– стоимость продукции,

– затраты на транспортировку, погрузочно-разгрузочные работы, хранение и внесение минеральных удобрений,

– затраты на возделывание культуры.

Анализ затрат на производство озимой ржи показал, что большая их часть приходилась на удобрения и горюче-смазочные материалы (табл. 74). Стоимость удобрений и затрат на их применение берутся по последним данным на момент расчетов из-за высокой динамичности цен на внутреннем рынке. Влияние удобрений на окупаемость и рентабельность производства зерна зависит от затрат на них и от их влияния на качество.

Таблица 74 – Экономическая эффективность применения азотных удобрений под озимую рожь сорта Тетра

№ п/п Показатели Тетра
без удобрений аммонийная селитра сульфат аммония
1. Урожайность зерна, т/га 2,66 3,72 3,49
2. Прибавка урожая, т/га 1,06 0,83
3. Стоимость

продукции, руб.

23940 33480 31410
4. Стоимость азотных удобрений, руб. 2352 2280
5. Затраты на транспортировку, погрузочно-разгрузочные работы, хранение и внесение минеральных удобрений, руб. 240 400
6. Итого затрат по применению удобрений, руб. 2592 2680
7. Затраты на возделывание культуры, руб 14400 14400 14400
8. Затраты на уборку дополнительного урожая, руб. 530 415
9. Всего затрат, руб. 14400 17552 17495
10. Чистый доход, руб. 9540 15928 13915
11. Рентабельность, % 66,2 97,9 80,0

Расчеты показали, что при затратах на удобрения 3000,0 руб. на 1 га, из-за повышения цен на удобрения, положительного влияния на окупаемость они не оказывают. Более того они могут увеличить убыточность. Учитывая то, что удобрения часто улучшают качество зерна и способствуют переводу его из одного товарного класса в другой, можно утверждать, что удобрения будут способствовать повышению окупаемости. В связи с этим об экономической эффективности применения удобрений следует судить с учетом их последействия и положительного влияния на качество и стоимость зерна. Также необходимо изыскивать меры по понижению затрат на применение удобрений, в частности, применяя их локально и небольшими дозами. По результатам наших исследований экономически выгодным является возделывание озимой ржи сорта «Тетра» при ранневесенней подкормке аммонийной селитрой (табл. 74). Рентабельность на этом варианте опыта составила 97,9 % против 66,6 % на контроле. Применение сульфата аммония для подкормки озимой ржи этого сорта дало существенно меньший уровень рентабельности за счет низкой прибавки урожая на этом варианте. Самую низкую рентабельность при возделывании озимой ржи этого сорта показал не удобренный вариант.

Выводы

1) Проведение азотных подкормок способствует существенному увеличению содержания нитратного азота, особенно на вариантах с аммонийной селитрой. Установлено некоторое повышение содержания минерального азота при проведении некорневых подкормок акваринами 5 и 9 сортов Тетра и Влада.

2) При подкормке азотными удобрениями установлено достоверное повышение балла обеспеченности питательными элементами растений озимой ржи к фазе выхода в трубку. Максимальный балл обеспеченности азотом, фосфором и калием отмечен у сортов озимой ржи Тетра, Влада и Атланта. Для всех сортов озимой ржи после проведения подкормок аммонийной селитрой характерно повышение содержания общего азота в растительной массе, согласно данным химической диагностики. В более поздние фазы вегетации отмечается снижение содержания азота.

3) Наиболее развитыми по результатам биометрической диагностики оказались растения озимой ржи при подкормке аммонийной селитрой в сравнении с сульфатом аммония, акваринами марки 5 и 9, а также с не удобренными вариантами. Внесение азотных удобрений выравнивает пространственное варьирование длины колоса.

4) Максимальная агрономическая эффективность удобрений, внесенных в подкормки, зафиксирована у сорта Тетра, где получены высокие статистически достоверные прибавки урожайности по сравнению с не удобренным контролем. Из видов удобрений лучше всего проявила себя аммонийная селитра, при внесении которой получены максимальные прибавки урожайности зерна озимой ржи всех сортов. Внесение сульфата аммония оказалось эффективным только под озимую рожь сорта Тетра. Меньше всех отозвалась на внесение азотных удобрений озимая рожь Влада, которая плохо устойчива к перезимовке.

5) Некорневые подкормки “по листу” вегетирующих растений в фазу полного кущения азотными удобрениями и в фазу выхода в трубку растворами акварина марки 5 оказались эффективными для формирования высокой продуктивности сортов озимой ржи, особенно Тетра и Енисейка. Акварин марки 5 содержит сбалансированное соотношение азота, фосфора и калия (18:18;18). Не показало эффективного действия применение в подкормки акварина марки 9 за счет особенностей химического состава этого удобрения, содержащего очень мало фосфора и калия.

6) Экономически выгодным является возделывание озимой ржи сорта Тетра при ранневесенней подкормке аммонийной селитрой.

6 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЕРМИКОМПОСТОВ НА ПОЧВАХ КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

6.1 Вермикомпосты в повышении продуктивности системы почва-растение

Применение удобрений является главным средством повышения урожайности зерновых культур. Полевыми опытами и производственной практикой установлено, что при нормальной влагообеспеченности растений прирост урожаев на 30-40 % обеспечивается за счет внесения минеральных и органических удобрений. Однако вносимые дозы удобрений в крае не компенсируют выноса элементов питания с урожаями сельскохозяйственных культур. Земледелие края ведется с отрицательным балансом гумуса, макро- и микроэлементов, происходит постепенное снижение плодородия почв (Танделов, 2012; Волошин, 2016). В сложившихся условиях следует рационально использовать все ресурсы органического и минерального происхождения. Перспективным приемом повышения плодородия почв, оптимизации почвенно-биотического комплекса агроэкосистем и получения экологически безопасной продукции служит применение вермикомпостов, получаемых путем экологической биотехнологии в процессе вермикомпостирования разнообразных органических отходов. Вермитехнология направлена на решение сразу нескольких задач современности – утилизацию органических отходов, в том числе опасных, сохранение и экономию ресурсов, получение органических удобрений нового поколения, которые повышают урожайность и качество сельскохозяйственной продукции.

Внесение органических удобрений является основой плодородия почв, при этом они оказывают влияние на структуру почвы, служат резервом питательных веществ для растений и источником энергии для микроорганизмов (Лысенко, 2014; Subler еt al., 1998). Вермикомпост в 10 раз эффективнее традиционных органических удобрений (Суслов, Дулепов, 2011). Вермикомпост представляет собой концентрированное органическое удобрение, не имеющего запаха, обладает хорошей водоудерживающей способностью и превосходит традиционные органические удобрения (Убугунов с соавт., 2013). Он участвует в формировании агрономической структуры почвы и обеспечивает ее питательными веществами, сбалансированными по NPK и микроэлементам (Allievi et al., 1986). Внесение вермикомпоста способствует как улучшению структуры почвы, так и повышает устойчивость к действию воды. Связано это с тем, что дождевые черви способствуют увеличению водопрочности структурных агрегатов (Чекановская, 1960; Покровская, Прижуков, 1990). В естественных условиях черви оказывают благоприятное влияние на процессы, протекающие в почвах. Переработка отходов дождевыми червями устраняет неприятный запах и уменьшает объем отходов. В процессе образования вермикомпоста семена сорных растений теряют свою всхожесть, уменьшается содержание кишечной палочки, токсичность тяжелых металлов снижается и становится малодоступной для растений. Вермикомпост является гранулированным удобрением и обладает хорошей сыпучестью, в нем аккумулировано большое количество макро- и микроэлементов, усвояемых растениями (Шаланда, 2010), его можно вносить локально при помощи сеялки, при этом нормы его внесения на порядок меньше норм других органических удобрений.

Копролиты червей обогащаются микроорганизмами и становятся центром развития почвенной микрофлоры (Атлавините, 1990). Это способствует гумификации, так как внесение вермикомпоста в почву значительно повышает микробиологические процессы по сравнению с почвой, куда он не вносился. Применение вермикомпоста, включающего сложные органические соединения, позволяет компенсировать утраченные функциональные звенья агроэкосистемы, что в свою очередь приводит к накоплению минерального азота и подвижного фосфора, количества гумуса в почвах, усиливает биологическую и ферментативную активность (Агафонов, Ефремов, 2001).

Результаты проведенных исследований по влиянию осадков сточных вод и вермикомпостов полученных на их основе, при выращивании овса сорта Скакун на деградированном агрочерноземе, показали, что под действием 3, 9 и 27 т/га удобрений в почве повысилось содержание органического вещества, количество общего азота и фосфора, обменного калия, а также увеличилась биологическая активность почвы (Хабарова и др., 2018). Применение вермикомпоста, полученного на основе навоза крупно рогатого скота и городских осадков сточных вод приводило к снижению обменной кислотности и увеличению суммы поглощенных оснований, а также повышению содержания фосфора и калия в почве (Касатиков, Титов, 2017).

В зернопропашном севообороте внесение вермикомпоста из КРС и ОСВ в дерново-подзолистую супесчаную почву в дозе 36 т/га позволило получить максимальную прибавку картофеля к контролю в 62 ц/га, ячменя – 7,2 ц/га, овса – 7,7 ц/га. Отмечено положительное влияние вермикомпоста и на биологическую активность почвы (Русакова и др., 2007).

Исследования, проведенные в Индии, показали высокую удобрительную ценность органических ресурсов, переработанных дождевыми червями в органические удобрения. Апробацию проводили на кукурузе и пшенице (Sharma, 1994).

В Брянской области при длительном использовании биогумуса (вермикомпоста) на дерново-подзолистой почве при возделывании женьшеня отметили его положительное влияние на показатели плодородия почв. Восьмилетнее применение вермикомпоста улучшило физико-химические свойства почв и способствовало росту уровня гумусированности в 4,4 раза (Ториков с соавт., 2018).

Вермикомпост, произведенный в лаборатории Плодородия почв Дальневосточного ГАУ из растительных остатков с добавлением кроличьего помета не оказал заметного влияния на рост и развитие сои сорта Лидия (Низкий, Немыкина, 2013). Исследования, проведенные Э.Б. Цыреновой (2009) показали, что под действием вермикомпоста урожайность столовой моркови сорта Нантская увеличилась на 10,3 т/га и улучшились качественные показатели ее корнеплодов. При внесении в защищенный грунт Центральной Якутии вермикомпоста, подготовленного на основе КРС, птичьего помета, а также биопрепарата «Байкал» при выращивании огурцов сорта «Апрельский» была доказана эффективность внесения разных доз этих удобрений (Степанова с соавт., 2016). Была выявлена оптимальная норма вермикомпоста, на основе КРС, что обеспечило прибавку в 63 % к контролю.

Работа, проводимая по влиянию регуляторов роста и вермикомпоста на картофель, на черноземах южных в г. Орск способствовало повышению интенсивности фотосинтеза и росту урожайности (Матвеев, Лисконов, 2004). Исследования по оптимизации доз биогумуса, проводимые на лугово-черноземной почве Омской области, при возделывании столовой свёклы показали, что оптимальной дозой внесения биогумуса является 8 т/га (Бушуева, 2016).

Действие вермикомпоста из КРС эффективнее влияния свежего навоза на урожайность Lagenaria siceraria. Результаты исследований показали, что урожайность, количество листьев и цветков на растениях было выше в вариантах с применением вермикомпоста, чем в варианте с навозом КРС и к контролю (Coulibaly еt al., 2014).

Таким образом, применение вермикомпостов, приготовленных на основе различных отходов, способствовало оптимизации агрофизических, агрохимических свойств, увеличению биологической активности различных типов почв, повышению продуктивности разных полевых культур в различных регионах Российской Федерации и за рубежом.

Кафедра почвоведения и агрохимии Красноярского государственного аграрного университета в течение последнего десятилетия разработала технологию получения различных видов вермикомпостов из отходов лесной, пищевой промышленности и животноводства. Эффективность полученных вермикомпостов апробирована на нескольких сельскохозяйственных культурах в течение ряда лет. В 2019 году результаты экспериментов были обобщены и опубликованы (Сенкевич и др., 2019; Бутенко, Ульянова, 2019; Сенкевич и др., 2019).

С целью оценки действия разных видов вермикомпоста на агрохимические показатели преобладающих почв Красноярской лесостепи и урожайность полевых культур были проведены полевые и вегетационно-полевые опыты.

Объектами исследований являлись агрочернозем, агросерая почва, четыре вида вермикомпоста, полученные методом переработки птичьего помета и отходов деревообрабатывающей промышленности (коры, гидролизного лигнина, опилок), а также пищевых отходов (использованного чая и кофе) червем Eisenia fetida. Тестовыми культурами являлись яровая пшеница сорта Новосибирская 15, рапс сорта Надежный 92, гречиха Солянская.

Агрочерноземы и агросерые почвы относятся к преобладающим в составе пахотных угодий типам почв в Красноярской лесостепи (Крупкин П.И., 1999, Чупрова В.В., 2018). Содержание гумуса в агрочерноземной почве оценивалось как высокое, но обогащенность его азотом очень низкая, в связи с этим отмечалась необходимость во внесении удобрений. Значения ЕКО и степень насыщенности основаниями оценивались как высокие. Степень насыщенности основаниями (V) > 80%, следовательно, почва не нуждалась в известковании. Реакция почвенного раствора слабощелочная. Содержание подвижного фосфора в агрочерноземе – высокое, что является следствием длительного внесения минеральных удобрений. Содержание обменного калия – очень высокое, что характерно для почв Красноярского края и является следствием обогащенности калием материнских пород тяжелого грансостава. Анализ таблицы 75 показал, что агрочернозем характеризовался средним потенциальным плодородием и нуждался во внесении удобрений.

Агросерая почва, используемая в вегетационно-полевом опыте, характеризовалась слабокислой реакцией среды, очень низким содержанием гумуса, высоким количеством подвижного фосфора и слабо нуждалась во внесении извести (V=79 %) (см. табл. 75). Таким образом, агросерая почва обладала низким потенциальным плодородием и нуждалась во внесении удобрений и химической мелиорации. Для диагностики обеспеченности почвы азотом и расчёта доз удобрений в агросерой почве было определено содержание минеральных и органических форм азота. Количество нитратного (2,8 мг/кг) и аммонийного азота (4,2 мг/кг) характеризовалось как очень низкое, легкогидролизуемого (94 мг/кг) и трудногидролизуемого (84 мг/кг) – среднее.

Таблица 75 – Агрохимическая характеристика почв до закладки опытов и методы определения показателей

Показатели Агро-чернозем Агросерая почва Метод определения показателей
(0-20 см)
рНkcl 5,1 потенциометрически
рНH2O 7,7
Гумус, % 7,5 1,98 поТюрину
С, % 4,35 1,15
Nобщ., % 0,26 0,13 по Кьельдалю
C:N 16,7 8,8
P2O5,.мг/100 г 28,2 По Кирсанову
24,2 по Чирикову
K2O, мг / 100 г 11,0 По Кирсанову
22,3 по Чирикову
S мг-экв / 100г 43,8 21,5 по Каппену-Гильковицу
Hr 2,9 5,6 БИК-спектроскопия
EKO 46,7 27,1
V, % 94 79

Полевой опыт был заложен в землепользовании птицефабрики «Заря», территориально расположенный в Красноярской лесостепи. Традиционной для птицефабрики является минеральная система удобрений. В качестве минеральных удобрений использовали аммонийную селитру и аммофос, которые ежегодно вносили в количестве N60P30. Полевой опыт проводился в течение 4-х лет (2010-2013 гг.) на агрочерноземе по следующей схеме:

  1. N60P30 (фон) – контроль;
  2. фон + ВК 5 т/га;
  3. фон + ВК 10 т/га.

Вермикомпост (ВКгл) вносили в почву разово при закладке опыта, минеральные удобрения – ежегодно весной. Севообороты хозяйства: чистый пар, пшеница, пшеница, пшеница. Размер опытной делянки составлял 100 м2. Размещение рендомизированное. Исследования проводили в трехкратной повторности. Тестовой культурой служила яровая пшеница сорта Новосибирская 15, которая выращивалась на зерно. Для поддержания плодородия почвы и улучшения её гумусного состояния необходимо кроме минеральных удобрений вносить и органические. В этом хозяйстве на фоне внесения минеральных удобрений изучали возможности применения органических удобрений, так как предприятие обладает своими ресурсами, и имеет опыт в утилизации птичьего помета различными способами.

Вегетационно-полевые опыты провели на стационаре Красноярского ГАУ в период 2013-2015 гг. в сосудах без дна (диаметр сосуда – 50 см, глубина – 60 см). Для достижения достаточной однородности почвенного плодородия в опытных сосудах до внесения вермикомпоста в почву были сделаны уравнительные посевы яровой пшеницы сорта Новосибирская 15. Далее вносили разные виды вермикомпоста (ВК) в агросерую почву согласно схеме:

  1. контроль (без удобрений);
  2. вермикомпост на основе коры и птичьего помета, 3 т/га (ВКк3);
  3. вермикомпост на основе коры и птичьего помета, 6 т/га (ВКк6);
  4. вермикомпост на основе гидролизного лигнина и птичьего помета, 3 т/га (ВКгл3);
  5. вермикомпост на основе гидролизного лигнина и птичьего помета 6 т/га, (ВКгл6);
  6. вермикомпост на основе опилок и птичьего помета, 3 т/га (ВКо3);
  7. вермикомпост на основе опилок и птичьего помета, 6 т/га (ВКо6).

Повторность опыта пятикратная. Размещение вариантов опыта последовательное.

В 2014 году был заложен ещё один вегетационно-полевой опыт с новыми видами вермикомпоста:

  1. вермикомпост из чайно-кофейных отходов, 3 т/га (ВКчк3);
  2. вермикомпост из чайно-кофейных отходов, 6 т/га (ВКчк6).

Почвенные образцы отбирали при помощи агрохимического бура на глубину 0-20 см в динамике до посева, в середине вегетационного периода и после уборки урожая растений, в которых определяли гумус по И.В. Тюрину (Аринушкина Е.В., 1970) и подвижный гумус (Сподв) из одной навески последовательно: углерод водорастворимый (СH2O), а затем и углерод щелочногидролизуемый (СNaOH) по И. В. Тюрину в модификации В. В. Пономаревой, Т.А. Плотниковой (1980), количество легко- и трудногидролизуемого азота – по Корнфилду, содержание нитратного азота – дисульфофеноловым методом в модификации С.Л. Иодко и И.Н. Шаркова (1994), количество аммонийного азота – с реактивом Несслера, подвижного фосфора, обменного калия по методу А.Т. Кирсанова, рНH2O и рНKCl – потенциометрически, S, Hr, общие N, P, K, содержание тяжелых металлов – методом ближней инфракрасной диффузной отражательной спектроскопии (автоматизированная аналитическая система PSCO/ISI IBM – PS 4250) (Борцов В.С., 2002) в Научно-исследовательском испытательном центре Красноярского ГАУ. Подвижные фосфор и калий по ГОСТ Р 54650-2011, нитратный азот по ГОСТ 26951-86, обменный аммоний по ГОСТ 26489-85, гумус по ГОСТ 26213-91 определены в аккредитованной испытательной лаборатории ФГБУ ГЦАС «Красноярский». В вермикомпостах определены подвижные фосфор и калий по ГОСТ Р 54650-2011, азот общий по ГОСТ 26715-85, валовой фосфор по ГОСТ 26717-85, валовой калий по ГОСТ 26718-85, обменные кальций и магний по ГОСТ 26487-85, органическое вещество (С) по ГОСТ 27980-88.

В вегетационно-полевом опыте уборку урожая растений проводили путем скашивания растений на уровне почвы, а в полевом опыте уборку зерна пшеницы проводили комбайном. Статистический анализ полученных данных проводили классическими методами описательной статистики, дисперсионного, корреляционного, регрессионного и дискриминантного анализов с использованием MS Excel и Stat Soft Statistica.

Агросерая почва отзывчиво реагировала на внесение вермикомпостов. Максимальному повышению содержания углерода органического вещества (Сорг) по отношению к контролю в среднем за период исследований способствовало внесение ВК на основе отходов чая и кофе – в 1,7-2,0 раза в зависимости от дозы внесения (рис. 18).

В вариантах с ВК на основе птичьего помёта и отходов деревообработки также наблюдалась тенденция к более значительному повышению содержания углерода при внесении двойных доз удобрений. Одинарная доза вермикомпостов, внесенных в агросерую почву, привела к повышению содержания Сорг в 1,3 раза, а двойная доза – в 1,4-1,5 раза к контролю.

В агрочерноземе под действием вермикомпоста количество Cорг возросло на 21-36 % к контролю, содержание общего калия имело тенденцию к повышению. При внесении вермикомпоста в разных дозах в агрочернозем отмечалась тенденция повышения нитратной формы азота к контролю и достоверно увеличилось количество подвижного фосфора при применении обеих доз вермикомпоста.

word image 2347 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 18 – Изменение содержания Cорг под действием вермикомпостов в среднем за три года, % по вариантам опыта:1 – контроль (б/у), 2 – ВКк3, 3 – ВКк6, 4 – ВКгл3, 5 – ВКгл6, 6 – ВКо3, 7 – ВКо6, 8 – ВКчк3, 9 – ВКчк6

Результаты полевого опыта свидетельствуют о положительном вкладе ВК в формирование урожайности яровой пшеницы сорта Новосибирская 15. Минимальной урожайностью пшеницы характеризовался контрольный вариант, где она составила в среднем за исследуемый период 14,3 ц/га (табл. 76).

Таблица 76 – Урожайность зерна пшеницы сорта Новосибирская 15, ц/га

Вариант опыта 2010г. 2011г. 2012г 2013г. Средняя урожайность зерна, ц/га Прибавка зерна к контролю, % Суммарная прибавка зерна к контролю, ц
N60P30 (фон) – контроль 12,3 19,0 13,8 12,3 14,3
Фон + ВК 5 т/га 21,0 21,1 18,8 17,8 20,0 40 17
Фон + ВК 10 т/га 22,8 21,7 18,4 15,7 20,0 40 17
НСР05 5,0 2,4 4,8 2,7 4,5

Внесение вермикомпоста в агрочернозем способствовало повышению урожайности яровой пшеницы на 70-85 % в первый год его действия в зависимости от применяемой дозы. В последействии прибавка от внесения вермикомпоста в почву в количестве 5 т/га варьировала от 11 до 45 %, а при применении вермикомпоста в дозе 10 т/га – от 14 до 33 % к контролю.

Оценивая действие вермикомпоста за весь период наблюдений, отмечено, что прибавка к контролю составила в среднем 40 %, причем статистических различий по урожайности зерна пшеницы между дозами внесения вермикомпоста не выявлено ни в первый, ни в последующие годы исследований. Это дает основание считать оптимальной дозу вермикомпоста – 5 т/га в физической массе или эквивалентную N60, которая может изменяться в зависимости от химического состава используемого вермикомпоста.

В вегетационно-полевых опытах оценивалось действие ВК на урожайность рапса, пшеницы и гречихи. Уже на начальных этапах вегетации рапса отмечались существенные визуальные различия вариантов. Растения на контроле (без внесения удобрений) отличались плохой всхожестью и медленным ростом в отличие от растений удобренных вариантов опыта. Дальнейшие наблюдения за развитием растений на контроле показали отсутствие развившихся соцветий рапса до самой уборки урожая. К моменту уборки урожая высота растений контрольного варианта была наименьшей и составляла 17,6 см. Высота рапса в удобренных вариантах опыта превысила эту величину в 1,5-2,8 раза. Растения рапса в варианте с ВКк6 отличались от других вариантов опыта наибольшей высотой, составившей 49 см.

В вариантах с внесением вермикомпоста на основе гидролизного лигнина отмечалось значительное улучшение показателей роста уже при дозе 3 т/га, высота стебля рапса оказалась стабильно высока – 41,0 и 46,8 см при одинарной и двойной дозе удобрения соответственно. Однако эти показатели были ниже таковых в сравнении с ВКк, внесенным в почву в количестве 6 т/га. Уборку рапса на зеленую массу проводили в фазу цветения. По данным федерального центра сельскохозяйственного консультирования при летних сроках посева содержание протеина и жира возрастает, а содержание клетчатки снижается, а в фазе цветения являются наиболее оптимальными.

Результаты проведенных исследований показали, что минимальная урожайность рапса сформировалась на контроле (10,6 ц/га). Это обусловлено низким эффективным плодородием агросерой почвы (табл. 77).

Обогащение агросерой почвы с очень низким содержанием гумуса органическим веществом в виде разных видов вермикомпоста, внесенного в почву в количестве 3 т/га обеспечило увеличение урожайности рапса на 1,7 – 22,3 ц/га в зависимости от вида вносимого вермикомпоста по сравнению с контролем. Наибольшую прибавку урожая рапса обеспечил при этой дозе вариант с ВКгл. Вермикомпост, произведенный на основе опилок и птичьего помета в дозе 3 т/га заметно повлиял только на всхожесть растений и высоту стеблей. Возможно, что низкие показатели связаны с недостаточной зрелостью вермикомпоста этой партии и высокой долей негидролизуемого остатка в полученном удобрении. Однако, при дозе внесения 6 т/га урожайность рапса в этом варианте превысила контроль на 93 %.

Таблица 77 – Влияние разных видов и доз вермикомпоста на урожайность
зеленой массы рапса на агросерой почве, ц/га

Вариант опыта Урожайность, ц/га СV, % Прибавка к контролю
M ± m ц/га %
Контроль (б/у) 10,6 3,3 39
ВКк3 18,4 3,1 38 7,8 74
ВКк6 50,8 3,1 14 40,2 379
ВКгл3 32,9 6,1 41 22,3 210
ВКгл6 44,9 4,1 20 34,3 324
ВКо3 12,3 1,5 28 1,7 16
ВКо6 20,5 3,4 37 9,9 93
НСР05 4,8

Полученные данные свидетельствуют о высокой эффективности двойной дозы внесения (6 т/га) всех видов вермикомпостов (ВКк, ВКгл, ВКо) в агросерую почву. Прибавка урожая зеленой массы рапса к контролю составила от 93 до 379 %, а по отношению к одинарной дозе – 77-305 % в зависимости от варианта опыта. Наибольшая урожайность растений в 50,8 ц/га сформировалась в варианте с вермикомпостом, приготовленным на основе коры и птичьего помета, что в 4,8 раз превысило урожайность контрольного варианта.

В 2014 году применение ВКк, ВКгл и ВКчк в дозе 3 т/га повысило урожайность пшеницы на 76% по сравнению с контрольным вариантом. В вариантах с ВКо прибавка статистически значима лишь при двойной дозе удобрения – 28 %. Вермикомпосты на основе коры и гидролизного лигнина (ВКк и ВКгл), внесенные в дозе 6 т/га, дали прибавку урожая на 117% и 124% соответственно. ВКчк, введенный в опыт в 2014 году, в двойной дозе обеспечил наиболее высокую прибавку – 138% (табл. 78).

Таблица 78 – Влияние разных видов и доз вермикомпоста на урожайность зеленой массы пшеницы на агросерой почве, ц/га

Вариант опыта Урожайность, ц/га Прибавка к контролю
M ± m ц/га %
Контроль (б/у) 7,2 0,2
ВКк3 12,7 1,7 5,5 76
ВКк6 15,6 0,3 8,4 117
ВКгл3 12,7 0,3 5,5 76
ВКгл6 16,1 0,3 8,9 124
ВКо3 8,4 1,5 1,2 17
ВКо6 9,2 0,7 2,0 28
ВКчк3 12,7 0,9 5,5 76
ВКчк6 17,1 3,2 9,9 138
НСР05 1,6

Наибольшей высотой и развитым колосом отличались растения в варианте с ВКгл. Сравнивая полученные данные с результатами исследований 2013 года, убеждаемся в высокой эффективности двойной дозы внесения (6 т/га) всех исследуемых видов вермикомпостов, внесенных в агросерую почву. Высокая и устойчивая эффективность двух видов вермикомпоста (ВКк и ВКгл) предположительно связана с хорошим их качеством, большой степенью их зрелости.

Урожай зеленой массы гречихи на контроле составил 12 ц/га, внесение вермикомпоста обеспечило прибавку от 1% до 345% в зависимости от вида и дозы (табл. 79).

Таблица 79 – Влияние разных видов и доз вермикомпоста на урожайность зеленой массы гречихи на агросерой почве, ц/га

Вариантопыта Урожайность, ц/га СV, % Прибавка к контролю
M ± m ц/га %
Контроль (б/у) 12,1 3,0 43
ВКк3 16,0 2,4 26 3,9 32
ВКк6 31,0 5,5 31 18,9 156
ВКгл3 27,5 6,1 39 15,4 127
ВКгл6 53,9 9,1 29 41,8 345
ВКо3 31,5 7,0 39 19,4 160
ВКо6 31,4 9,1 50 19,3 160
ВКчк3 12,2 2,0 28 0,1 1
ВКчк6 19,7 3,0 27 7,6 63
НСР05 10,1

Высота растений гречихи контрольного варианта была наименьшей и составляла в среднем 43 см. В удобренных вариантах опыта высота превышала эту величину не так значительно, как наблюдалось на предыдущих культурах – на 5-86%. Во всех вариантах, включая контрольный, шло цветение и развитие плодов. Наибольшей высотой отличался вариант ВКгл6 – в среднем 80 см. 2015 год был засушливым, что негативно сказалось на состоянии растений. Семена вызрели лишь частично, что позволило исследовать их качество, но не количество.

Соотнося трёхлетние данные по урожайности выращиваемых культур, отмечаем высокую эффективность двойной дозы (6 т/га) всех видов вермикомпостов (ВКк, ВКгл, ВКо, ВКчк) для агросерой почвы (рис. 19).

word image 2348 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 19 – Урожайность надземной фитомассы полевых культур, ц/га

Проведенный корреляционно-регрессионный анализ показал связь урожайности культур с агрохимическими показателями агросерой почвы (табл. 80). Но статистически значимой на уровне р<0,05 она была только для двух связей.

Урожайность полевых культур определяется в первую очередь плодородием почв, важными характеристиками которого является содержание органического вещества и подвижных элементов минерального питания.

Таблица 80 – Связи урожайности культур с агрохимическими показателями

Показатели Рапс (2013 г.) Пшеница (2014 г.) Гречиха (2015 г.)
Уравнение регрессии R2 R Уравнение регрессии R2 R Уравнение регрессии R2 R
N-NH4 у = 0,2004х + 19,624 0,41 0,64 у = 0,382х + 29,826 0,04 0,21 у = -0,0138х2 + 0,8249х + 24,509 0,17 0,41
N-NO3 у = -0,0005х2 + 0,0289х + 1,5961 0,28 0,53 у = 0,1746х + 0,9661 0,19 0,43 у = 0,0031х2 – 0,2534х + 6,9904 0,21 0,45
Сорг у = 4,692х + 1026,6 0,81 0,90 у = 0,1107х + 1,3509 0,37 0,61 у = -0,0007х2 + 0,0537х + 2,3195 0,15 0,38
P2O5 у = -0,0183х + 28,725 0,33 0,58 у = -0,1542х2 + 4,5559х + 16,045 0,12 0,34 у = 0,7979х + 25,374 0,62 0,79
K2O у = 0,0343х + 11,41 0,37 0,61 у = 0,8816х + 3,1921 0,16 0,40 у = -0,0007х2 + 0,0095х + 14,01 0,04 0,21

Зависимость урожайности рапса от содержания органического вещества имеет характер кривой с насыщением и описывается функцией вида

word image 2349 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

где Y – урожай (ц/га), X – содержание органического вещества (мг/100 г), L, k,X0и a – коэффициенты.

После подбора коэффициентов методом наименьших квадратов коэффициент детерминации составил R2=0,965, значимость регрессии p<0,001 (рис. 20).

word image 2350 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 20 – Прогноз урожайности рапса от содержания органического вещества

Гречиха в отличие от рапса и пшеницы слабее реагирует на содержание органического вещества в агросерой почве. Сильную связь урожайности гречихи, имеющую экспоненциальный характер, установили с подвижным фосфором (R=0,87). Известно (Шеуджен А.Х. и др., 2006), что гречиха требовательна к фосфору и от степени обеспеченности этим элементом во второй половине вегетации зависит ее урожайность (рис. 21).

word image 2351 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 21 – Связь урожайности гречихи с содержанием подвижного фосфора в агросерой почве

Как известно, не все удобрения являются экологически безопасными, а некоторые даже сами являются источниками поступления тяжелых металлов в почву, т.к. содержат их в качестве примесей. В то же время, важной функцией удобрений и химических мелиорантов является обеспечение с их помощью такого уровня минерального питания растений, агрохимических, физико-химических и биологических свойств корнеобитаемого слоя почвы, которые дают возможность эффективно противостоять токсическому воздействию на посевы загрязняющих веществ, таких как ТМ (Минеев В.Г., 1988). При оценке экологического состояния почв и нормировании содержания в них микроэлементов рекомендуется использовать в качестве дополнительного критерия подвижность металлов. Существуют нормативы содержания некоторых химических элементов (Pb, Cu, Zn, Cd, Co, Ni, Cr, Mn) для кислотных почвенных вытяжек (Чулджиян Х. и др., 1988).

Анализируя данные, представленные в таблице 81 можно отметить, что вермикомпост, внесенный в агрочернозём, оказал наибольшее влияние на содержание хрома: произошло его снижение на 22-30 %.

Таблица 81 – Влияние вермикомпоста на содержание подвижных форм микроэлементов в агрочерноземе, мг/кг

Биофильные элементы, мг/кг
Вариант опыта Cu Mn Zn Co
M±m M±m M±m M±m
N60P30 (фон) – контроль 17,79±0,46 5,44±0,40 45,94±1,27 8,99±0,42
Фон + ВК 5 т/га 15,44±0,70 5,80±0,53 47,88±1,14 7,73±0,20
Фон + ВК 10 т/га 13,95±1,10 5,02±0,15 47,01±1,38 6,72±0,61
ПДК*, мг/кг 50 600 60 12
Тяжелые металлы, мг/кг
Вариант опыта As Cd Cr Hg Ni Pb
M±m M±m M±m M±m M±m M±m
N60P30 (фон) – контроль 4,65±0,10 0,07±0,03 18,14±1,44 0,002±0 28,51±0,60 10,78±0,19
Фон + ВК 5 т/га 4,43±0,05 0,10±0,003 14,18±0,61 0,002±0 25,09±0,78 10,67±0,30
Фон + ВК 10 т/га 4,59±0,06 0,10±0,02 12,61±1,28 0,002±0 22,14±1,45 10,57±0,19
ПДК, мг/кг 15 1,0 15 0,1 36 60

Примечание: ПДК* – предельно допустимое содержание подвижной формы тяжелых металлов в почве в вытяжке 1n HCl (Чулджиян Х. и др., 1988)

Количество подвижной формы меди снизилось на 13-22 %. При этом её концентрация в почве была оптимальной для обеспечения потребностей культур (>5 мг/кг). Медь, наряду с цинком, отвечает за процессы репродукции: её дефицит приводит к уменьшению образования зёрен (Ильин В.Б., Сысо А.И., 2001). Наблюдалась тенденция к повышению цинка, содержание кобальта увеличилось на 14-25 %, а марганца – существенно не изменилось. Высокая гумусированность почв Средней Сибири, близкая к нейтральной и нейтральная реакция почвенного раствора уменьшает в них подвижность марганца. В региональных почвах содержание подвижного марганца в слое 0–20 см колеблется от 4,2 до 19,4 мг/кг или 2–3 % от валового содержания, что относится к уровню низкой обеспеченности. Для оптимизации питания растений марганцем и повышения качества растительной продукции на почвах с дефицитом элемента необходимо внесение марганцевых и органических удобрений (Побилат А.Е., Волошин Е.И., 2017). Помимо снижения хрома, отмечены и другие благоприятные эффекты вермикомпоста на присутствие в почве опасных микроэлементов: количество мышьяка снизилось на 2-5 %, никеля – 12-22 %, количество свинца имело тенденцию к снижению, кадмия – к незначительному повышению. Вермикомпост не изменил содержания ртути в агрочерноземе, во всех вариантах её количество оставалось минимальным. Все рассмотренные микроэлементы находились в пределах ПДК. «Под ПДК для почвы следует понимать такую концентрацию химического элемента – загрязнителя, которая при длительном воздействии на почву не вызывает каких-либо патологических изменений в почвенной биоте и в свойствах ее абиотической части, особенно в почвенном поглощающем комплексе (Минеев В.Г., 1988).

Изучив влияние различных вермикомпостов на содержание биофильных элементов в агросерой почве, отмечено, что под действием внесенных вермикомпостов снижается содержание меди на 10-14 % при внесении ВКк, на 5-9 % при внесении ВКгл и на 10 % при внесении ВКо (табл. 82).

Таблица 82 – Влияние вермикомпостов на содержание подвижных форм биофильных микроэлементов в агросерой почве, мг/кг

Вариант опыта Cu Mn Zn Co
M±m M±m M±m M±m
Контроль (б/у) 15,99±0,25 4,57±0,17 47,45±1,50 9,54±0,20
ВКк3 14,47±0,30 5,09±0,08 49,11±0,74 9,03±0,13
ВКк6 13,81±0,55 4,61±0,14 51,13±0,93 8,71±0,25
ВКгл3 15,24±0,44 4,33±0,21 47,76±1,14 8,93±0,08
ВКгл6 14,57±0,66 4,44±0,21 49,21±1,34 8,64±0,08
ВКо3 14,49±0,41 4,48±0,15 48,09±0,58 8,97±0,17
ВКо6 14,35±0,36 4,34±0,09 49,68±1,28 8,87±0,12
ПДК, мг/кг 50 600 60 12

Количество марганца остается на уровне контроля, исключение составил вариант с применением ВКк3, где содержание этого элемента возрастает на 11 %. При внесении всех видов ВК отмечаются тенденции повышения цинка и понижения на 5,4-9,4 % кобальта на всех вариантах опыта по сравнению с контрольным.

Результаты исследований показывают, что вносимые в агросерую почву вермикомпосты не оказывают влияния на количество ртути (табл. 83), но способствуют снижению содержания на 3-15 % свинца, на 7-20 % хрома.

Таблица 83 – Влияние вермикомпостов на содержание подвижных форм тяжелых металлов в агросерой почве, мг/кг

Вариант As Cd Cr Hg Ni Pb
M±m M±m M±m M±m M±m M±m
Контроль (б/у) 4,53±0,10 0,10±0,01 19,04±0,95 0,02±0,001 25,74±0,87 11,14±0,30
ВКк3 4,77±0,07 0,13±0,01 17,75±0,49 0,02±0,001 26,21±0,38 10,08±0,11
ВКк6 4,50±0,09 0,14±0,01 16,28±0,95 0,02±0,004 24,50±0,63 9,48±0,10
ВКгл3 4,53±0,07 0,13±0,01 16,79±1,11 0,02±0,001 24,26±0,63 10,80±0,13
ВКгл6 4,64±0,10 0,14±0,01 16,12±0,56 0,02±0,001 24,31±0,73 9,80±0,10
ВКо3 4,58±0,04 0,12±0,01 15,83±0,52 0,02±0,001 24,60±0,35 10,44±0,13
ВКо6 4,21±0,10 0,16±0,01 15,16±0,18 0,02±0,001 23,14±0,18 10,08±0,10
ПДК, мг/кг 15 1,0 15 0,1 36 60

Количество никеля под влиянием ВК также снижается на 4-10 %, исключение составил вариант № 2, где его содержание было на уровне контроля.

Не изменяется содержание мышьяка при внесении вермикомпостов в агросерую почву, но увеличивается на 30-40 % содержание кадмия при внесении разных доз ВКк и ВКгл и на 20-60 % при внесении ВКо по сравнению с контролем, но в целом эти значения не превышают ПДК.

Полученные результаты согласуются с данными других авторов (Волошин Е.И., 2003), утверждающих, что со средствами химизации в почвы земледельческой части края поступает незначительное количество ТМ, которые не ухудшают экологическую ситуацию в регионе.

Мониторинг содержания металлов в вариантах вегетационно-полевого опыта проводился ежегодно, в течение всего периода исследований сохранялась тенденция к снижению содержания тяжелых металлов в почве. Итоговые данные после трехлетнего внесения возрастающих доз вермикомпоста представлены в таблице 84.

Под действием внесенных вермикомпостов снижается содержание меди на 3-7 % в вариантах с ВК на основе птичьего помёта и отходов деревообработки, а в варианте с ВК на основе отходов чая и кофе, наоборот, содержание меди незначительно повышается на 0,4-1,8 % в сравнении с контролем. Это объяснимо составом исходного сырья: чайная пыль содержит медь около 12 мг/кг, кофейный жмых – 35 мг/кг. Количество свинца сохраняется на уровне контроля. В удобренных вариантах отмечаются тенденции снижения содержания хрома и никеля, и повышения – цинка, на 9-45 % возрастает содержание кадмия по сравнению с контролем, но в целом эти значения не превышают ПДК.

Таблица 84 – Влияние вермикомпостов на содержание подвижных форм некоторых микроэлементов в агросерой почве, мг/кг

Вариант опыта Cu Cd Cr Zn Ni Pb
M±m M±m M±m M±m M±m M±m
Контроль (б/у) 16,60±0,16 0,09±0,004 15,10±0,56 51,68±0,57 27,52±0,37 11,93±0,14
ВКк3 16,03±0,22 0,10±0,003 14,73±0,29 52,17±0,53 27,09±0,42 12,04±0,12
ВКк6 15,69±0,12 0,11±0,002 13,15±0,53 52,41±0,59 26,41±0,46 11,73±0,16
ВКгл3 16,03±0,11 0,10±0,003 13,78±0,33 52,49±0,59 27,00±0,34 12,06±0,10
ВКгл6 15,84±0,23 0,12±0,003 13,32±0,68 52,90±0,33 26,43±0,49 11,94±0,15
ВКо3 16,06±0,17 0,11±0,004 12,51±0,69 52,35±0,60 26,63±0,24 11,59±0,26
ВКо6 15,37±0,07 0,13±0,003 12,13±0,51 53,03±0,40 26,24±0,51 11,71±0,19
ВКчк3 16,90±0,16 0,10±0,003 14,56±0,19 51,22±0,26 26,52±0,13 11,93±0,15
ВКчк6 16,67±0,26 0,13±0,014 15,12±0,36 53,21±1,11 26,44±0,21 12,51±0,22
ПДК, мг/кг 50 1,0 15 60 36 60

Известно, что в сибирских условиях растения испытывают повышенную потребность в микроэлементах, связанную с их положительным влиянием на устойчивость растительных организмов к неблагоприятным факторам среды: низким температурам, сильной засухе и т.д. (Захарул и др., 1999).

Таким образом, внесение вермикомпостов разных видов и доз в как в агрозернозем, так и в агросерую почву не изменяет в них количества ртути и марганца, но способствует снижению содержания никеля, свинца, хрома, меди и повышению кадмия до значений, не превышающих ПДК. В отношении кобальта и мышьяка влияние вермикомпоста отличалось на разных почвах: в агрочернозёме количество мышьяка снижалось, в агросерой почве сохранялось на уровне контроля, содержание кобальта в агрочерноземе полевого опыта повышалось, в агросерой – снижалось. Отличия могут быть связаны не только со свойствами почв, но и с вариантами опытов. Если в полевом опыте вермикомпост вносился на фоне минеральных удобрений, то в вегетационно-полевых опытах система удобрений применялась исключительно органическая с ежегодным внесением вермикомпостов. Полученные результаты свидетельствует об экологической безопасности вермикомпостов и возможности их широкого применения в сельском хозяйстве.

Выводы

1) При внесении вермикомпостов в почвы отмечалось достоверное повышение содержания гумуса и его подвижных форм, подвижного фосфора и обменного калия, зависящее от доз внесения. На показатели эффективного плодородия агросерой почвы максимальное влияние оказал вермикомпост, подготовленный на основе отходов чая и кофе. Дискриминантный анализ показал, что значимые отличия (p<0,001) наблюдаются между вариантом вермикомпост, подготовленный на основе отходов чая и кофе, с одной стороны, и остальными вариантами опыта – с другой стороны. Значимыми агрохимическими показателями для разделения вариантов являются Сорг, подвижный фосфор и обменный калий. Оптимальной дозой внесения вермикомпостов в агросерую почву является 6 т/га.

2) На агрочерноземе оптимальной дозой внесения вермикомпоста под яровую пшеницу является 5 т/га, а на агросерой почве под яровую пшеницу, рапс и гречиху – 6 т/га вермикомпоста, приготовленного на основе птичьего помета и отходов деревообработки, и 3 т/га – на основе отходов чая и кофе. Разные дозы внесения этих удобрений обусловлены типом почвы и химическим составом отходов производств, используемых для их подготовки;

3) Используемые в работе вермикомпосты не загрязняют преобладающие почвы Красноярской лесостепи и даже способствуют снижению количества в них никеля, хрома, меди, повышению кадмия (в агрочерноземе – незначительно).

6.2 Влияние доз вермикомпоста на гумусное состояние почвы

Перспективы успешного развития земледелия в крае зависят от воспроизводства оптимального уровня плодородия почв, определяемого, главным образом, содержанием в них органического вещества. Вопросы регулирования и воспроизводства органической части почв наиболее актуальны и являются составной частью системы управления плодородием (Шиндорикова О.В., Ульянова О.А., 2013). Гумусовое состояние – основной показатель плодородия почв. Оценка его изменения позволяет диагностировать направленность трансформации органического вещества и регулировать его состояние в почве. Это позволит в дальнейшем разрабатывать оценочные шкалы обеспеченности почв не только общим содержанием органического углерода, но и его подвижных форм, определяющих эффективное плодородие почв (Семенов В.М., Когут Б.М., 2015). Вследствие недостаточного количества органических удобрений нормы внесения их в почвы региона в настоящий период очень низкие (0,65 т/га), и они не обеспечивают сохранения плодородия почв. В связи с этим целесообразно использовать в качестве удобрительных ресурсов все имеющиеся местные отходы сельского хозяйства, в частности, птичий помет и продукты его переработки (Шиндорикова О.В., Ульянова О.А., 2013). В данной работе в качестве удобрительного ресурса использовали вермикомпост. Однако исследований его влияния на гумусовое состояние аллювиальной темногумусовой почвы ранее не проводилось. Поэтому цель исследований состояла в оценке действия вермикомпоста на содержание гумуса и его подвижных форм в почве.

Исследование проводили на аллювиальной темногумусовой маломощной карбонатсодержащей почве в Березовском районе в окрестности с. Есаулово в условиях Красноярской лесостепи. Почва формируется на высокой пойменной террасе реки Енисей на аллювиальных отложениях, представленных чередующимися слоями среднего и легкого опесчаненного суглинка. Она характеризуется средним содержанием гумуса в верхнем горизонте (5,8 %). В подгумусовом его содержание резко падает, но на глубине 80 см ещё сохраняется до 1%. Реакция среды среднещелочная (8,4) в гумусовом горизонте и сильнощелочная в подгумусовом, что обусловлено содержанием морфологически невыраженных карбонатов.

Действие вермикомпоста испытывали в мелкоделяночном опыте по следующей схеме:

1. Контроль (без удобрений);

2. Вермикомпост, 3 т/га;

3. Вермикомпост, 5 т/га.

Пахотный слой аллювиальной темногумусовой почвы характеризовался очень низкой обеспеченностью аммонийным азотом (2,9 мг/кг) и низкой – обменным калием (41,2 мг/кг), средним уровнем – нитратной формы азота (17,6 мг/кг) и повышенной обеспеченностью подвижным фосфором (39 мг/кг).

Вермикомпост (ВК) – концентрированное органическое удобрение, являющейся продуктом переработки органических отходов сельского хозяйства дождевыми червями и представляет собой однородную рассыпчатую зернистую массу без запаха, с хорошей водоудерживающейся способностью, по физическим свойствам, превосходящий традиционные органические удобрения. Для его получения использовали крупнотоннажные отходы деревообрабатывающей промышленности (опилки) и сельского хозяйства (птичий помет). Оба компонента смешивали в соотношении 1:1 и предварительно компостировали в течение 3-х недель. В качестве наполнителя использовали 25 % почвы, перемешивали и заселяли червями, предварительно проверив эту смесь на токсичность. Вермикомпостирование проводили в течение 3-х месяцев. Полученный вермикомпост содержал 20,3 % органического вещества (ГОСТ 27980-88); 1,3 % общего азота (ГОСТ 26715-85) 2,9 % общего фосфора (ГОСТ 26717-85); 0,98 % калия (ГОСТ 26718-85); 330 мг/кг аммонийного азота (ГОСТ 26716-85); 902 мг/кг нитратного азота; 20300 мг/кг подвижного фосфора; 2950 мг/кг обменного калия (Справочник по анализу органических удобрений, 2000); имел pH= 7,1 (ГОСТ 27979-88).

Вермикомпост вносили в аллювиальную темногумусовую почву вручную весной перед посадкой свеклы. Учетная площадь делянки составила 10 м2. Размещение делянок последовательное. Опыт провели в 4-х кратной повторности. В качестве тестовой культуры для оценки эффективности действия вермикомпоста использовали свеклу столовую.

До посадки и после уборки свеклы отбирали почвенные образцы, в которых определяли общее содержание углерода гумуса (Сгумуса) по методу Тюрина (Аринушкина Е.В., 1970) и углерод подвижного органического вещества (Сподв) по методике Тюрина И.В. в модификации В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой (Пономарева В.В., Плотникова Т.А., 2014). Полученные экспериментальные данные были обработаны статистически методами дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов с использованием программы Microsoft Office Excel.

Результаты проведенных исследований показали, что в весенний период содержание общего органического углерода стабильно (Сv = 7 %) и составило 3420 мг/100 г (табл. 85). Осенние измерения обнаружили снижение общего углерода на контроле на 12 %, что связанно с низким количеством пожнивных остатков, остающихся в почве после уборки свеклы. Снижение содержание органического углерода на вариантах с внесением вермикомпоста составляет 3 и 2 % на вариантах 3 т/га и 5 т/га соответственно.

Таблица 85 – Влияние вермикомпоста на содержание гумуса и его подвижных форм

Вариант Сгумуса СН2О CNaOH Сподв Сстаб
мг/100г
Контроль 3420±97,9 28,2±6,4 528,3±53,2 556,5 2803,5
3012±345,2 34,8±1,6 414,2±24,9 449,0 2597,8
ВК 3т/га 3444±63,1 43,8±22,8 556,0±13,9 599,8 2844,2
3348±256,5 37,7±12,7 466,0±19,7 503,7 2844,3
ВК 5т/га 3456±208,3 40,9±28,9 556,1±41,9 596,9 2859,1
3384±126,2 50,7±4,6 425,7±33,2 476,4 2907,6

Примечание здесь и далее: над чертой весенние значения, под чертой осенние

Подвижный гумус, выполняя важные почвенно-экологические функции, постоянно обновляется и реагирует на любые воздействия в т.ч. агрогенные, например внесение удобрений. Подвижный гумус включает углерод водорастворимого органического вещества и углерод, экстрагируемый 0,1 н NaOH. Как видно из таблицы 85, преобладающими компонентами подвижного гумуса являются гумусовые вещества, растворимые в 0,1 н NaOH. В течение вегетационного сезона наблюдается обычно увеличение к осени углерода органических соединений, перешедших в щелочную вытяжку. Вещества, осаждаемые в щелочном гидролизате кислотой, рассматриваются как молодые гуминовые кислоты. Они содержат большое количество фенольных гидроксилов, амино- и амидогрупп, обогащены водородом и азотом, имеют упрощенное строение молекулы. Особенности количественного и качественного состава минерализуемого пула отражают соотношение процессов поступления и разложения растительных остатков, новообразования гумусовых веществ и активности микробиоты. Образование разных компонентов минерализуемого пула органического вещества в черноземах определяет условия их функционирования, продуктивность и устойчивость к агрогенным воздействиям.

Как видно из таблицы 86 в почве преобладают соединения, составляющие фонд стабильного гумуса. Отмечается возрастание содержания стабильного органического вещества под действием возрастающих доз вермикомпоста по отношению к контролю. В составе подвижного органического вещества доминируют гумусовые кислоты, извлекаемые щелочным гидролизатом. Максимальное содержание щелочерастворимых гумусовых веществ отмечено при внесении 3 т/га ВК. В структуре гумуса содержание водорастворимых соединений весной варьировало от 28 до 44 мг/100 г в зависимости от варианта опыта и этот показатель возрастал к осени до 35-51 мг/100 г. Содержание подвижного органического вещества почв используется в качестве критерия для оценки эффективного плодородия почв. Известно, что оптимальные показатели плодородия обеспечиваются при содержании подвижного гумуса от 200 до 500 мг/100 г почвы. Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют, что применение вермикомпоста во всех исследуемых дозах сохраняет эффективное плодородие аллювиальной темногумусовой почвы в рамках оптимальных значений.

В составе гумуса доля водорастворимых соединений весной низкая и составила около 1 % по всем вариантам опыта, к осени содержание этой подвижной фракции имеет незначительную тенденцию к возрастанию (табл. 86).

Таблица 86 – Доля подвижных и стабильных соединений в составе гумуса

Вариант % СН2О от

С гумуса

% CNaOH от

С гумуса

% С подв. от

С гумуса

% С стаб. от

С гумуса

Контроль 1,03 15,7 16,72 83,28
1,75 13,52 15,37 84,73
ВК 3т/га 1,06 16,18 17,24 82,76
1,45 13,88 15,33 84,67
ВК 5т/га 1,13 16,10 17,23 82,77
1,21 12,62 13,83 86,17

В составе подвижной части гумуса преобладает фракция извлекаемая 0,1 н щелочью. Весной её доля от общего углерода составляет 15-16 %, а к осени она снижается до 13-14 %. Преобладающей фракцией в составе гумуса остается стабильное органическое вещество, которое весной в почве составляет порядка 83 % и увеличивается по вариантам опыта к осени до 84-86 % от Сгумуса. Следует отметить, что в большей степени этот показатель увеличился под действием вермикомпоста, внесенного в почву в количестве 5 т/га.

Содержание легкоминерализуемых форм органического вещества в начале вегетации (до внесения вермикомпоста) по вариантам однородно (табл. 87). Вероятность случайных различий выборочных средних составляет 85 и 68%. В конце вегетации содержание щелочегидролизуемого углерода по всем вариантам снижается, и если между вариантами различия средних недостоверны (всего лишь 62 %), то внутри вариантов с вермикомпостом снижение достоверно на уровне значимости 99 и 95 % (варианты ВК 3 и ВК 5 соответственно).

Таблица 87 – Результаты факторного дисперсионного анализа при сравнении содержания легкоминерализуемых форм органического вещества

Вариант С, % F P-Значение F критическое Показатель силы влияния, %
CNaOH по вариантам до внесения вермикомпоста
Контроль 0,528
ВК 3т/га 0,556 0,161 0,854 4,256 3,4
ВК 5 т/га 0,556
CNaOH по вариантам после уборки
Контроль 0,414
ВК 3т/га 0,466 1,052 0,388 4,256 19
ВК 5 т/га 0,426
CNaOH в контрольном варианте
весна 0,528 3,767 0,100 5,987 38,6
осень 0,414
CNaOH в варианте ВК 3 т/га
весна 0,556 13,905 0,010 5,987 69,8
осень 0,466
CNaOH в варианте ВК 5 т/га
весна 0,556 5,932 0,051 5,987 49,7
осень 0,426
CН2О по вариантам до внесения вермикомпоста
Контроль 0,0346
ВК 3 т/га 0,0366 0,396 0,684 4,256 8,1
ВК 5 т/га 0,0390
CН2О по вариантам после уборки
Контроль 0,0537
ВК 3т/га 0,0487 3,553 0,073 4,256 44,1
ВК 5 т/га 0,0407
Парное сравнение CН2О по вариантам после уборки
контроль 0,0537 1,317 0,295 5,987 18
ВК 3 т/га 0,0487
Парное сравнение CН2О по вариантам после уборки
контроль 0,0537 7,450 0,034 5,987 55,4
ВК 5 т/га 0,0407
CН2О в контрольном варианте
весна 0,0346 22,739 0,003 5,987 79,1
осень 0,0537
CН2О в варианте ВК 3т /га
весна 0,0366 4,449 0,079 5,987 42,6
осень 0,0487
CН2О в варианте ВК 5 т/га
весна 0,0390 0,117 0,744 5,987 1,9
осень 0,0407

Результаты сравнения содержания водорастворимых форм органического вещества демонстрируют снижение интенсивности минерализационных процессов на фоне вермикомпостирования. Если до внесения композиций показатели водорастворимого углерода по всем вариантам практически не различаются, то в конце вегетации обнаруживаются достоверные различия между контролем и вариантом с вермикомпостом 5 т/га (уровень значимости различий 97%). На контроле происходит существенное увеличение содержания водорастворимого углерода (его доля от общего увеличивается с 1 % до 2%), на вариантах с внесением компостов различия в содержании Сн2о в начале и в конце вегетации недостоверны.

Выводы

  1. Внесение вермикомпоста в целом стабилизирует гумусное состояние алювиальной темногумусовой почвы. Доля устойчивого углерода гумуса более всего увеличивается при максимальной дозе вермикомпоста – 5 т/га.
  2. Результатами исследований установлено, что внесение в почву вермикомпоста способствует формированию устойчивых структур и усилению процесса гумификации, обеспечивая стабильное состояние гумуса.

7 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ НА ПОСЕВАХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

Одним из важнейших факторов увеличения производства сельскохозяйственной продукции и улучшения её качества является защита растений от вредителей, болезней и сорных растений, которые до настоящего времени вызывают огромные потери не только в России, но и в других странах мира.

Снизить недобор урожая сельскохозяйственных культур от вредных организмов можно путем применения комплекса мероприятий по защите растений. Снижение потерь урожая может быть достигнуто комплексом мероприятий, включающих химические, агротехнические, биологические и физико-механические методы. Надо отметить, что до настоящего времени ведущим является химический метод защиты растений. Он отличается большой эффективностью, универсальностью, высокой производительностью при относительно невысоких затратах.

Современной защите растений отведена главная роль в повышении производства продукции растениеводства. В Российской Федерации из 194,6 млн. гектаров сельскохозяйственных угодий, 145,6 млн. неблагополучны по фитосанитарным показателям. Недобор урожая на зерновых культурах достигает (по годам) 18-35%. Ежегодные потенциальные потери урожая только от вредителей оцениваются в 91 млрд. руб.

При этом зерновые культуры и яровая пшеница в частности, а также рапс, кукуруза рассматриваются как культуры, на которых возможна максимальная реализация потенциала защиты растений.

Особое значение защита приобретает при внедрении энергосберегающих технологий и адаптивно-зональных систем земледелия. В этой связи разработка специальных агротехнологий должна осуществляться с учётом комплексного воздействия всех природных и антропогенных факторов, так как благодаря взаимодействию этих факторов и формируется биологическое разнообразие на внутривидовом и межвидовом уровнях.

7.1 Эффективность гербицидов в агроценозе кукурузы

Кукуруза – одна из важнейших сельскохозяйственных культур в мире. Ее уникальность состоит в высокой потенциальной урожайности и широкой универсальности использования. Для получения высокого урожая кукурузы необходимо проводить мероприятия по защите культуры от сорной растительности в начальные фазы развития, включая обработку посевов гербицидами. Научных исследований по оценке эффективности гербицидов в агроценозах кукурузы недостаточно. В Красноярском крае ежегодно увеличиваются площади возделывания кукурузы, при этом в условиях Сибири преимущественно сеют раннеспелые гибриды, имеющие слабое проектное покрытие и позднее смыкание рядков, а также в связи с малым разрывом во времени между сходом снега и началом полевых работ, не позволяющим активно бороться с сорняками агротехническими способами, изучение действия гербицидной защиты кукурузных растений в условиях Красноярской лесостепи актуально. Совершенствованию мер и способов для ликвидации сорняков в современных технологиях возделывания различных сельскохозяйственных растений с учетом почвенно-климатических условий конкретных растениеводческих зон, ориентируясь на существующий ассортимент гербицидов является основной задачей сельскохозяйственных товаропроизводителей (Багринцева, 2009).

Изучение эффективности инновационных гербицидов производства АО «Байер» на посевах кукурузы были проведены в 2019 году на опытном поле учебного хозяйства «Миндерлинское».

В эксперименте использовали гибрид кукурузы F1 Катерина СВ – гибрид универсального использования. Гибрид относится к раннеспелым сортам (ФАО 170), холодостойкий, с хорошим начальным развитием. Характеризуется благоприятным соотношением зерновой и вегетативной части. Период от всходов до цветения початка 50-52 дня, отличается устойчивостью к прикорневому полеганию и пузырчатой головне, среднеустойчив к стеблевым гнилям. Налив зерна и влагоотдача протекают быстро. Рекомендуемая густота стояния растений на 1 га на богаре 65-75 тыс., при орошении до 90-95тыс. Отзывчив на внесение под вспашку минеральных удобрений.

Высота растения 220-235 см, прикрепления початка 75-80 см. Листья светло-зелёной окраски. Стержень початка белый и красный. Количество рядов зёрен 12-14. Зерно откремнисто-зубовидного до полукремнистого, благодаря чему возможно его использование для приготовления крупы. Окраска зерна от желтой до желтооранжевой. Початок слабо конической формы.

Внесен в Государственный реестр селекционных достижений с 1999 г. по Центральному, Центрально-Черноземному, Уральскому, Волго-Вятскому, Западно-Сибирскому и Восточно-Сибирскому регионам Российской Федерации. Лидирует в стране по площади возделывания на силос.

Изучали эффективность инновационных гербицидов производства компании АО «Байер»: Аденго, МайсТер Пауэр и МайсТер КомбиПак.

Аденго – гербицид системного действия для контроля злаковых и двудольных сорняков, включая трудноискоренимые, с возможностью применения до и после всходов кукурузы. Препарат нового поколения, предотвращает появление второй волны сорняков, селективен к культуре. Эффективен против более 115 видов сорняков, что дает широкие возможности контроля засоренности для всех зон выращивания. Препаративная форма – концентрат суспензии, содержащий 225 г/л изоксафлютола, 90 г/л тиенкарбазон-метила и 150 г/л ципросульфамида (антидот). Применяют однократное опрыскивание посевов до всходов или в фазе 2-3 листьев культуры и ранние фазы роста сорняков. Как правило, одна обработка обеспечивает полный контроль чувствительных сорняков в течение всего вегетационного периода в зависимости от погодных условий (отсутствие засухи), связывающей способности почвы, спектра и видов сорняков, выбранной нормы расхода гербицида и фазы развития обрабатываемой культуры.

МайсТер Пауэр – универсальный послевсходовый гербицид для контроля полного спектра сорных растений в посевах кукурузы. Включает 4 действующих вещества: форамсульфурон 31,5 г/л + йодосульфурон-метил-натрий 1г/л + тиенкарбазон-метил 10 г/л + ципросульфамид 15 г/га, антидот. Благодаря поликомпонентному составу, при обработке посевов данным гербицидом не нужны баковые смеси с дополнительными гербицидами, а также не нужны прилипатели. МайсТер Пауэр благодаря эффекту почвенного «экрана» в течение 2 недель не допускает прорастание новых сорняков, таким образом контролирует 2 волну сорной растительности.

Новая, инновационная препаративная форма – масляная дисперсия. Благодаря антидоту нового поколения мягко действует на кукурузу. МайсТер Пауэр воздействет на фермент ацетолактатсинтазу, участвующий в цепи биосинтеза аминокислот, нарушает процессы синтеза белков, что вызывает прекращение деления клеток в меристемных тканях сорных растений. Действие контактное и остаточное почвенное. Проникновение через семенные оболочки, корни, проростки и листья. Перемещение в растении: системное. Ципросульфамид – новых специфичный для кукурузы антидот, стимулирует ускорение метаболизма компонентов гербицида в тканях культурного растения, обеспечивает высокую селективность к культуре и низкий риск фитотоксичности. В тканях сорных растений антидот не активен.

МайсТер КомбиПак – универсальный послевсходовый гербицид для контроля однолетних и многолетних однодольных и двудольных сорных растений в посевах кукурузы с использованием инновационной технологии встроенного антидота. Водно-диспергируемые гранулы, содержащие 300 г/кг форамсульфурона + 10 г/кг йодосульфурон-метил-натрия + 300 г/кг изоксадифенэтила (антидот). Каждая упаковка МайсТер КомбиПак включает гербицид МайсТер + прилипатель БиоПауэр.

МайсТер – гербицид системного действия. Перемещаясь по всему сорному растению с восходящим и нисходящим током питательных веществ, МайсТер поражает биохимическую мишень – фермент ацетолактатсинтетазу (ALS), участвующий в цепи биосинтеза аминокислот, нарушает процессы синтеза белков, что вызывает прекращение деления клеток в меристемных тканях. МайсТер обеспечивает контроль широко спектра сорняков за счет компонентов: форамсульфурон – контроль злаковых и некоторых широколистных сорняков (самый сильный злакоцид из всех сульфонилмочевин), йодосульфурон – расширяет спектр по двудольным сорнякам. Благодаря содержанию антидота (изоксадифенэтила) обеспечивается высокая селективность к обрабатываемой культуре: мягкое действие на культуру даже в чувствительные фазы.

БиоПауэр – анионное поверхностно-активное вещество, облегчающее смачивание надземных частей сорняков и усиливающее прилипание рабочего раствора препарата, что способствует ускоренному проникновению действующих веществ МайсТера в сорные растения. Благодаря свойствам адьюванта, скорость действия на сорняки в сравнении с другими гербицидами той же группы может быть выше на несколько дней.

Перекрестное действие гербицида позволяет работать без использования баковых смесей. Период защитного действия – оказывает гербицидное действие на все чувствительные сорняки, взошедшие к моменту опрыскивания.

В эксперименте использовали полевой и лабораторный методы исследований. Посев кукурузы проводили в соответствии Методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971).

В эксперименте использовался следующий регламент препаратов (табл. 88).

Таблица 88 – Схема опыта

Вариант Препарат Норма расхода

(кг (л)/га)

Вредный объект
0 Контроль без обработки
1 Аденго C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040282.JPG 0,5

Расход рабочей жидкости 200 л/га

Однолетние злаковые и двудольные сорняки
2 МайсТер Пауэр C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040289.JPG 1,5

Расход рабочей жидкости 250 л/га

Однолетние и многолетние двудольные и злаковые сорняки
3 МайсТер КомбиПак C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040285.JPG 0,150

Адъюванта БиоПауэр, ВРК 276,5 г/л

Расход рабочей жидкости 200 л/га

Однолетние и многолетние двудольные и злаковые сорняки

Для проведения испытаний препаратов АО «Байер» на посевах кукурузы был выбран участок с сильной и средней степенью засоренности. Предшественник: чистый пар.

Агротехника опыта соответствовала рекомендации зональной системе земледелия (Система земледелия Красноярского края…, 2015). Обработка почвы включала зяблевую обработку культиватором-плоскорезом на глубину 18 см, предпосевную культивацию на глубину 6-8 см. Перед посевом культуры были врезаны удобрения в дозе в дозе N30 (аммиачная селитра).

Посев сеялкой СВУ – 8У на глубину 6 см был проведен 27 мая 2018 г., норма высева – 25 кг/га.

Семена кукурузы соответствовали ГОСТ Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия»: сортовая чистота – 100 %, чистота семян 100 %, всхожесть – 98%.

Опыт заложен в трехкратной повторности, размещение делянок систематическое. Общая площадь опытной делянки составила 10 000 м2.

Лабораторный анализ почвенных образцов проводили в соответствии со следующими ГОСТами:

ГОСТ 28168-89 Почвы. Отбор проб
ГОСТ 26204-91 Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО
ГОСТ 26212-91 Почвы. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО
ГОСТ 26489-85 Почвы. Определение обменного аммония по методу ЦИНАО
ГОСТ 26213-91 Почвы. Методы определения органического вещества
ГОСТ 26484-85 Почвы. Метод определения обменной кислотности
ГОСТ 26487-85 Почвы. Определение обменного кальция и обменного (подвижного) магния методами ЦИНАО
ГОСТ 26488-85 Почвы. Определение нитратов по методу ЦИНАО

Учеты засоренности проведены в соответствии с Методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971) и Методическим руководством по изучению гербицидов, применяемым в растениеводстве (2009): перед обработкой (исходная засоренность) и через 14 суток после обработки. Учтено количество сорняков и масса сорняков отдельно по видам.

Способ применения гербицидов – наземное опрыскивание. Опрыскиватель – Заря ОН -8-18.

Биометрические исследования проводили по общепринятой методике (Моисейченко, 1988). Учет урожая зеленой массы кукурузы и початков – весовым способом. Математическую обработку полученных экспериментальных данных проводили с помощью компьютерных программ Microsoft Excel и SNEDECOR. Экономическую эффективность применения гербицидов рассчитывали на основании нормативных затрат в технологической карте.

Всходы кукурузы появились 07.06.2019 г. Обработка посевов гербицидом Аденго проведена 13.06.2019 г. в фазе развития культуры 2-3 листа, гербицидами Майстер КомбиПак и Майстер Пауэр – 19.06.2019 г. в фазе развития культуры 4-5 лист.

Погодные условия во время опрыскивания: температура воздуха +18о С, скорость ветра 6 м/сек.

В посевах кукурузы перед опрыскиванием посевов гербицидами был проведен учет исходной засоренности опытного поля методом наложения рамки 0,25*0,25 м. В целом видовой состав сорняков представлен 7 видами (табл. 89).

Таблица 89 – Исходная засоренность опыта

Виды сорняков
Русские названия Латинские названия Семейство Биологическая группа
Щирица жминдовидная Amaranthus blitoides Амарантовые Яровой однолетник
Щирица запрокинутая Amaranthus

retroflexus

Амарантовые Яровой однолетник
Подмаренник цепкий Galiuma parine Мареновые Зимующий однолетник
Конопля посевная Cánnabis satíva Коноплевые Яровой однолетник.
Пастушья сумка Capsélla búrsa Капустные Зимующий однолетник
Ежо́вник обыкнове́нный Echinóchloacrus-gálli Злаки Яровой однолетник
Просвирник маленький Malva pusilla Мальвовые Яровой однолетник

Распределение сорной растительности по опытному участку неоднородное, засоренность в отдельных рамках была в слабой степени (рис. 22), в отдельных рамках – в сильной степени (рис. 23).

C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040264.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040255.JPG
Рисунок 22 – Участки поля со слабой степенью засоренности Рисунок 23 – Участки поля с сильной степенью засоренности

Расчет средней исходной засоренности опытного поляна участках с сильной степенью засорённостью показал следующие результаты: на 1м2 насчитывалось 623 шт/м2 сорняков, их вес составил 14 г/м2. Видовая структура сорного компонента на участках с сильной засоренностью представлена на рис. 24.

word image 2352 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 24 – Видовая структура сорного компонента на участках с сильной засоренностью, шт/м2, %

Видовой состав исходной сегетальной растительности насчитывает 3 вида, относящихся к 2 семействам – Амарантовые и Коноплевые. Жизненная форма всех видов: щирица жминдовидная, щирица запрокинутая, конопля посевная – яровые однолетники. Доминирующее сорное растение – щирица жминдовидная (75,6 %).

Расчет средней исходной засоренности опытного поляна участках со слабой степенью засорённостью показал следующие результаты: на 1м2 опытного поля насчитывалось 58 шт/м2 сорняков, их вес составил 25 г/м2. Видовая структура сорного компонента на участках со слабой засоренностью представлена на рисунке 25.

word image 2353 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)
C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040251.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040249.JPG

Рисунок 25 – Видовая структура сорного компонента на участках со слабой засоренностью, шт/м2, %

Видовой состав исходной сегетальной растительности насчитывает 6 видов, относящихся к 6 семействам – Амарантовые, Коноплевые, Мареновые, Капустные, Злаковые и Мальвовые. Жизненная форма видов: щирица жминдовидная, конопля посевная, ежовник обыкновенный и просвирник маленький – яровые однолетники. Жизненная форма видов: подмаренник цепкий и пастушья сумка – зимующий однолетник. Доминирующее сорное растение – щирица жминдовидная (41,4 %).

Таким образом, в результате учета исходной засоренности посевов кукурузы определен видовой состав сегетальной растительности и степень засоренности.

В соответствии с регламентом применения гербицидов обработку посевов препаратом Аденго провели в фазе вегетации кукурузы 2-3 лист, препаратами МайсТер Пауэр и МайсТер КомбиПак – в фазе 5 лист. Участок применения Аденго был расположен на делянке с сильной степенью засоренности, а применения других гербицидов – на делянках со слабой степенью засоренности.

Все используемые в опыте действующие вещества препаратов обеспечивают не только уничтожение вегетирующих растений, но и проростков сорняков. Учет сорняков в соответствии с методикой провели через 14 дней после гербицидной обработки.

Учет засоренности на контрольном варианте на участке с сильной степенью засоренности показал следующие результаты: на 1м2 опытного поля насчитывалось 177 шт/м2 сорняков, их вес составил 401 г/м2. В структуре агроценоза через 14 дней после учета исходной засоренности на контрольном варианте появились другие виды сорной растительности, что связано с выпадением осадков. При этом сохранилась значительная доля в структуре засоренности посевов семейства Амарантовых (88,7%).

На рисунках 26 и 27 представлена видовая структура сорного компонента на контрольном варианте в агроценозе кукурузы через 14 дней после учета исходной засоренности.

Анализ биологической эффективности схемы защиты растений кукурузы от сорной растительности гербицидом Аденго показал его высокую результативность (табл. 90).

Таблица 90 – Биологическая эффективность гербицида Аденго

Варианты опыта Показатели
Количество сорняков, шт/м2 Изменение к контролю, % Вес сырой массы сорняков, г/м2 Изменение к контролю, %
Контроль 177 401
Аденго 8 -95,5 12,0 -97,0
word image 2354 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)
C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040403.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040451.JPG

Рисунок 26 – Состояние агроценоза кукурузы через 14 дней после обработки гербицидом (контрольный вариант на участке с сильной засоренностью)

word image 2355 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 27 – Видовая структура сорного компонента на контрольном варианте на участке с сильной степенью засоренности через 14 дней после учета исходной засоренности

Общая биологическая эффективность применения препарата Аденго на участке, засоренном однолетними двудольными сорняками в сильной степени, составила 95,5 %, а по массе сорняков – 97,0 %.

Гербицид Аденго системного действия обеспечил полный контроль чувствительных сорняков в течение всего вегетационного периода. Погодные условия на опытном участке способствовали накоплению влаги в почве после обработки гербицидом (выпали осадки), что позволило повысить гербицидную активность (рис. 28).

Преобладающие сорняки опытного участка – два вида щирицы. Подмаренник цепкий встречался единично. Учет сорняков после обработки гербицидами показал отсутствие сохранившихся жизнеспособных растений подмаренника в посевах.

Щирица жминдовидная показала устойчивость к гербициду Аденго. Биологическая эффективность применения препарата Аденго на участке по видам сорняков составила: щирица жмидновидная 95,5 %, щирица запрокинутая 100 %, подмаренник цепкий 100 %.

Дальнейшие погодные условия и обработка культиватором не сократили период защитного действия и предотвратили появление на обработанном участке сорняков до самой уборки (рис. 29).

C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040400.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040401.JPG
C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040407.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040405.JPG

Рисунок 28 – Эффективность применения препарата Аденго

C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040456.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040457.JPG

Рисунок 29 – Действие гербицида Аденго в фазе развития кукурузы 8 лист

Учет засоренности агроценоза через 14 дней после обработки гербицидами МайсТер КомбиПак и МайсТер Пауэр на делянках со слабой засоренностью на контрольном варианте показал следующие результаты: на 1м2 опытного поля насчитывалось 80 шт/м2 сорняков, их вес составил 358 г/м2. Сохранилась значительная доля в структуре засоренности посевов семейства Амарантовых (48% по количеству шт/м2 и 53,1 % по массе) (рис. 30).

Погодные условия на опытном участке способствовали накоплению влаги, при этом снизилась относительная доля в структуре агроценоза подмаренника цепкого и конопли посевной, а доля яровых однолетников увеличилась.

Анализ биологической эффективности схем защиты растений кукурузы от сорной растительности после обработки гербицидами МайсТер КомбиПак и МайсТер Пауэр показал их высокую результативность (табл. 91).

Таблица 91 – Биологическая эффективность применения гербицидов МайсТер КомбиПак и МайсТер Пауэр

Варианты опыта Показатели
Количество сорняков, шт/м2 Изменение к контролю, % Вес сырой массы сорняков, г/м2 Изменение к контролю, %
Контроль 80 358
МайсТер КомбиПак 20 -75 112 -68,7
МайсТер Пауэр 24 -70 108 -69,8
word image 2356 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)
C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040425.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040426.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040427.JPG

Рисунок 30 – Состояние агроценоза кукурузы через 14 дней после обработки гербицидом МайсТер КомбиПак и МайсТер Пауэр (контрольный вариант)

Общая биологическая эффективность применения препарата МайсТер КомбиПак на участке, засоренном однолетними двудольными сорняками в слабой степени, составила 75 %, а по массе сорняков на 68,7 %. Общая биологическая эффективность применения препарата МайсТер Пауэр на участке, засоренном однолетними двудольными сорняками, составила 70 %, а по массе сорняков на 69,8 %. На рисунке 31 показано состояние Состояние агроценоза кукурузы через 14 дней после обработки гербицидом МайсТер Пауэр.

Данные гербициды оказывают действие на сорняки, взошедшие к моменту опрыскивания, при этом выпадение осадков после обработки препаратами способствовало вторичному засорению посевов и снижению биологической эффективности действия препаратов.

C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040433.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040432.JPG

Рисунок 31 – Состояние агроценоза кукурузы через 14 дней после обработки гербицидом МайсТер Пауэр

Учет видовой устойчивости сорняков после обработки препаратом МайсТер Пауэр показал воздействие препарата на взошедшие к моменту обработки сорняки: щирица жминдовидная, щирица запрокинутая, подмаренник цепкий, конопля посевная, пастушья сумка, ежовник обыкновенный, просвирник маленький. При этом выпадение осадков после обработки способствовало появлению новых сорняков: щирица жминдовидная и просвирник маленький. Снижение засоренности после обработки препаратом МайсТер Пауэр к контролю представили в таблице 92.

Таблица 92 – Видовая устойчивость сорняков после обработки препаратом МайсТер Пауэр

Виды сорняков Снижение засоренности, % к контролю
Щирица жминдовидная 55,0
Щирица запрокинутая 75,0
Подмаренник цепкий 100
Конопля посевная 100
Пастушья сумка 100
Ежовник обыкновенный 100
Просвирник маленький 75,0

Для снижения вторичной засоренности сорняками через две недели после обработки провели междурядную обработку культиватором.

Учет видовой устойчивости сорняков после обработки препаратом МайсТер КомбиПак показал воздействие препарата на взошедшие к моменту обработки сорняки: щирица жминдовидная, щирица запрокинутая, подмаренник цепкий, конопля посевная, пастушья сумка (рис. 32). При этом выпадение осадков после обработки способствовало появлению новых сорняков: щирица жминдовидная и просвирник маленький, что повлияло на общую биологическую эффективность препарата. Ежовник обыкновенный оказался мене чувствителен к гербициду.

C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040434.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040449.JPG
C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040429.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\104_PANA\P1040446.JPG

Рисунок 32 – Состояние агроценоза кукурузы через 14 дней после обработки гербицидом МайсТер КомбиПак

Снижение засоренности после обработки препаратом МайсТер КомбиПак к контролю представили в таблице 93.

Таблица 93 – Видовая устойчивость сорняков после обработки препаратом МайсТер КомбиПак

Виды сорняков Снижение засоренности, % к контролю
Щирица жминдовидная 60,0
Щирица запрокинутая 100
Подмаренник цепкий 100
Конопля посевная 100
Пастушья сумка 100
Ежовник обыкновенный 50,0
Просвирник маленький 50,0

Так же для снижения вторичной засоренности сорняками через две недели после обработки провели междурядную обработку культиватором.

Резумируя, отметим высокую биологическую эффективность гербицидов нового поколения в защите агроценоза кукурузы от сегетальной растительности. Гербицид Аденго снизил засоренность посевов на делянках с сильной степенью засорения на 95,5%, на участках со средней степенью засоренности обработка препаратом МайсТер КомбиПак сократила количество сорных растений на 75%, а препаратом МайсТер Пауэр – на 70%

Применение гербицидов обеспечило повышение биометрических параметров растений и продуктивности зеленой массы кукурузы (табл. 94).

Таблица 94 – Влияние обработки посевов гербицидами на морфометрические показатели гибридов кукурузы

Вариант Высота растений, см Средне количество початков на 1 растении, шт. Средний вес початка, кг
Контроль 183,9 1,0 0,126
Аденго 216,3 1,2 0,136
МайсТер КомбиПак 232,2 1,2 0,148
МайсТер Пауэр 234,4 1,0 0,168

Высота контрольных растений в среднем составила 183,9 см. Применение гербицидов оказало значительное влияние на рост растений кукурузы, способствуя повышению морфометрических показателей.

Наличие низкой конкурентной нагрузки со стороны сорной растительности (участок с низкой первоначальной засоренностью) за потребление элементов питания и влаги на начальных, наиболее уязвимых фазах развития кукурузы на участках опыта с препаратами Майстер КомбиПак и МайсТер Пауэр, повысило темпы поступательного роста стебля растений.

Высота растений на делянках, обработанных препаратами МайсТер Пауэр и Майстер КомбиПак примерно на одном уровне: 234,4 и 232,2 см соответственно, что на 27,5 и 26,3 % больше, чем на контроле. Высота растений на участке, обработанным препаратом Аденго, превышает контроль на 32,4 см, что составляет 17,6 %.

Анализ сравнения дисперсий (парный двухвыборочный F-тест для средних) показывает, что обработка посевов гербицидами оказала статистически значимое влияние на рост растений кукурузы (Аденго – р=0,075, МайсТер КомбиПак – р=0,013, МайсТер Пауэр – р=0,010).

Кормовая ценность силоса зависит, прежде всего, от содержания початков в массе и степени их спелости к моменту уборки.

Практически каждое растение кукурузы сформировало по 1 полноценному початку, отличие между вариантами по этому показателю отмечены на участке обработанным препаратом Аденго и МайсТер КомбиПак. Однако, статистически значимое влияние зафиксировано только при обработке посевов гербицидом МайсТер КомбиПак (р=0,037).

Спелость початков молочная, молочно-восковая (рис. 33).

На контроле средний вес початка составил 0,126 кг, при применении гербицидов вес початков был несколько больше: от 0,136 до 0,168 кг, однако, анализ сравнения дисперсий (парный двухвыборочный F-тест для средних) показывает, что это влияние статистически не значимое: Аденго – р=0,36, МайсТер КомбиПак – р=0,06, МайсТер Пауэр – р=0,07.

Растения кукурузы в течение вегетации используют влагу неравномерно. Наибольшую потребность во влаге кукуруза испытывает в период за 10 дней до выбрасывания метелки и в последующие 20 дней. Этот период называют критическим. Недостаток влаги в этот период может снизить урожай на 20-50%. Кукуруза относиться к сравнительно засухоустойчивым культурам. Отсутствие осадков в фазе всходов и от пятнадцатого листа до спелости привело к снижению продуктивности кукурузы. Контрольные растения сформировали урожай зеленой массы 206,5 ц/га (табл. 95).

C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\фото\P1040516.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\фото\P1040517.JPG
Контроль Аденго
C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\фото\P1040518.JPG C:\Users\user\Desktop\наука\отчет Байер\фото\P1040519.JPG
МайсТер КомбиПак МайсТер Пауэр

Рисунок 33 – Морфометрические показатели початков кукурузы, гибрид Катерина СВ

Таблица 95 – Влияние гербицидов на урожайность зеленой массы кукурузы

Вариант Урожайность зеленой массы Спелость зерна
т/га ± к контролю
т/га %
Контроль 20,6 молочная-молочно-восковая
Аденго 25,1 +4,5 +21,7 молочная-молочно-восковая
МайсТер КомбиПак 31,7 +11,1 +53,5 молочная-молочно-восковая
МайсТер Пауэр 34,3 +13,7 +66,3 молочная-молочно-восковая

Использование гербицидов оказало существенный статистически значимы эффект на формирование зеленой массы растений кукурузы (Аденго – р = 0,043, МайсТер КомбиПак – р = 0,007, МайсТер Пауэр – р = 0,031), обеспечив повышение продуктивности по отношению к контролю от 21,7 до 66,3 %. На участке с обработкой кукурузы препаратом Аденго показатели продуктивности ниже по отношению к другим гербицидам, предполагаем, что это связано со значительной засоренностью участка в фазе всходов.

Таким образом, исследования показывают, что в условиях Красноярской лесостепи обработка посевов гербицидами в соответствии с их регламентами применения обеспечивает увеличение урожайности зеленой массы кукурузы на 21,7 – 66,3%.

Применение гербицидной защиты растений кукурузы на ранних фазах развития (Аденго – 2-3 лист, МайсТер КомбиПак и МайсТер Пауэр – 5 лист) позволило повысить урожайность зеленой массы на 4,5 – 13,7 т/га. Однако, целью производства кукурузы, как и любой сельскохозяйственной культуры, в рыночных условиях является получение максимальной прибыли.

Несмотря на высокие производственные затраты, которые по вариантам опытов составили 14 077,79 руб/га (контроль) – 20480,74 руб/га (обработка посевов Аденго), выращивание кукурузы на силос экономически оправдано: рентабельность варьирует от 132,7% (Аденго) до 157,8% (МайсТер КомбиПак) (табл. 96).

Таблица 96 – Экономическая эффективность применения гербицидов

Вариант Урожайность, т/га Затраты на 1 га, руб Рентабельность, %
Контроль 20,6 14077,79 170,04
Аденго 25,1 20480,74 132,73
МайсТер КомбиПак 31,7 18987,78 157,85
МайсТер Пауэр 34,3 20368,74 154,74

В связи с высокой ценой на гербициды, зависящей от курса евро, рентабельность производства снизилась по отношению к контролю на 12-37 %. Для обеспечения животноводства сбалансированными кормами в достаточном количестве большое значение имеет выход продукции с единицы площади, что обеспечивает применение гербицида МайсТер Пауэр – 34,3 т/га с рентабельностью производства 154,7 %, позволяющей вести расширенное воспроизводство.

Выводы

  1. Учет исходной засоренности посевов перед применением гербицидной обработки на участке с сильной степенью засоренности показал, что среднее количество сорняков составило 623 шт /м2, вес биомассы –14 г/м2, при этом видовой состав исходной сегетальной растительности насчитывал 3 вида, относящихся к 2 семействам – Амарантовые и Коноплевые. Доминирующее сорное растение – щирица жминдовидная (75,6 %).
  2. На участке со слабой засоренностью среднее количество сорняков составило 58 шт /м2, вес биомассы – 25 г/м2. Присутствовало 6 видов, относящихся к 6 семействам – Амарантовые, Коноплевые, Мареновые, Капустные, Злаковые и Мальвовые. Доминирующее сорное растение – щирица жминдовидная (44,8 %).
  3. Применение гербицида системного действия Аденго, СК (0,5 л/га) содержащего 225 г/л изоксафлютола, 90 г/л тиенкарбазон-метила и 150 г/л ципросульфамида, позволяет снизить засоренность посевов кукурузы на 95,5%, а массу сорняков на 97,0%. Биологическая эффективность применения препарата Аденго по видам сорняков составила: щирица жмидновидная 95,5 %, щирица запрокинутая 100 %, подмаренник цепкий 100 %.
  4. Применение гербицида МайсТер КомбиПак, ВДГ, содержащие 300 г/кг форамсульфурона + 10 г/кг йодосульфурон-метил-натрия + 300 г/кг изоксадифенэтила, позволило снизить засоренность посевов на 75%, а массу сорного компонента на 68,7%. Биологическая эффективность применения препарата Майстер КомбиПак по видам сорняков составила: щирица жмидновидная 55,0 %, щирица запрокинутая 75,0 %, просвирник маленький 75,0 %, подмаренник цепкий 100 %, конопля посевная 100 %, пастушья сумка 100 %, ежовник обыкновенный 100 %.
  5. Общая биологическая эффективность применения препарата МайсТер Пауэр, МД, 1,5 л/га, содержащего форамсульфурон 31,5 г/л + йодосульфурон-метил-натрий 1г/л + тиенкарбазон-метил 10 г/л + ципросульфамид 15 г/га, составила 70 %, а по массе сорняков на 69,8 %. Биологическая эффективность применения препарата МайсТер Пауэр на участке по видам сорняков составила: щирица жмидновидная 60,0 %, щирица запрокинутая 100 %, просвирник маленький 50,0 %, подмаренник цепкий 100 %, конопля посевная 100 %, пастушья сумка 100 %, ежовник обыкновенный 50,0 %.
  6. Использование гербицидов оказало существенный эффект на формирование зеленой массы растений кукурузы, обеспечив повышение продуктивности по отношению к контролю от 21,7 до 66,3 %.
  7. Рентабельность производства зеленой массы кукурузы на вариантах с применением гербицидов варьирует в пределах 132,7-157,8%.

7.2 Изучение действия гербицидов на сорные растения в посевах ярового рапса на зеленую массу

В растениеводстве в настоящее время большое внимание уделяется масличным культурам, в т.ч. рапсу. Рапс имеет большое продовольственное, кормовое, техническое, агротехническое и экологическое значение. Расширение посевных площадей под рапсом имеет широкие перспективы в России, прежде всего для производства растительного масла, высокопитательных кормов и кормовых добавок, а также как источник биотоплива (Кашеваров и др., 2014; Агафонов и др., 2015; Олейникова и др., 2019).

Проблема борьбы с вредными организмами, в том числе с сорными растениями является одной из главных в технологии возделывания рапса; потери урожая достигают 35% (Обзор…, 2014).

Биологической особенностью ярового рапса является предрасположенность к повреждению многочисленными вредителями и болезнями, что может существенно снижать продуктивность рапса, а в некоторых случаях приводить к полной гибели посевов.

В течение вегетации рапс развивает большую и хорошо облиственную надземную массу, благодаря чему заглушает сорняки. Однако в начальный период развития он растет медленно и сильно угнетается сорной растительностью, что приводит к существенному снижению продуктивности культуры. Поэтому центральное место в технологии возделывания рапса занимает эффективная система защиты его от сорняков, вредителей и болезней. Изучение эффективности применения гербицидов на рапсе актуально.

Действие гербицидов в посевах ярового рапса проведено в полевом опыие в учебном хозяйстве «Минделинское». В эксперименте использовали сорт ярового рапса Надежный 92. Оригинатор ГНУ Сибирский НИИК. Родословная: индивидуальный отбор из гибридной комбинации (Nora х Marv) х (Marv х Hja 82474). Куст полусомкнутый, высотой 100,9 см. Стебель темно – зеленый, без антоциана, неопушенный. Высота прикрепления нижних ветвей 43,7 см. Среднее число ветвей первого порядка 7. Лист темно – зеленый, слаборассеченный, без опушения. Соцветие кистевидное. Цветок ярко – желтый. Стручок лимонно – желтый, без антоциана, неопушенный. Створки слабобугорчатые. Семена овально – округлые, черные. Масса 1000 семян 3,3 – 4,1 г. Максимальная урожайность семян 24,1 ц/га получена на Сухобузимском ГСУ в 1995 г. Сорт 00 типа. Содержание жира в семенах 39,8 – 47,6 %, эруковой кислоты в масле 0,1 – 1,5 %, глюкозинолатов в шроте 0,5 – 1,4 %. Содержание белка в зеленой массе 10,1 – 22,0 %. Вегетационный период до созревания семян 93 – 114 дней. Среднеустойчив к ложной мучнистой росе, повреждается крестоцветными блошками и рапсовым цветоедом.

Для защиты ярового рапса от вредных объектов использовали следующие препараты (табл. 97).

Таблица 97 – Перечень препаратов для защиты ярового рапса

Препараты Норма расхода, кг (л)/га (т) Сроки применения
Скарлет, МЭ 0,4 л/т Обработка семян до посева против корневых гнилей, пероноспороза, плесневения семян, альтернариоза
Имидор Про, КС 15 л/т Обработка семян до посева против крестоцветных блошек
Репер, ККР 0,9 л/га Опрыскивание вегетирующих растений с фазы 3-6 настоящих листьев до появления цветочных бутонов у рапса
Форвард, МКЭ 1,0 л/га Опрыскивание посевов в фазе 2-4 листьев сорняков

Скарлет, МЭ – фунгицидный протравитель, предназначенный для предпосевной обработки семян рапса против широкого спектра болезней. Благодяря системному действию, препарат эффективен против поверхностной и внутренней семенной инфекции, а также ряда возбудителей болезней, поражающих растения в более поздний период вегетации.

Имидор Про, КС – инсектицидный протравитель системного действия для предпосевной обработки семян рапса. Обеспечивает надежную защиту в начальных фазах роста и развития культуры и длительный период защитного действия до 40 дней.

Репер, ККР – послевсходовый системный гербицид для борьбы с однолетними и многолетними двудольными сорняками в посевах рапса. Действующее вещество – клопиралид обладает системным действием, поглощается листьями и корнями сорных растений и легко перемещается, накапливаясь в точках роста и корнях. Уничтожает как надземную часть, так и корневую систему сорняков, включая почки возобновления и корневые отпрыски сорняков.

Форвард, МКЭ – послевсходовый гербицид для борьбы с однолетними и многолетними злаковыми сорняками. Обеспечивает защиты культуры от сорняков в течение всего вегетационного периода. Препарат поглощается листьями и переносится к точкам роста побегов и корневищ, оказывает системное действие на чувствительные сорняки, имеющиеся в посевах на момент опрыскивания.

Рапс размещен в кормовом севообороте. Засоренность участка оценивается как сильная. Предшественник: однолетние кормовые культуры. Обработка почвы включала зяблевую обработку культиватором-плоскорезом на глубину 18 см, предпосевную культивацию на глубину 6-8 см. Удобрения не применялись. Посев сеялкой ССПН – 1,6 на глубину 2 см, норма высева 3 млн. всхожих зерен на 1 га (5 кг/га).

Учеты засоренности проведены в соответствии с Методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (Методика…, 1971) и Методическим руководством по изучению гербицидов, применяемым в растениеводстве (Методическое руководство…, 2009) перед обработкой (исходная засоренность) и через 14 суток после обработки. Учтено количество сорняков и масса сорняков отдельно по видам.

Способ применения гербицидов – наземное опрыскивание. Опрыскиватель – Заря ОН -8-18.

Биометрические исследования проводили по общепринятой методике (Моисейченко, 1988). Учет урожая – весовым способом. Математическую обработку полученных экспериментальных данных проводили с помощью компьютерных программ Microsoft Excel и SNEDECOR.

Повторность опыта трехкратная, размещение делянок систематическое, площадь опытной делянки 280 м2, общая площадь опыта 1 680 м2.

Учитывая сильную вредоносность крестоцветных блошек, а также для профилактики заболеваний рапса на стадии проростков, семена перед посевом были обработаны баковой смесью, включающей протравитель фунгицидного действия Скарлет, МЭ и протравитель инсектицидного действия Имидор Про, КС.

Результаты оценки засоренности агроценоза рапса показали, что на опытном участке отмечено 7 видов сорной растительности, из них 2 вида (просо сорнополевое, просо куриное) относятся к однодольным, остальные – к двудольным растениям (табл. 98). Все засорители агроценоза относятся к одной биологической группе – яровые.

Таблица 98 – Видовой состав сорняков в агроценозе рапса

Вид Латинское название Семейство Биологическая группа
Щирица запрокинутая Аmaranthus retroflexus Амарантовые Яровой
Щирица жминдовидная Amarathus blitoides Амарантовые Яровой
Горец вьюнковый Fallopia convolvulus Гречишные Яровой
Курай обыкновенный Salsola kali  Лебедовые Яровой
Марь белая Сhenopodium аlbum  Лебедовые Яровой
Просо сорнополевое Panicum miliaceum  Мятликовые Яровой
Просо куриное Есhinochloa сrus-galli Мятликовые Яровой

На рисунке 34 представлено распределение сорняков по семействам в рапсовом агроценозе.

word image 2357 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 34 – Распределение сорняков в рапсовом агроценозе по семействам

Анализ распределения сорняков по семействам показал, что наибольшее распространение в посевах рапса получили сорные растения семейств Амарантовые (59,4%) и Мятликовые (34,3%).

Так как для проведения эксперимента был выбран участок с сильной степенью засоренности, потребовалось применить гербициды.

Состав сегетальной растительности включал как однодольные, так и двудольные сорняки, поэтому для гербицидной обработки была использована баковая смесь, состоящая из гербицидов: Репер, ККР – против двудольных сорняков и Форвард, МКЭ – против злаковых сорняков.

В среднем на учетных делянках на 1 м2 насчитывалось 64 сорных растений, доминирующими засорителями являются щирицы: запрокинутая и жминдовидная (38 шт/м2) и просо: сорнополевое и куриное (22 шт/м2), остальные представители сегетальной растительности встречаются в незначительном количестве – 1-2 шт/м2 (табл. 99).

Таблица 99 – Результаты учёта сорных растений в посевах рапса после обработки гербицидами

Вид сорного растения Количество сорных растений, штук на 1 м2 Эффект от защиты,

%

без обработки с

обработкой

Щирица запрокинутая 15 2 86,7
Щирица жминдовидная 23 8 65,2
Горец вьюнковый 1 0 100
Курай обыкновенный 2 0 100
Марь белая 1 0 100
Просо сорнополевое 10 0 100
Просо куриное 12 0 100
Итого 64 10 84,4

Обработка посевов рапса гербицидами привела к полному уничтожению злаковых сорняков, горца вьюнкового, курая обыкновенного, мари белой. Некоторую степень устойчивости проявила щирица запрокинутая – погибло 87 % растений. Биологическая особенность щирицы жминдовидной заключается в том, что сорняк развивается в нижнем ярусе агроценоза, поэтому действующее вещество препарата в некоторых случаях не достигает листовой пластинки, что снижает эффективность гербицида, эффект от защиты составил 65%. Общая эффективность примененной баковой смеси на участке рапса превысила 84%.

Внешний вид посевов рапса с обработкой и без обработки гербицидами представлен на рисунке 35.

F:\фото с фотоаппарата 1.09.16\DCIM\102___08\IMG_1139.JPG

F:\фото с фотоаппарата 1.09.16\DCIM\102___08\IMG_1141.JPG

Рисунок 35 – Фитосанитарное состояние посевов рапса без применения средств защиты растений

Применение мероприятий по химической защите растений положительно повлияло на сохранность растений рапса к уборке (рис. 36).

F:\фото с фотоаппарата 1.09.16\DCIM\102___08\IMG_1023.JPG

Рисунок 36 – Влияние средств защиты растений на фитосанитарное состояние посевов рапса

Погодные условия в период появления всходов рапса сложились благоприятно для развития крестоцветных блошек, их количество существенно превышало экономический порог вредоносности, поэтому все делянки, включая контрольные, были дополнительно обработаны инсектицидом, что позволило защитить растения рапса от фазы прорастания до фазы 3-4 настоящих листьев.

В фазу розетки на контрольных и опытных делянках насчитывалось по 153 и 147 растений на м2 (рис. 37).

word image 2358 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 37 – Влияние средств интенсификации на сохранность растений рапса к уборке

Учет зеленой массы рапса был проведен в фазу плодообразования. К данному периоду на контрольных участках отмечено в среднем по 128 растений/м2, сохранность растений составила 84%; на делянках с применением гербицидов зафиксировано по 136 шт/м2, сохранность – 93%, что превышает контроль на 9%.

Влияние сорных растений на формирование биометрических параметров рапса несущественно: контрольные растения среднем были на 11 см короче, чем на делянках с гербицидами, при высоте экспериментальных растений 139 см, разница составила всего 7% (табл. 100).

Таблица 100 – Влияние средств защиты растений на высоту растений рапса и урожайность зеленой массы

Вариант Средняя высота растений, см Урожайность зеленой массы
т/га ± к контролю
т/га %
Контроль 128,5 14,94
Средства защиты растений 139,1 20,16 +5,22 +25,9

Использование химических средств защиты растений позволило существенно снизить засоренность посевов, вес зеленой массы рапса увеличился на 5,22 т/га или на 25,9 % по отношению к контрольному показателю, а также повысило кормовую ценность зеленой массы за счет сокращения доли сорных растений.

Выводы

  1. Биологическая эффективность применения баковой смеси гербицидов Рапер, ККР + Форвард, МКЭ на рапсе получена на уровне 84,4%.
  2. Урожайность зеленой массы рапса зависит от использования средств защиты растений. На варианте с применением средств защиты растений вес зеленой массы составил 20,16 т/га, что на 5,22 т/га или на 25,9% превышает контрольный показатель.

7.3 Изучение эффективности средств защиты на посевах яровой пшеницы и ячменя

В Красноярском крае яровая пшеница является основной сельскохозяйственной культурой. Однако фитосанитарная обстановка на пшеничном поле в последнее время продолжает усложняться вследствие сокращения ротации севооборотов, упрощение систем обработки почвы, использование генетически однородных сортов и гибридов растений и других факторов.

В нашей стране потери зерна пшеницы от фитопатогенов составляют в среднем 12,4%, от вредителей – 9,3%, от сорняков – 12,3%, что в сумме означает недополучение одной трети урожая (34%) (Защита растений…, 2004)

В вегетационный сезон 2019 года на опытном поле учебного хозяйства Красноярского государственного аграрного университета проведена комплексная защита яровой пшеницы и ячменя препаратами АО «Байер».

Ниже представлены этапы проведения работ:

1. Анализ семян (всхожесть, возбудители)……………… 4-14 мая
2. Протравливание семян………………………………… 17 мая
3. Отбор почвенных образцов ………………………….. 18 мая
4. Посев……………………………………………………. 22 мая
5. Анализ растений на поражение корневых гнилей 20 июня
6. Учет засоренности…………………………………… 20 июня
7. Обработка гербицидами……………………………… 21 июня
8. Учет вредителей и болезней и их распространение 26 мая – 25 августа
9. Обработка фунгицидами и инсектицидами………… 27 июня
10. Анализ растений на поражение корневых гнилей (малочно-восковая спелость)………………………… 14 августа
11. Учет засоренности перед уборкой…………………… 25-28 августа
12. Учет урожая…………………………………………….. 6 сентября
14. Анализ полученных результатов…………………….. 15 -30 сентября

В полевом опыте высевался сорт яровой пшеницы Новосибирская 15. Норма высева 180 кг семян на 1 га. Посев произведён в II декаде мая (22 мая), сеялкой ССНП-16 в агрегате с трактором МТЗ-82. Предшественник – пар (рис.38).

Размер делянки 0,07 га, размер площадок для учёта урожая 20 м2, повторность четырёхкратная.

А) определение засорённости

Принятию решения о выборе химического способа борьбы с сорняками предшествовало определение типа засорённости, а также видового состава сорных растений. Использовали два метода: глазомерный (визуальный) когда каждое поле (делянку) опыта обходили по периметру и по диагонали, учитывая все виды сорняков. Засорённость каждым из определённых сорняков оценивали в баллах (по рекомендациям члена-корреспондента РАСХН А.В. Захарченко и академика РАСХН В.А. Захарченко, 2007):

1 – встречается единично,

2 – немного больше, чем единично,

3 – много, но меньше, чем культурных растений,

4 – больше, чем культурных растений, и заглушают их.

При количественном учёте проходили по диагонали поля (делянки) и примерно через равные расстояния накладывали рамку 0,25 м2 в середине которой и подсчитывали количество сорных растений.

Выделяли 3-4 вида наиболее часто встречающихся сорняков, создающих фон и в первую очередь влияющих на выбор химических препаратов (гербицидов).

Б) анализ семян

Чаще всего используется комбинированный метод, заключающийся в следующем, по этому методу определяется количество спор возбудителей, приходящееся на одно зерно (то есть нагрузка спор).

По ходу анализа сначала определяем среднее число спор в поле зрения микроскопа, а затем путём ряда вычислений устанавливаем нагрузку спор на одно зерно. Для этого пользуемся следующей формулой: х = (А∙К):100, где х – искомое число спор на зерно, А – вычисленное среднее число спор в одном поле зрения, К – постоянный коэффициент. В начале берём две пробы по 100 семян и каждую помещаем в отдельную пробирку, заливаем тёплой водой, взбалтываем в продолжении 5 минут и сливаем промывную воду в центрифужную пробирку (каждую пробу отдельно). После центрифугирования, берём с осадка пробы и просматриваем при малом увеличении микроскопа последовательно в 10 полях.

В) анализ вегетирующих растений

В фазы кущения и налива зерна учитывают корневые гнили. На площади до 100 га берут 10 проб по 10 растений, используя для определения степени развития болезни бальную шкалу учёта корневых гнилей злаков (по К.М. Степанову и А.Е. Чумакову, 1972):

0 – здоровые растения

1 – слабое побурение основания стебля или подземного междоузлия

2 – сильное побурение основного и подземного междоузлия

3 – сильное побурение и белостебельность

4– погибшие (не выколосившиеся) или пустоколосые растения.

Развитие болезни в процентах вычисляем по формуле:

Р = ∑а∙в∙100:(НК),

где Р – развитие болезни, %; ∑а∙в – сумма произведений числа больных растений (а) на соответствующий им балл поражения (в); Н – число учтённых растений (здоровых и больных); К – высший балл шкалы учёта.

Распространённость и вредоносность насекомых и других видов животных определяются при специальных обследованиях почв, возделываемых культур, насаждений и т. д. Проводится количественный учёт вредителей и определяется повреждённость культур.

Целью количественного учёта является определение заселённости почв, растений и т. д., теми или иными видами вредителей и выражается в особях на одно растение, на 1 стебель, на 1 м, в баллах – для характеристики заселения тлями и клещами.

Учёт заселённости может проводиться по взрослой фазе, личинке, куколке, фазе яйца, более точными являются учеты по малоподвижным и неподвижным стадиям развития вредителей.

Методы учёта зависят от вредителя, культуры и повреждаемого органа растения.

Схема полевого опыта:

Яровая пшеница (сорт Новосибирская 15)
Контроль Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 100 (0,6 л/га)
Хоз. Вариант Оплот (0,6 л/т)

Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 100 (0,6 л/га)

Зенон Аэро (1 л/га) + Цунами (0,15 л/га)

Вариант 1 Ламадор, КС (0,15 л/т)

Вердикт (0,3) л/га

Солигор, КЭ (0,6 л/га) + Децис Эксперт, КЭ (0,125 г/га)

Вариант 2 Ламадор, КС (0,15 л/т)

Пума Супер 100, КЭ (0,75 л/га) + Секатор Турбо, МД (0,75 л/га)

Вариант 3 Ламадор, КС (0,15 л/т)

Пума Супер 100, КЭ (0,75 л/га) + Секатор, МД (0,75 л/га)

Прозаро, КЭ (0,6 л/га) + Децис Эксперт, КЭ (0,125 г/га)

Вариант 4 Сценик Комби, КС (1,5 л/т)

Велосити Твин Пак (0,75 л/га) + Секатор Турбо, МД (0,75 л/га)

Прозаро, КЭ (0,6 л/га) + Децис Эксперт, КЭ (0,125 г/га

Ячмень (сорт Ача)
Хоз. Вариант Дивидент Экстрим (0,5 л/т)

Магнум Супер (10 гр/га) + Пума Супер 7,5, КЭ + (0,75 л/га)

Зенон Аэро, КЭ (1 л/га) + Цунами, КЭ (0,15 л/га)

Вариант 1 Ламадор Про, КС (0,5 л/т);

Пума Супер 7,5, ЭМВ (0,75 л/га) + Секатор Турбо, МД (0,75 л/га);

Фалькон, КЭ (0,6 л/га) + Децис Эксперт, КЭ (0,125 г/га)

Вариант 2 Сценик Комби, КС (1,5 л/т)

Пума Супер 7,5, ЭМВ (0,75 л/га) + Секатор Турбо, МД (0,75 л/га);

Солигор, КЭ (0,6 л/га) + Децис Эксперт, КЭ (0,125 г/га)

Урожайность сельскохозяйственных культур в значительной степени зависит от качества посевного материала, поэтому проблемы повышения посевных качеств семян и урожайности растений всегда актуальны. На рисунке 39 показан учет полевой всхожести.

В среднем по вариантам полевая всхожесть с протравливанием была выше, чем без протравливания на 13,0 %. При этом в варианте без защиты полевая всхожесть колебалась в интервале от 65 % до 89 % в зависимости от глубины заделки семян, с протравливанием от 88 до 100 %.

G:\Новая папка\2019\IMAG1600.jpg

Рисунок 38 – Посев опыта 22 мая 2019 г

G:\Новая папка\2019\IMAG1646,1.jpg

Рисунок 39 – Подсчет полевой всхожести

Корневые гнили. Пшеница поражается несколькими видами корневых гнилей, различающихся по внешним признакам проявления болезни и видовому составу возбудителей. Среди исследователей сложилось довольно устойчивое мнение, что в нашем регионе доминируют гельминтоспориозные корневые гнили (Bipolaris sorokiniana = Hel- minthosporium sativum). Л.К. Хацкевич и А.А. Бенкен (1987) установили, что в Восточной Сибири частота выделения гриба Bipolaris sorokiniana из пораженных органов яровой пшеницы достигает 75-82%, видов Fusarium – не более 6-10%. Мониторинговые наблюдения ученых в Западной Сибири и Зауралье в последние годы свидетельствуют о том, что происходит постепенное изменение численности популяций, смена преобладающих видов в сообществах в сторону увеличения фузариевых грибов. Это, возможно, связано с изменениями в технологиях возделывания, в частности с широким распространением приемов минимализации обработки почвы (Фузариозные корневые гнили…, 2013).

Уровень зараженности семян зерновых культур на сегодняшний день, по данным Красноярского филиала Россельхозцентра, превышает порог вредоносности в 1,0-1,8 раза. Кроме того, с каждым годом наблюдается устойчивая тенденция ухудшения ситуации. Семена яровой пшеницы в крае заражены на 88-100 % альтернариозом, более половины от проанализированного семенного материала заражены фузариями и плесневыми грибами, число гельминтоспориозных зерен составляет 60-80%. Семена ячменя заражены преимущественно гельминтоспориозом и грибами рода Alternaria.

Заболевание комплексное, проявляется на первичных и вторичных корешках, эпикотиле, подземных междоузлиях и у основания стебля в виде темно-бурых, коричневых штрихов, пятен или широких полос. При сильном развитии наблюдаются сплошное побурение одного или двух междоузлий, отмирание боковых стеблей. Выпад растений бывает редко и обычно не превышает 3-5%.

Другие возбудители корневых гнилей пшеницы – грибы из рода Fusarium, в частности F. avenaceum, F. gibbosum, F. graminearum, F. oxysporium. При фузариозной корневой гнили больные корешки и подземные междоузлия стебля покрываются ватообразным белым, желтоватым или розовым спороношением гриба. Макроконидии имеют серповидную форму с 2-3-мя, 5-7-ю перегородками, микроконидии обычно одноклеточные, яйцевидные или грушевидные. Видовой состав возбудителей может варьироваться в зависимости от зоны возделывания пшеницы.

Причиной возникновения корневых гнилей также могут быть грибы рода Alternaria. В отношении вредоносности альтернариоза данные противоречивы из-за различной патогенности физиологических форм возбудителя болезни. С этим родом грибков связано и распространение «черного зародыша».

Грибы рода Alternaria заселяют семена всегда, это наиболее многочисленный представитель микробобиоты зерна. Данный род микро-грибков многообразен, по мнению российских фитопатологов, его можно разделить на секции, отличающиеся по своим свойствам: одни могут сопутствовать патогенам и причинять дополнительный вред растениям, производить опасные для теплокровных токсины, а другие могут быть не опасны.

По результатам предыдущих лет исследования, почвы под опытами относятся к почвам с высокой заселенностью патогеном, т.е. опыт проводился на высоком инфекционном фоне. Перед посевом партии семян были проверены на всхожесть и заражение семенными инфекциями, результаты представлены в таблице 101.

Таблица 101 – Зараженность и всхожесть партий семян в опытах

Год исследований Зараженность семян, % Всхо-

жесть, %

Fusarium Bipolaris Alternaria Septoria Бактериоз
Новосибирская 15
2019 14,5 2,0 30,0 0 0 98,8
Ача
2019 16,8 1,2 22,0 0 0 98,4

Полевые учеты распространения и развития болезней, в соответствие с вышеприведёнными методиками, производились дважды за вегетацию: в конце всходов – начале кущения и в фазу молочно-восковой спелости.

Корневые гнили гельминтоспориозно-фузариозные распространены повсеместно. В большинстве случаев их развитие носит умеренный характер с поражением 20-30 % растений и потерями урожая 10 – 15 % (Кекало А.Ю., 2017). Пораженность посевов зерновых культур корневыми гнилями была более чем в 2 раза ниже среднемноголетней. Из-за сложившихся погодных условий текущего года корневая гниль имела не высокое распространение (от 8,1 до 18,2 % на вариантах без протравливания), интенсивность развития (от 3,2 до 5 %). В вариантах с протравливанием распространение болезни снижалось до 2 – 8 %, а интенсивность развития до 1,2 % соответственно (рис.40).

G:\Новая папка\2019\IMAG175115.jpg А

G:\Новая папка\2019\IMAG175116.jpg G:\Новая папка\2019\IMAG175117.jpg

Б В

Рисунок 40 – Результаты применения протравителей (А–Контроль, Б – Сценик, В– Ламадор

Тенденция, прослеживаемая при поражении растений пшеницы корневыми гнилями, оказалась верной и для листостеблевых болезней, за исключением септариоза. На хлебных злаках паразитируют преимущественно пять видов ржавчины. На пшенице – Puccinia recondite f. tritici, на овсе – Puccinia graminis f. avenae, на ржи, пырее, ячмене – Puccinia graminis f. secalis. Специализация ржавчинных грибов не ограничивается наличием форм. В состав форм входят расы и биотипы, способные поражать отдельные сорта или группу сортов. Расовый состав в природе не постоянен, он всё время изменяется и пополняется.

В условиях Красноярского края основным возбудителем септориоза является несовершенный гриб Stagonospora nodorum. Возбудитель поражает более 40 видов культурных и дикорастущих злаков, в том числе пшеницу, ячмень, рожь, овёс. В течение сезона распространяется пикноспорами воздушно-капельным путём. Зимой сохраняется в форме перитециев и пикнид на растительных остатках и в форме мицелия с семенами. Поражает все надземные органы растений (листья, стебли и колосья), проявляется в виде продолговатых светлых, светло-бурых или желтых пятен с темно-бурой каймой или без нее. В середине пятна светлые, с заметными мелкими черными точками – пикнидами гриба. Заболевание проявляется обычно в июле. Средняя пораженность посевов достигает 20 %. Частота поражения растений увеличивается в присутствии других болезней: ржавчины, мучнистой росы и корневой гнили. В районах постоянного развития болезни потери урожая от септориоза составляют около 10 %.

Источником первичной инфекции служат растительные остатки, семена. В связи с этим переход на минимальные технологии обработки почвы и оставление стерни способствуют распространению болезни.

Для заражения септориозом растений необходим 6-ти часовой период увлажнения. Наиболее благоприятная температура для прорастания спор +15…+25 °С, но болезнь может развиваться в диапазоне от +5 до +35 °С. Инкубационный период зависит от погодных условий и длится 10-20 суток.

Распространению болезни способствует холодная погода и выпадение большого количества осадков в фазу выхода в трубку и колошения. При повышенной температуре и большой сухости воздуха жизнеспособность пикноспор может сохраняться более 3-х месяцев.

В таблице 102 показана эффективность применения фунгицидов в различных вариантах опыта по яровой пшеница (сорт Новосибирская 15) и ячменю (сорт Ача).

Таблица 102 – Эффективность применения фунгицидов в опыте

Варианты опыта Листостеблевые болезни, %, Б.Э. , %
Септориоз Бурая ржавчина Бурая пятнистость
Р / Б.Э. Р / Б.Э. Р / Б.Э.
Новосибирская 15
контроль без фунгицидов 56,3 15,4 16
Хозвариант 18,0 68,0 3,0 80,5 2,8 82,5
Вариант 1 48,0 14,7 14,2 7,8 12,6 21,3
Вариант 2 15,0 73,4 3,2 79,2 2,8 82,5
Вариант 3 16,0 71,6 2,8 81,8 3,0 81,3
Вариант 4 12,0 78,7 2,4 84,4 3,2 80,0
Ача
Хозвариант 10,0 1,5 6,8
Вариант 1 11,0 1,0 4,6
Вариант 2 8,8 1,2 5,2

В целом 2019 году отмечено, что поражение растений пшеницы корневыми гнилями и листостеблевыми болезнями происходило в гораздо меньшей степени, чем в предыдущие годы. Связанно это главным образом с погодными условиями: комплексная засуха от посева до созревания; относительно низкая влажность воздуха; осадки второй половины июля – августа выпадали в виде кратковременных ливней чередующихся сухой погодой; за весь вегетационный период отмечено очень малое количество росс и туманов.

Ежегодно сельское хозяйство России теряет от вредителей, болезней и сорняков 100 млн. т. продукции в пересчете на зерно, из которых около 40 млн. т. приходится на сорняки. Следовательно, доза потерь от сорняков достаточно высока – практически сравнима с таковой от вредителей и болезней вместе взятых. Поэтому предотвращение распространения сорных растений на полях и систематическая борьба с ними является одной из главных и приоритетных задач в системе защиты посевов сельскохозяйственных культур от комплекса фитопатогенов, вредителей и сорняков, только за счет засоренности урожайность полевых культур снижается на 25-30% (Лебедев В.Б. и др., 2007).

В текущем году засоренность опытного поля, в связи с погодными условиями, была выражена гораздо слабее предыдущих лет. Наибольшее распространение по всему полю имел овсюг. Осот желтый и просо сорнополевое имели мелкоочаговое распространение в виде пятен не правильной формы вдоль основной обработки почвы и поперёк вариантов опыта (рис. 41, 42).

G:\Новая папка\2019\пар11.jpg

Рисунок 41 – Общий вид посевов перед обработкой гербицидами

G:\Новая папка\2019\пар381.jpg G:\Новая папка\2019\пар411.jpg

Рисунок 42– Подсчет сорняков перед обработкой гербицидами

При засоренности многолетними сорняками яровой пшеницы экономический порог вредоносности отмечен при 2,2 шт./м2, а экономический порог целесообразности применения гербицидов при 3,6 шт./м2. При однолетнем двудольном типе засоренности экономический порог вредоносности составляет 4,4, а экономический целесообразно с ними вести борьбу при 7,6 шт./м2. При злаковом типе засоренности защитные мероприятия необходимы, если засоренность составляет больше 19,1, а экономический порог целесообразности применения гербицидов – 33,1 шт./м2. Карантинные сорняки уничтожаются при любой численности (Интегрированная технология защиты…,2017).

В опыте 2019 года засорённость как многолетним так однолетним типом превышала порог вредоносности и экономическая целесообразность применения гербицидов вполне оправдана (табл. 103-104).

По всем вариантам эффект применения баковой смеси гербицидов был высоким (93,17 – 99,1 %). Наиболее успешно с задачей уничтожения сорняков, несмотря на сухую почву вовремя и после обработки, справилась баковая смесь Велосити Твин Пак (0,75 л/га) + Секатор Турбо, МД (0,75 л/га). В этом варианте со 100 % эффективностью уничтожены такие сорняки как просо куриное, осот жёлтый, щетинник сизый, льнянка обыкновенная, аистник цикутовый, одуванчик лекарственный, просвирник обыкновенный. Эффект защиты на овсюге составил 99,7 %.

Таблица 103 –Результаты применения баковой смеси гербицидов на ячмене

Вид сорного растения Хозвариант Вариант 1 Вариант 2
Число сорных растений, шт./м2 Эффект защиты, % Число сорных растений, шт./м2 Эффект защиты, % Число сорных растений, шт./м2 Эффект защиты, %
до обра ботки после обра ботки до обра ботки после обра ботки до обра ботки после обра ботки
Овёс пустой 58,0 9,25 84,05 55,0 9,0 83,64 42,0 4 90,48
Конопля сорная 6,0 0,40 93,33 8,0 0,30 96,25 9,0 0,20 97,78
Просо сорнополевое 18,0 0,80 95,56 20,0 0,40 98,00 20,0 0,40 98,00
Просо куриное 8,0 0,15 98,13 5,0 0,05 99,00 5,0 0,05 99,00
Осот жёлтый 12,0 0,40 96,67 14,0 0,10 99,29 14,8 0,10 99,32
Щетинник сизый 2,0 0,00 100,00 1,0 0,00 100,00 1,2 0,00 100,00
Щирица запрокинутая 4,0 0,20 95,00 6,0 0,20 96,67 6,0 0,20 96,67
Щирица жминдовидная 2,0 0,01 99,50 2,0 0,01 99,50 2,0 0,01 99,50
Вьюнок полевой 9,0 1,00 88,89 12,0 0,60 95,00 10,0 0,00 100,00
Осот розовый 2,0 0,00 100,00 1,0 0,00 100,00 1,0 0,00 100,00
Подмаренник цепкий 9,2 0,80 91,30 12,0 0,02 99,88 8,8 0,02 99,83
Итого 72,2 3,76 94,79 81,0 1,68 97,93 77,8 0,98 98,75
  Контроль Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4
Вид сорного растения Число сорных растений, шт./м2 Эффект защиты, % Число сорных растений, шт./м2 Эффект защиты, % Число сорных растений, шт./м2 Эффект защиты, % Число сорных растений, шт./м2 Эффект защиты, % Число сорных растений, шт./м2 Эффект защиты, %
до обработки после обработки до обработки после обработки до обработки после обработки до обработки после обработки до обработки после обработки
Овёс пустой 20,0 1,6 92,00 24,0 1,6 93,3 26,0 1,6 93,8 36,0 1,8 95,0 34,0 0,1 99,7
Конопля сорная 10,0 0,80 92,00 12,0 0,50 95,8 8,0 0,40 95,0 8,0 1,00 87,5 8,0 0,08 99,0
Просо сорнополевое 20,4 0,84 95,88 20,0 0,15 99,3 32,0 0,50 98,4 20,0 0,20 99,0 20,0 0,15 99,3
Просо куриное 14,5 0,80 94,48 6,4 0,10 98,4 10,0 0,10 99,0 6,4 0,10 98,4 6,4 0,00 100,0
Осот жёлтый 12,0 0,10 99,17 7,0 0,00 100,0 17,0 0,02 99,9 12,0 0,00 100,0 8,0 0,00 100,0
Щетинник сизый 6,0 0,02 99,67 0,8 0,02 97,5 2,0 0,00 100,0 0,8 0,02 97,5 2,0 0,00 100,0
Щирица запрокинутая 18,2 0,60 96,70 16,0 0,40 97,5 8,0 0,20 97,5 10,0 0,20 98,0 10,2 0,20 98,0
Щирица жминдовидная 12,6 2,00 84,13 6,0 0,20 96,7 5,2 0,20 96,2 6,0 0,20 96,7 2,0 0,20 90,0
Льнянка обыкновенная 1,0 0,00 100,00 4,0 0,00 100,0 4,0 0,01 99,8 2,0 0,00 100,0 2,5 0,00 100,0
Осот розовый 5,0 0,40 92,00 4,8 0,10 97,9 6,0 0,40 93,3 2,0 0,15 92,5 4,0 0,10 97,5
Подмаренник цепкий 19,0 3,20 83,16 10,0 0,12 98,8 10,0 0,12 98,8 12,0 0,12 99,0 14,0 0,12 99,1
Аистник цикутовый 4,0 0,00 100,00 10,4 0,00 100,0 8,0 0,08 99,0 10,4 0,00 100,0 10,4 0,00 100,0
Одуванчик лекарственный 1,1 0,00 100,00 2,0 0,00 100,0 2,0 0,00 100,0 8,0 0,00 100,0 2,0 0,00 100,0
Просвирник обыкновенный 6,0 0,10 98,33 8,0 0,00 100,0 4,0 0,10 97,5 2,0 0,08 96,0 1,0 0,00 100,0
Итого 129,8 8,86 93,17 107,4 1,59 98,5 116,2 2,13 98,2 99,6 2,07 97,9 90,5 0,85 99,1

Таблица 104 – результаты применения гербицидов на яровой пшенице

Наибольшее количество сорняков было в вариантах с посевом ячменя, т.к. они располагались с края поля, несмотря на это предоставленные гербициды успешно справились со своей задачей, эффект от применения составил 94,8 -98,8 %. Небольшое количество оставшихся к уборке злаковых сорняков связано со второй волной их появления после обработки.

в) Борьба с вредителями

На заселение и распространение вредителей в посевах яровой пшеницы большое влияние оказали погодные условия. В текущем году с появления всходов яровых и до обработки инсектицидом вредила полосатая хлебная блоха. Через месяц после обработки повреждение продолжило новое поколение жуков уходящих на зимовку, этому способствовало то, что растения пшеницы на опытных вариантах имели зеленый цвет и полностью сохранившиеся верхние листья.

G:\Новая папка\2019\СибГост\20190628_082812.jpg word image 2359 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 41 – Повреждение всходов пшеницы хлебной блохой

Численность жуков во время всходов пшеницы и ячменя (1-5 июня) достигала 620 – 650 экз. на 100 взмахов сачком, что более чем в два раза выше ЭПВ. После 10 июня рядом с опытными вариантами посевов пшеницы взошел рапс и большая часть вредителя мигрировала на ту часть поля. Обработка инсектицидом позволила полностью очистить посевы от хлебной блохи.

Заселение посевов яровой пшеницы пшеничным трипсом началось во второй декаде июня в фазу трубкования культуры. В результате возможной гибели части пронимф вредителя, развивавшихся в мае в условиях холодной погоды (t=6-8°, что около и ниже нормы на 1-2°) с большим количеством осадков и медленного прогревания почвы, численность имаго пшеничного трипса на посевах яровой пшеницы была невысокая – 10-12 экз/раст. (ниже ЭПВ) при заселении 54 % растений (рис.42). Пик численности личинок трипса на не обработанных вариантах отмечался во второй половине июля в фазу молочно-восковой спелости посевов яровой пшеницы. Практически на всей обследованной площади их численность на посевах была невысокая – 14,6 экз/колос (ниже ЭПВ). Возможно, что засушливые условия увлажнения (ГТК ΙΙΙ июня = 0,7) в период дополнительного питания самок также способствовали снижению их плодовитости.

G:\Новая папка\2019\СибГост\20190628_082823.jpg

Рисунок 42 – Пшеничный трипс перед обработкой фунгицидами

Злаковые мухи повреждали посевы зерновых культур в июне с численностью ниже среднемноголетней и предыдущего года. Холодная погода в период лета и дополнительного питания мух не способствовала формированию их высокой плодовитости. На посевах развивались яровая (более многочисленная) с численностью 5,2 экз/м2 и шведская мухи – 3,1 экз/м2.

Нестадные саранчовые (кобылки) в текущем году имели массовое распространение на опытных посевах (рис. 43,44). Их заселение началось с края поля от многолетних трав и, поэтому, в период учёта на вариантах имело не равномерное распределение. На первой трети достигало 15-18 экз./м2, в середине делянки 5-6 экз./м2, и на последней трети встречались единичные экземпляры от 0,5 до 1 экз./м2.

G:\Новая папка\2019\СибГост\20190707_104326.jpg

Рисунок 43 – Сибирская кобылка на посевах пшеницы перед обработкой фунгицидами

G:\Новая папка\2019\СибГост\20190627_180556.jpg

Рисунок 44 – Обработка баковой смесью (фунгицид + инсектицид)

Урожайность яровой пшеницы Новосибирская 15 в текущем году была довольно высокой, несмотря на засушливые условия первой половины вегетации. Общая продуктивность растений зависела от рельефа поля и возрастала от края к середине, та же тенденция прослеживается и по вариантам опыта (рис. 45-49, таблица 105).

G:\Новая папка\20190906_110722.jpg

Рисунок 45 –Общий вид посевов перед уборкой (контроль), слева не обработанная пестицидами площадка 5х10 м

G:\Новая папка\20190906_110456.jpg

Рисунок 46 – Общий вид посевов перед уборкой (Вариант 1), слева не обработанная пестицидами площадка 5х10 м

G:\Новая папка\20190906_110543.jpg

Рисунок 47 – Общий вид посевов перед уборкой (Вариант 3), слева не обработанная пестицидами площадка 5х10 м

G:\Новая папка\20190906_110424.jpg

Рисунок 48 – Общий вид посевов перед уборкой (Вариант 4), слева не обработанная пестицидами площадка 5х10 м

Таблица 105 – Урожайность яровой (ц/га) пшеницы и ячменя в опыте

Вариант Повторность Средняя Не обработанный пестицидами участок к средней по варианту
1 2 3 4
Яровая пшеница Новосибирская 15
Контлоль 26,4 34,0 31,3 26,5 29,5 25,9 +3,6
Контроль (хозвариант) 33,2 41,4 36,3 32,0 35,8 29,6 +6,2
Вариант 1 34,3 46,6 40,7 35,1 39,2 30,4 +8,8
Вариант 2 42,2 47,7 44,1 38,7 43,2 31,4 +11,8
Вариант 3 33,2 48,2 42,2 35,8 39,9 31,8 +8,1
Вариант 4 39,9 52,1 45,4 39,7 44,3 32,2 +12,1
Ячмень Ача
Контроль (хозвариант) 24,3 31,6 32,7 25,8 28,6 23,8 +4,8
Вариант 1 27,5 33,2 34,7 27,8 30,8 25,5 +5,3
Вариант 2 33,8 40,3 45,3 34,8 38,5 26,4 +12,1

G:\Новая папка\20190907_141613.jpg

Рисунок 49 – Учет урожая

Выводы

  1. Все варианты демонстрационного опыта яровой пшеницы достоверно превзошли контроль (без обработки фунгицидами и инсектицидами) по урожайности. Наибольшую урожайность имел вариант 4 – 44,3 ц/га, прибавка к контролю составила 14,7 ц/га, несколько уступил по урожайности вариант 2 – 43,2 ц/га. Хозвариант по урожайности достоверно превзошёл только вариант 4, прибавка составила 8,6 ц/га.
  2. В опыте с ячменём достоверную прибавку по урожайности имел вариант 2 – 10 ц/га.
  3. По комплексу показателей в текущем году на яровой пшенице выделился вариант 4 с применением протравителя Сценик Комби, КС (1,5 л/т); баковой смеси гербицидов Велосити Твин Пак (0,75 л/га) + Секатор Турбо, МД (0,75 л/га) и баковой смеси Прозаро, КЭ (0,6 л/га) + Децис Эксперт, КЭ (0,125 г/га.
  4. На ячмене выделился вариант 2 Сценик Комби, КС (1,5 л/т); Пума Супер 7,5, ЭМВ (0,75 л/га) + Секатор Турбо, МД (0,75 л/га); Солигор, КЭ (0,6 л/га) + Децис Эксперт, КЭ (0,125 г/га). Оба варианта позволили сохранить к уборке 12,1 центнера зерна с гектара.

7.4 Действие средств защиты растений и азотных удобрений на продуктивность люпина узколистного

В решении проблемы кормового белка, биологизации земледелия люпину принадлежит важная роль. Однако, несмотря на значительный биологический потенциал люпина, из-за содержащихся в нем алкалоидов до недавнего времени его выращивали как сидеральную культуру. В связи с созданием малоалкалоидных форм сортов люпина необходимо принципиально изменить отношение к использованию этого вида в сельскохозяйственном производстве. Современные сорта по урожайности, сбору каротина с одного гектара посевов значительно превосходят горох и вику. В настоящее время имеются сорта с продолжительностью вегетационного периода 85-95 суток, что способствует продвижению границы его выращивания на север.

Люпин узколистный (Lupinus angustifolius L.) – новая для условий Красноярского края высокобелковая и урожайная однолетняя кормовая бобовая культура. Характеризуется ценными хозяйственно полезными признаками: высоким содержанием в семенах и листьях белка, полноценным аминокислотным составом, нерастрескиваемостью бобов при скашивании, высокой питательной ценностью и стабильной урожайностью зеленой массы и семян.

Однако, неизученность технологии возделывания люпина узколистного в условиях Красноярского края, в том числе в части мероприятий по защите растений от вредных объектов, а также использования удобрений, оказывается значительным препятствием на пути внедрения этой культуры в производство.

Исследование системы защиты растений люпина от сорной растительности, заболеваний и вредителей, отклик растений на внесение азотных удобрений в условия лесостепной зоны Красноярского края представляется актуальным. Сорные растения являются постоянно действующим компонентом агросистем. Эффективная борьба с сорняками является обязательной и неотложной ежегодной технологической и экономической необходимостью при выращивании практически всех сельскохозяйственных культур.

Биологической особенностью культуры является медленный темп роста надземной части до фазы бутонизации, поэтому люпин сильно угнетается сорняками (Растениеводство…, 1986), что и предопределяет значимость решения задачи по регулированию сорного компонента в люпиновых агроценозах.

Стратегической задачей растениеводства и кормопроизводства является расширение посевов однолетних бобовых культур, увеличение их видового разнообразия, четкая дифференциация размещения по макро- и микрозонам, совершенствование сортового состава и технологии возделывания (Бенц и др., 2001). В соответствии с этим, актуально исследовать средства химической защиты растений как элемента технологии возделывания новой для условий Красноярского края культуры – люпина узколистного.

Исследования по изучению действия средств защиты растений и азотных удобрений на продуктивность люпина узколистного проведены на опытном поле Красноярского ГАУ. В исследованиях использовали люпин сорта Белозерный 110.

Белозерный 110 – сорт селекции ФГБНУ ВНИИ люпина, универсального типа использования. С 2003 года включен в Госреестр по Центральному и Северо-Западному регионам. Растение средней высоты, прямостоячее, индетерминантное. Всходы, вегетативные органы и цветонос имеют антоциановую окраску. Сорт отличается ксероморфной структурой листа. Имеет быстрый начальный рост, устойчив к растрескиванию бобов. Вегетационный период варьирует от 94-112 дней. По продуктивности превышает стандарт на 10-15% и содержит в зерне на 0,02% меньше алкалоидов. Устойчив к фузариозу при испытании на специализированном инфекционном фоне.

В защите люпина узколистного применялись следующие препараты (табл. 106):

Таблица 106 – Перечень препаратов для комплексной защиты люпина

Препараты Норма расхода, кг (л)/га (т) Сроки применения
ТМТД, ВСК 6,0 Протравливание семян
Лазурит, СП 1,0 Опрыскивание почвы до всходов культуры. Прикатывание кольчатыми катками.
Пилот, ВСК 1,5 Опрыскивание посевов до бутонизации культуры
Квикстеп, МКЭ 0,8 Опрыскивание посевов в фазу 2-6 листьев у однолетних сорняков и при высоте пырея 10-15 см, независимо от фазы развития культуры

ТМТД, ВСК – контактный фунгицидный протравитель семян сельскохозяйственных культур против комплекса болезней: плесневения семян, аскохитоза, фузариоза, бактериоза; обладает контактным действием;

Лазурит – селективный системный гербицид для защиты люпина от однолетних двудольных и злаковых сорняков, способ применения – опрыскивание почвы до всходов;

Пилот – селективный системный гербицид для борьбы с однолетними двудольными сорняками, почвенного и послевсходового действия;

Квикстеп – комбинированный системный гербицид для борьбы с однолетними и многолетними злаковыми сорняками в посевах двудольных культур;

В эксперименте использовали азотные удобрения – аммиачную селитру

Для изучения влияния средств защиты растений и азотных удобрений на урожайность люпина узколистного был заложен полевой опыт по следующей схеме:

Варианты опыта:

  1. Контроль;
  2. Удобрения – N30;
  3. Средства защиты растений (Лазурит, Пилот + Квикстеп);
  4. Удобрения – N30 + средства защиты растений (Лазурит, Пилот + Квикстеп).

Доза каждого из используемых препаратов соответствовала рекомендациям производителя.

Аммиачная селитра внесена из расчета 30 кг/га действующего вещества по делянкам вариантов 2 и 4.

Люпин размещен в кормовом севообороте, химические средства защиты растений на данном поле не применялись последние 20 лет. Засоренность участка оценивается как сильная.

Агротехника опыта следующая: предшественник: однолетние кормовые культуры; обработка почвы включала зяблевую обработку культиватором-плоскорезом на глубину 18 см, предпосевную культивацию на глубину 6-8 см. Независимо от варианта опыта весь посевной материал люпина перед посевом был обработан ТМТД, ВСК из расчета 6 л/т. Посев семян сеялкой ССПН – 1,6 на глубину 6 см, норма высева – 150 кг/га.

Гербицидная обработка Лазуритом проведена на 2 день после посева люпина, остальные препараты были применены в начале фазы ветвления люпина при следующих погодных условиях: температура воздуха – 26,5о С, скорость ветра – 0,6-0,7 м/сек.

Повторность опыта трехкратная, размещение делянок систематическое, площадь опытной делянки 280 м2, общая площадь опыта 3400 м2.

Результаты оценки засоренности агроценоза люпина узколистного показали, что на опытном участке отмечено 10 видов сорной растительности, из них 3 вида (просо сорнополевое, просо куриное и овсюг) относятся к однодольным, остальные – к двудольным растениям (табл. 107, рис. 50 и 51). Все засорители агроценоза относятся к одной биологической группе – яровые.

наибольшее распространение в посевах люпина получили сорные растения семейств Мятликовые (60,3%) и Амарантовые (29,4%).

Возможность использования препарата Лазурит на посевах люпина ограничена примерно 5 днями (от посева семян до появления всходов). Опрыскивание почвы Лазуритом провели на 2 день после посева люпина. В сложившихся погодных условиях в этот период (резкое повышение температуры воздуха и почвы, пересыхание верхнего слоя почвы), произошло частичное испарение препарата, кроме того, отсутствовали осадки в течение 2 недель, все это привело к снижению эффективности Лазурита.

Таблица 107 – Видовой состав сорняков в агроценозе люпина узколистного

Вид Латинское название Семейство Биологическая группа
Щирица запрокинутая Аmaranthus retroflexus Амарантовые Яровой
Щирица жминдовидная Amarathus blitoides Амарантовые Яровой
Горец вьюнковый Fallopia convolvulus Гречишные
Курай обыкновенный Salsola kali Лебедовые Яровой
Марь белая Сhenopodium аlbum Лебедовые Яровой
Подмаренник цепкий Galium aparine Мареновые Яровой
Просвирник обыкновенный Malva neglecta Мальвовые Яровой
Просо сорнополевое Panicum miliaceum Мятликовые Яровой
Просо куриное Есhinochloa сrus-galli Мятликовые Яровой
Овсюг Avena fatua Мятликовые Яровой

word image 2360 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 50 – Распределение сорняков в люпиновом агроценозе по семействам

Так как для проведения эксперимента был выбран участок с сильной степенью засоренности, потребовалось применить гербициды по вегетации люпина.

C:\Documents and Settings\andrei_nir\Рабочий стол\документы 2\Фото\Опыты Учхоз\IMG_0002.JPG

Рисунок 51 – Фитосанитарное состояние агроценоза люпина перед применением гербицидной обработки

Состав сегетальной растительности включал как однодольные, так и двудольные сорняки, поэтому для гербицидной обработки была использована баковая смесь, состоящая из гербицидов Пилот и Квикстеп.

В среднем на учетных делянках на 1 м2 насчитывалось 57 сорных растений, доминирующими засорителями являются щирицы: запрокинутая и жминдовидная (28 шт/м2) и просо: сорнополевое и куриное (22 шт/м2), остальные представители сегетальной растительности встречаются в незначительном количестве – 1-2 шт/м2 (табл. 108).

Обработка посевов люпина баковой смесью гербицидов позволила полностью уничтожить злаковые сорняки, также чувствительные к препарату оказались горец вьюнковый, курай, подмаренник цепкий, марь белая, просвирник обыкновенный.

Чувствительность щирицы (виды) к метаметрону, действующему веществу Пилота, значительная, биологическая эффективность препарата по отношению к данному сорняку превышает 90%, однако, в нашем опыте она составила 40-46%.

Таблица 108 – Результаты учёта сорных растений в посевах люпина

Вид сорного растения Количество сорных растений, штук на 1 м2 Эффект от защиты,

%

без обработки с

обработкой

Щирица запрокинутая 13 7 46,2
Щирица жминдовидная 15 9 40,0
Горец вьюнковый 1 0 100
Курай обыкновенный 2 0 100
Марь белая 1 0 100
Подмаренник цепкий 1 0 100
Просвирник обыкновенный 1 0 100
Просо сорнополевое 10 0 100
Просо куриное 12 0 100
Овсюг 1 0 100
Итого 57 16 71,9

Действующее вещество Пилота проникает в сорное растение преимущественно через корни, его использование позволяет задержать появление второй «волны» сорняков. При этом Пилот подавляет двудольные сорняки на ранней стадии их развития. Ценоз щирицы состоял из растений разных фаз развития – от всходов до 5-6 настоящих листьев (рис. 52).

C:\Documents and Settings\andrei_nir\Рабочий стол\документы 2\Фото\фото с фотоаппарата 1.09.16\DCIM\102___08\IMG_1015.JPG

Рисунок 52 – Фитосанитарное состояние посевов люпина узколистного без применения средств защиты растений

Квикстеп применяется против злаковых сорняков в достаточно широком диапазоне – от всходов до ветвления культурного растения, что и обусловило эффективность препарата.

Фитосанитарное состояние посевов люпина в фазе сизых бобов на контрольных делянках и на делянках с применением химических средств защиты растений представлено на рис. 52 и 53 соответственно.

C:\Documents and Settings\andrei_nir\Рабочий стол\документы 2\Фото\фото с фотоаппарата 1.09.16\DCIM\102___08\IMG_1018.JPG

Рисунок 53 – Влияние средств защиты растений на фитосанитарное состояние люпина узколистного

К уборке на зеленую массу общий вес сырой биомассы культурных и сорных растений на контрольном варианте (без применения средств интенсификации производства) составил 13,54 т/га (табл. 109), из них вес люпина – 6,47 т/га, доля сорного компонента 7,07 т/га или 52,2%.

Внесение удобрений в дозе N30 не оказало положительного влияния на формирование биомассы агроценоза люпина. По мнению Г.С. Посыпанова (1993), азотные удобрения в малых и средних дозах снижают активность азотфиксации и не повышают урожайность бобовых культур, что подтверждается и нашими исследованиями: наблюдается тенденция увеличения фитомассы сорной растительности и снижение веса растений люпина.

Сорные растения обладают более развитой корневой системой и быстрыми темпами роста, потребляют из почвы большое количество минеральных веществ. Поэтому минеральные удобрения способствовали увеличению фитомассы сорняков.

Таблица 109 – Доля сорного компонента в посевах люпина в зависимости от уровня интенсификации

Вариант Общий вес биомассы, т/га В т.ч. вес, т/га ± к контролю Доля сорного компонента, %
сорняков люпина сорняки люпин
т/га т/га
% %
Контроль 13,54 7,07 6,47 52,22
Удобрения 12,36 7,35 5,01 +0,28 -1,46 59,47
+3,96 -22,56
Средства защиты растений 16,15 1,86 14,29 -5,21 +7,82 11,52
-73,69 +120,86
Удобрения + средства защиты растений 13,98 1,02 12,96 -6,05 +6,49 7,29
-85,57 +100,31

Использование химических средств защиты растений позволило существенно снизить засоренность посевов, вес зеленой массы люпина увеличился в 2,2 раза по отношению к контрольному показателю, а вес сорняков в общей фитомассе сократился в 3,8 раза, что обеспечило максимальную продуктивность агроценоза (16,15 т/га) и повысило кормовую ценность зеленой массы за счет сокращения доли сорных растений.

Применение мероприятий по химической защите растений положительно повлияло на сохранность растений люпина к уборке (рис. 54), и на формирование урожайности зеленой массы (рис. 55).

word image 2361 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 54 – Влияние средств интенсификации на высоту растений люпина и сохранность растений к уборке

Средняя высота растений люпина на всех экспериментальных участках превышала 50 см, значительной разницы между вариантами опыта не наблюдается, амплитуда показателя варьирует от 51 см (контроль, удобрения + средства защиты растений) до 55 см (средства защиты растений).

C:\Documents and Settings\andrei_nir\Рабочий стол\документы 2\Фото\фото с фотоаппарата 1.09.16\DCIM\102___08\IMG_1039.JPG

1 2 3 4

Рисунок 55 – Влияние пестицидов и агрохимикатов на формирование зеленой массы люпина узколистного

Условные обозначения:

1 – контроль; 2 – удобрения N30; 3 – средства защиты растений; 4 – удобрения + средства защиты растений

Рассматривая максимальные значения высоты культурных и сорных растений по вариантам опыта (рис. 56) отметим, что самые высокие растения люпина на всех экспериментальных делянках были на уровне 64-66 см, т.е. сформировались практически одинаковых размеров.

Наиболее высокие сорняки отмечены на контрольном варианте: высота проса куриного – 142 см, щирицы запрокинутой – 117 см.

word image 2362 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 56 – Влияние гербицидов и азотных удобрений на максимальную высоту культурных и сорных растений, см

Урожайность зерна люпина зависела от применения пестицидов и агрохимикатов (табл. 110).

Таблица 110 – Влияние гербицидов и азотных удобрений на урожай зерна люпина

Вариант Количество бобов на 1 растении, шт Урожайность зерна, ц/га ± К контролю
ц/га %
Контроль 2,8 1,6
Удобрения 2,3 4,2 +2,6 +162,5
Средства защиты растений 3,7 8,2 +6,6 +412,5
Удобрения + средства защиты растений 3,5 7,5 +5,9 +368,7

На контрольном варианте сформировалось по 2,8 боба на 1 растении люпина, максимальное значение – 5 бобов на растении, на отдельных учетных делянках до 30% растений не образовали бобов, также отмечены случаи, когда в бобах не завязались семена. Все это и обуславливает крайне низкую урожайность зерна – 1,6 ц/га – на экспериментальных участках без применения средств интенсификации производства.

Внесение удобрений N30 не способствовало увеличению количества бобов на 1 растении, без гербицидной обработки на участке с высокой степенью засоренности бобов получено по 2,3 шт на 1 растении, максимальное количество – 5 шт на растении. Сорняки, получив дополнительное азотное питание, сформировали большую биомассу, чем на контрольном варианте, и в большей степени угнетали растения изучаемой культуры. Как было уже отмечено выше, азотные удобрения в малых и средних дозах снижают активность азотфиксации и не повышают урожайность люпина. Невзирая на несколько меньшее количество завязавшихся бобов на 1 растении по отношению к контрольному варианту, все бобы сформировали полноценное зерно, кроме того, на данном варианте лучше сохранность растений к уборке (+ 2% к контрольному варианту), что в целом и обуславливает увеличение урожайности зерна до 4,2 ц/га.

Наибольшая урожайность зерна люпина получена на делянках с применением гербицидной обработки – 8,2 ц/га и гербицидной обработки на фоне азотных удобрений – 7,5 ц/га. Полное уничтожение злаковых сорняков и существенное подавление широколистных привело к формированию более благоприятных биотических условий для функционирования агроценоза люпина: на этих вариантах наилучшая сохранность растений к уборке, больше бобов на 1 растении.

Выводы

  1. Почвенно-климатические условия лесостепной зоны Красноярского края позволяют возделывать люпин узколистный на зеленую массу и зерно, для повышения продуктивности агроценоза люпина необходимо адаптировать элементы технологии к требованиям культуры.
  2. При высокой степени засоренности поля биологическая эффективность применения баковой смеси гербицидов Квикстеп и Пилот получена на уровне 72%.
  3. Урожайность зеленой массы и зерна люпина зависит от использования средств защиты растений. Лучшая результативность получена на варианте с опрыскиванием посевов баковой смесью гербицидов Квикстеп и Пилот без внесения минеральных удобрений: урожайность зеленой массы – 14,29 т/га, урожайность зерна – 8,2 ц/га.

8 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

8.1 Баланс растительного вещества в почве зернопаропропашного севооборота в условиях применения средств защиты растений и запашки пожнивных остатков

Растительные остатки в почве выполняют множество функций, они являются главным источником органического вещества и элементов питания при разложении (Сергеев, 2009; Ларионова и др., 2011; Кравченко, Куприченко, 2012; Семенов, Когут, 2015), стимулируют биологическую активность (Балашов и др., 2009; Коржов и др. 2018), способствуют оструктуриванию почвы, улучшают физические и водно-физические свойства (Кураченко, 2011), а также повышают противоэрозионную устойчивость почв (Долганова, 2016). Однако сокращение обработок требует обязательного применения средств защиты растений, способствует уплотнению и засорению почв ((Буренок, 2011; Черкасов и др., 2012), нарушению их аэрации и нитрификационной способности (Шарков и др., 2007). Наличие стерни и пожнивных остатков способствует увеличению патогенных организмов, которые отрицательно влияют на получение качественной продукции, особенно в семеноводстве (Концепция получения экологически безопасного зерна сои, 2018; Халипский и др., 2017). В связи с этим, предлагается в севооборотах комбинировать элементы почвозащитных технологий с применением средств защиты растений и классические технологии возделывания сельскохозяйственных культур для создания оптимальных условий функционирования агроэкосистемы и получения качественной продукции.

С целью изучения баланса растительного вещества в агрочерноземах и качества семенной продукции при использовании элементов почвозащитных технологий с применением средств защиты растений в звеньях зернопаропропашного севооборота проведены и обобщены исследования (Vlasenko O.A. and all., 2019.) в учебном хозяйстве «Миндерлинское». В качестве объекта исследований были выбраны звенья зернопаропропашного севооборота: пар – картофель – соя – яровая пшеница. Севооборот был заложен на комплексе агрочерноземов типичных глинисто-иллювиальных и агрочерноземов криогенно-мицелярных. По гранулометрическому составу комплекс агрочерноземов представлен средне- и тяжелосуглинистыми разновидностями, сумма обменных оснований в гумусовом горизонте колеблется от 35 до 56 мг-экв/100 г, рН изменяется от близкой к нейтральной и нейтральной в верхнем горизонте до слабощелочной в материнской породе, в составе обменных катионов преобладает кальций. Содержание гумуса варьирует от среднего до высокого (5,8 – 6,9%), мощность гумусового горизонта меняется от 32 на буграх до 68 см в микрозападинах. Микрорельеф изученного участка хорошо выражен, что характерно в целом для Красноярской лесостепи. Обеспеченность подвижным калием у почв очень высокая, подвижным фосфором – средняя и низкая, подвижными формами азота – низкая и очень низкая. Удобрения не вносились, применялись средства защиты растений. Элементами почвозащитных технологий являлись плоскорезная обработка при возделывании сои и пшеницы, оставление стерни, измельчение и разбрасывание всех растительных остатков возделываемых культур.

Подготовка чистого пара проводилась по классической технологии и состояла из зяблевой вспашки, выполняемой на глубину 25–27 см и четырёх культиваций в течение вегетации на глубину 8-10 см. Предшественник – яровая пшеница.

Соя сорта Заряница категории суперэлита относится к сортам раннего срока созревания, сорт включён в Госреестр по Восточно-Сибирскому региону, рекомендован для возделывания в Красноярском крае. Основная обработка плоскорезная, рыхление на глубину 15-17 см осенью после уборки предшественника (картофель), в год посева ранневесеннее боронование. Посев осуществлялся во второй декаде мая сеялкой Агратор 5800 на глубину 5 см, с нормой 0,8 млн. всхожих семян на 1 га. В начале июня применяли почвенный гербицид Зонтран дозировкой 0,6 л/га. В фазу второго тройчатого листа (вторая декада июня) применялся гербицид Парадокс с дозой 0,2 л/га. Уборка семян проводилась комбайном Палессе во второй декаде сентября. Урожайность семян составила 1,8 т/га, при средней урожайности семян в регионе – 2,0 т/га. Пожнивные остатки сои измельчались и оставались на поле.

Картофель сорта Арамис категории супер суперэлита (ССЭ) также включён в Госреестр по Восточно-Сибирскому региону. Среднеспелый, столового назначения. Картофель выращивали с целью получения семенной фракции по семенной технологии. Предшественником для картофеля был чистый пар. За две недели до посадки картофеля произведено ранневесеннее боронование, затем, непосредственно перед посадкой, почва рыхлилась на глубину 18-20 см. Посадка осуществлялась в гребни картофелесажалкой AVR, расход посадочного материала составил 2,9 т/га. Густота посадки растений составила 53 тыс. клубней/га, ширина междурядий 90 см. При посадке клубни картофеля обрабатывались препаратом Престиж, перед всходами почву обработали против однолетних двудольных и злаковых сорняков препаратом Зенкор ультра, во время вегетации картофеля проводились обработки против фитофтороза, альтернариоза, тлей и листогрызущих вредителей препаратами Консенто, Биская, Инфинито. В начале августа произвели механическое измельчение и разбрасывание ботвы, во второй декаде августа начали уборку картофеля на семенные цели. Все пожнивные остатки картофеля также оставались на поле. Средняя урожайность семян составила 15 т/га.

Пшеница Новосибирская 15 категории элита, предшественник соя. С осени проведена плоскорезная обработка на глубину 5-6 см, в год посева в первой декаде мая ранневесеннее боронование. Посев осуществлялся во второй декаде мая сеялкой Агратор с нормой высева 4,5 млн. всхожих семян/га. В середине июня, в фазу кущения проводилась обработка противоовсюжнымгербицидом Пума Плюс в дозе 1,25 л/га. Уборка осуществлялась во второй декаде сентября комбайном Палессе, пожнивные остатки с поля не выносились. Урожайность пшеницы составила 2,6 т/га.

Надземное растительное вещество учитывалось по 4 срокам в течение вегетации методом укосов в 4 кратной повторности одновременно во всех звеньях севооборота. Надземное растительное вещество разбирали на фракции: фитомасса и надземная мортмасса. Вместе с надземным учитывали подземное растительное вещество методом монолитов на глубину 20 см. Отмытое от почвы подземное растительное вещество фракционировали на корни, крупную мортмассу > 0,5 мм и мелкую мортмассу < 0,5 мм. Все фракции растительного вещества доводили до воздушно-сухого состояния и определяли их запасы. Далее на основе балансовых уравнений (Титлянова и др., 1982) рассчитывали интенсивность перехода фитомассы и корней в мортмассу и интенсивность разложения мортмассы. Содержание азота в растительных образцах определяли методом Гинзбурга и Щегловой. Углерод в растениях – методом Анстета в модификации В.В. Пономаревой и Т.А Николаевой. Структуру урожайности картофеля определяли непосредственно перед уборкой. Учёт уровня засорённости изучаемых культур и наличия фитопатогенов в полях севооборота выполнен методом маршрутного обследования по методике ЦИНАО.

Постепенное увеличение запасов фитомассы и корней в течение вегетации, отражает биологические особенности возделываемых культур (табл. 111).

Таблица 111 – Запасы растительного вещества в звеньях зернопаропропашного севооборота, т/га

Сроки отбора, культура Воздушно-сухое растительное вещество
надземное подземное в слое 0-20 см
фитомасса мортмасса корни мортмасса
крупная мелкая
соя
Июнь 0,02 0,01 0,01 2,52 3,57
Июль 0,99 0,12 0,17 2,75 2,43
Август 5,46 0,42 2,92 2,19 1,54
Сентябрь 3,43 2,02 1,07 3,13 2,52
Средняя 2,48 0,64 1,04 2,65 2,52
пар
Июнь 0 0,34 0 2,05 2,19
Июль 0,03 0,02 0,01 6,63 4
Август 0,04 0,16 0,09 2,6 1,54
Сентябрь 0,01 0,28 0,31 2,59 1,71
Средняя 0,02 0,20 0,10 3,47 2,36
пшеница
Июнь 0,01 0,22 0,01 1,57 1,19
Июль 0,12 0,11 0,02 2,46 2,81
Август 3,68 1,49 0,22 2,74 1,59
Сентябрь 4,85 2,15 0,1 1,2 1,81
Средняя 2,17 0,99 0,09 1,99 1,85
картофель
Июнь 0 0 0+0,34* 3,58 2,45
Июль 0,03 0,01 0,37+2,62* 2,71 1,78
Август 5,36 3,24 0,81+4,59* 6,14 1,61
Сентябрь 0,15 0,55 0,09+7,47* 4,22 2,02
Средняя 1,39 0,95 0,32+3,76* 4,16 1,97

* – клубни картофеля

На динамику формирования надземной мортмассы кроме биологических и физиологических особенностей растений, существенное влияние оказывает технология их возделывания. Так, при возделывании картофеля на семенные цели, производится десикация ботвы в начале августа, что влечет значительное увеличение запасов надземной мортмассы до 3 т/га в виде измельченных листьев и стеблей картофеля. В других звеньях севооборота максимальные запасы надземной мортмассы сформировались к сентябрю. В среднем за вегетацию в структуре растительного вещества севооборота преобладают запасы подземной мортмассы (рис. 57).

word image 2363 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 57 – Структура растительного вещества в звеньях зернопаропропашного севооборота

Формирование подземного растительного вещества имеет более сложные механизмы, которые связаны с отмиранием надземных органов растений и поступлением их в подземный блок, запасом растительных остатков предшественника, интенсивностью разложения растительных остатков, а также применяемой агротехникой. В почве изученных звеньев севооборота средние запасы мортмассы достоверных различий не имеют, за исключением поля картофеля, где значительно возрастает запас крупной мортмассы в августе и сентябре за счет поступления надземных остатков. Еще одной особенностью, которая отмечается многими авторами, является преобладание крупной мортмассы в структуре подземного растительного вещества. Также нами отмечено, что при возделывании сои подземная мортмасса формируется, в основном, за счет отмирания корней данной культуры (Kozhemyakov, 2015). При возделывании пшеницы и картофеля существенная доля растительных остатков в почве представлена измельченными надземными органами растений (солома, ботва).

Опираясь на предыдущие исследования (Титлянова и др., 1982; Чупрова, 2017) и на основе полученных нами данных, была составлена модель формирования и трансформации запасов растительного вещества в звеньях севооборота. Модель учитывает блоки растительного вещества, и потоки вещества между ними за дискретные промежутки времени, то есть с помощью этой модели можно охарактеризовать интенсивные параметры функционирования агроэкосистемы.

Предложенную модель можно описать с помощью системы балансовых уравнений, данные уравнения составлены с учетом научной парадигмы о сохранении вещества и энергии в природе, поэтому принято, что вся чистая первичная продукция либо аккумулируется в блоках мортмассы, либо расходуется на отчуждение с урожаем или разложение.

ANP=∆G+J3 BNP=∆R+J7
J3=∆D+J4+J6 J5 +J6+J7=∆Rem+J8
J4=∆St+J5 NNP=ANP+BNP

ANP – надземная продукция; BNP – подземная продукция; NNP – чистая первичная продукция; J3 – отмирание фитомассы, переход в надземную мортмассу; J4 – переход надземной мортмассы в крупную подземную мортмассу; J5 – переход крупной подземной мортмассы в мелкую подземную; J6 – переход надземной мортмассы в мелкую подземную; J7 – отмирание корней; J8 – разложение; ∆G, ∆D, ∆St, ∆R, ∆Rem – разница в запасах предыдущего и последующего сроков учета в блоках фитомассы, надземной мортмассы, крупной подземной мортмассы, корней и мелкой подземной мортмассы соответственно.

При возделывании картофеля интенсивность продукционного процесса, поступления и разложения растительного вещества оказались наибольшими по сравнению с другими звеньями севооборота. Новые порции свежего и измельченного растительного вещества, поступившего в почву в начале августа, вызвали немедленный «затравочный эффект» (Балашов и др., 2009) и достоверно увеличивали интенсивность разложения. Коэффициент корреляции в данном случае составил 0,97, что свидетельствует о прямой положительной связи (рис. 58).

При возделывании пшеницы и сои интенсивность разложения растительных остатков возрастала с середины июля по сентябрь и достигла 1,4 и 1,9 т/га за период. Такая невысокая интенсивность разложения связана с низким поступлением в почву растительных остатков, кроме этого остатки поступали в почву в крайне неблагоприятные периоды и к моменту поступления были уже иссохшими и пожелтевшими. Так при возделывании пшеницы и сои максимальное количество остатков поступало в почву либо во время июньской засухи, когда гидротермический коэффициент (ГТК) опустился до 0,1, либо в сентябре, когда среднесуточные температуры понизились, а количество осадков резко увеличилось, при этом ГТК составил 2,8. В таких экстремальных условиях биологическая активность почвы снижалась и интенсивность поступления остатков, была выше интенсивности их разложения. Однако стоит отметить, что при поступлении в почву остатков сои интенсивность разложения увеличивалась, корреляционная связь между этими процессами была прямой и очень тесной (коэффициент корреляции 0,99). При поступлении в почву остатков пшеницы интенсивность разложения возрастала не сразу, а с некоторой задержкой, поэтому корреляционная связь оказалась тесной, но обратной (коэффициент корреляции – 0,81).

word image 2364 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 58 – Интенсивность продукционного и деструкционного процесса в звеньях зернопаропропашного севооборота, т/га

Кроме количества свежего растительного вещества и сроков его поступления в почву, на интенсивность разложения влияет химический состав остатков, а именно отношение углерода к азоту (C/N). Остатки сои имеют достаточно узкое соотношение C/N (28) и благоприятны для разложения, однако основная их часть поступала в почву во второй декаде сентября и не успевала разложиться. Остатки пшеницы поступали в почву равномерно в течение вегетации, но имели очень широкое отношение C/N (58), это неблагоприятно для разложения и также приводило к накоплению соломы, листьев, корней и других остатков пшеницы в почве. Ботва картофеля и сорных трав имели среднее отношение С/N (38-40), их остатки еще зелеными поступали в почву после измельчения в процессе культивации и десикации, что заметно ускоряло процессы разложения. В целом содержание азота достоверно снижалось при переходе от живых органов растений к мортмассе, особенно интенсивно содержание азота снижалось в остатках сои.

Анализируя баланс растительного вещества в почве севооборота с учетом весенних запасов остатков предшественника, осенних запасов после уборки урожая и интенсивности поступления и разложения мортмассы в течение вегетации мы обнаружили, что накопление растительных остатков происходит при возделывании сои с применением плоскорезной обработки почвы, а также при возделывании пшеницы по классической технологии с обязательной заделкой пожнивных остатков (рис. 59).

word image 2365 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 59– Баланс растительного вещества в звеньях зернопаропропашного севооборота, т/га

В чистых парах поступление растительного вещества было равно его разложению и запасы мортмассы осенью не изменились по сравнению с весенними запасами. При возделывании картофеля по семенной технологии с десикацией, измельчением и разбрасыванием ботвы на поверхность почвы, запасы растительных остатков к осени незначительно уменьшились. В целом, для всего севооборота запас растительных остатков в почве положительный и накопление мортмассы составило 6,8 т/га (рис.60).

word image 2366 Оценка эффективности и отработка технологий применения новых форм удобрений, регуляторов роста и средств защиты растений (в контексте повышения эффективности производства в сочетании со снижением экологической нагрузки на агроценозы)

Рисунок 60 – Баланс растительного вещества в почве зернопаропропашного севооборота, т/га

Основным элементом структуры урожайности картофеля сорта Арамис, определившим его высокую продуктивность было количество товарных клубней, которое составило 11,5 шт./куст. Возделывание по чистому пару, отсутствие надземной мортмассы в период цветения и клубнеобразованя, своевременное применение средств защиты и проведение сорто- и фитопрочисток способствовало получению высококачественной семенной продукции картофеля. По результатам клубневого анализа установлено: поражение клубней паршой обыкновенной 2,0%, ризоктониозом 1,0%, таким образом, качество клубней соответствует требованиям межгосударственного стандарта (ГОСТ 33996-2016 Картофель семенной).

Урожайность сои зависела от количества семян в бобе, числа бобов на растении, массы семян с растения. Сорт Заряница характеризуется высокой устойчивостью к фузариозу и пероноспорозу, средней восприимчивостью к бактериозу и церкоспорозу, превосходя по устойчивости стандартный сорт СибНИИК 315. В ходе маршрутных обследований листостеблевые болезни на посевах сои не обнаружены, что объясняется засушливыми условиями в начале и середине вегетации. Сорный компонент представлен марью белой (Chenopodium album) и остистой (Chenopodium aristatum), щирицей жминдовидной (Amaranthus blitoides) и запрокинутой (Amaranthus retroflexus), коноплёй сорной (Cannabis ruderalis), просовидными злаковыми: просо куриное (Echinochloacrus galli), щетинники сизый и зелёный (Setaria glauca, viridis). Применение гербицида привело к уничтожению значительной части сорняков (90%), однако низкая эффективность препарата установлена для мари белой.

Урожайность пшеницы в исследуемом году в большей степени зависела от массы 1000 семян и количества зерен в колосе. Поскольку условия начала вегетации были засушливыми, то продуктивное кущение оказало на урожайность пшеницы незначительное влияние. Масса 1000 семян составила 38 грамм, среднее количество зерен в колосе – 30 шт. Ежегодно проводимая фитоэкспертиза семян показывает, что в Красноярском крае отмечается высокая пораженность семян болезнями, наиболее распространенными и вредоносными из которых являются корневые гнили. Дефицит увлажнения и размещение по сое способствовали снижению распространения корневых и листостебельных болезней в посевах пшеницы. Однако осадки ливневого характера второй половины июля-августа повлияли на распространение в посевах септориоза листьев пшеницы. По результатам полевых обследований установлено: распространение септориоза 61 %, индекс распространения 18 %, что в целом не повлияло на урожайность и качество семян пшеницы. Сорная растительность в посевах пшеницы представлена следующими видами: Гречиха посевная (Fagópyrumesculéntum L.), Конопля сорная (Cannabis ruderalis L.), Просо сорнополевое (Panicummiliaceumsubsp.ruderale L ), Просо куриное (Echinochloacrus-galli L.) Осот жёлтый (Sonchusarvensis L.) Щетинник сизый (Setariaglauca L.Beauv.) Щирица запрокинутая (Amarantusretroflexus L.) Щирица жминдовидная (Amaranthus blitoides) Льнянка обыкновенная (LinariavulgarisMill.) Осот розовый (Cirsiumarvense L.) Подмаренник цепкий (Galiumaparine). Применение средств защиты на пшенице привело к уничтожению 86% сорняков.

Выводы

  1. При возделывании сои значительный вклад в формирование мортмассы оказывают ее корни, при возделывании пшеницы – надземные части растений (солома), в звене севооборота пар-картофель – основную долю мортмассы занимают остатки ботвы картофеля.
  2. Интенсивность продукции и разложения растительного вещества убывает в ряду: картофель – соя – пшеница – пар. Интенсивность разложения растительных остатков имеет прямую связь с интенсивностью их поступления в мортмассу.
  3. Баланс растительного вещества в звене соя – пшеница положительный, в звене картофель – пар – отрицательный. В целом для данного севооборота накопление растительных остатков в почве составило 6,8 т∙га-1.
  4. Применяемая почвозащитная агротехнология (разбрасывание и запашка стерни, минимизация основной обработки для зерновых культур) на фоне средств защиты не привела к увеличению пораженности фитопатогенами и ухудшению качества семенной продукции.

8.2 Трансформация азота, активность уреазы и устойчивость чернозема выщелоченного при использовании гербицидов

В структуре посевных кормовых культур Российской Федерации кукуруза занимает третье место (22,4 %). Ежегодно в Красноярском крае сельскохозяйственные товаропроизводители увеличивают площадь под кукурузой: в 2014 г. она занимала 16,3 тыс.га, в 2015 г. – 18,1 тыс.га, в 2016 – 21,2 тыс.га., 2017 г. – 22,0 тыс.га., 2018 г – 23,0 тыс.га. Поскольку посевы кукурузы на силос убираются в фазе молочно-восковой и восковой спелости зерна, то их возделывание по зерновой технологии сопровождается мероприятиями по защите культуры, в том числе и от сорных растений (Брылев, 2018).

Сбалансированная химизация растениеводства с использованием регуляторов роста и гербицидов позволяет добиться существенного увеличения урожайности. С другой стороны, использование средств защиты растений является экологически рискованным, но, очевидно, почти незаменимым технологическим приемом борьбы с вредными объектами на сельскохозяйственных культурах. Гербициды, являясь сложными химическими соединениями, могут оказывать весьма существенное влияние, как на пищевой режим почв, так и на уровень ее биологической активности (Мамиев и др., 2016). В лесостепной зоне Красноярского края агроэкологическая оценка воздействия агрохимикатов на почвенную биоту проводилась недостаточно (Белоусов, Белоусова, 2013; Белоусов, Белоусова, 2017). Поэтому актуальным является вопрос о необходимости соблюдения экологической безопасности при применении в сельском хозяйстве ядохимикатов, в частности гербицидов. Наиболее быстрый отклик на внешние нарушающие воздействия природного и антропогенного характера свойственен микробному сообществу, поэтому определение содержания в почве углерода и азота микробной биомассы (Смб) является чувствительным индикатором состояния органического вещества почвы. По мнению Н.Д. Ананьева с соавторами (2002), показателем устойчивости микробного сообщества почвы может служить отношение скорости базального дыхания к биомассе микроорганизмов, оно получило название микробного метаболического коэффициента. Установлено, что чем ниже величина отношения дыхания к биомассе, тем устойчивее данная экосистема.

Исследования по влиянию гербицидной нагрузки на содержание подвижных форм азота и активность уреазы чернозема выщелоченного под посевами кукурузы проводили на опытном поле учебного хозяйства «Миндерлинское» (Белоусов и др., 2019).

Объект исследований – чернозем выщелоченный маломощный среднегумусный тяжелосуглинистый иловато-пылеватый на коричнево-бурых тяжелых суглинках. Почва опытного стационара характеризовалась высоким содержанием гумуса – 9,3 %, рН близкой к нейтральной (6,8…6,9), высокой поглотительной способностью (ЕКО = 56,5 ммоль/100 г) и насыщенностью основаниями (V = 97 %), повышенным содержанием подвижного фосфора (P2O5 = 20…22 мг/100 г) и очень высокой обеспеченностью обменным калием (К2О = 25…27 мг/100 г).

Опыт заложен в трехкратной повторности, размещение делянок систематическое. Общая площадь опытной делянки составила 500 м2. Обработка почвы включала: зяблевую плоскорезную основную обработку на глубину 18 см, предпосевную культивацию на глубину 6-8 см. В эксперименте использовали гибрид кукурузы F1«Катерина СВ». Гибрид относится к раннеспелым (ФАО 170), холодостойкий, с хорошим начальным развитием. Посев сеялкой СВУ – 8У на глубину 6 см, норма высева – 25 кг/га. Предшественник – чистый пар. Применяли гербициды, действующие вещества которых указаны в схеме опыта.

Схема опыта

№ варианта Действующее вещество гербицида
0 контроль (без применения гербицида)
1 изоксафлютол+тиенкарбазон-метил+ципросульфамид
2 форамсульфурон + йодосульфурон-метил-натрия + изоксадифенэтил
3 форамсульфурон + йодосульфурон-метил-натрий + тиенкарбазон-метил + ципросульфамид

Обработка посевов кукурузы гербицидами проведена в фазе развития 4-5 листа культуры. Почвенные образцы отбирали из слоев 0-10 и 10-20 см до обработки посевов гербицидами (фон), а также через 7 и 37 дней после обработки.

Основные химические показатели по характеристике почв получены при помощи общепринятых методов (Аринушкина, 1970). В почвенных пробах были определены: рН водной суспензии, содержание аммонийного азота – потенциометрически, щелочногидролизуемого азота (Nщг) по Корнфилду. Активность уреазы определяли по (Хазиев, 1976]. Углерод микробной биомассы устанавливали путем пересчета скорости субстрат-индуцированного (СИД) дыхания по формуле:

Cмб (мкг С/1г почвы) = (мкл СО2 ∙ г-1 почвы час-1) ∙ 40,04 + 0,37.

Базальное дыхание почвы определяли по скорости выделения СО2 почвой за 8-10 часов ее инкубации при 22 °С и 60 % ПВ. Определение ско­рости продуцирования СО2 проводили, как описано для определения СИД, только вместо раствора глюкозы в почву вносили воду. Скорость базального дыхания выражали в мкг С-СО2/ г / час.

Микробный метаболический коэффициент рассчитывали как отношение скорости базального дыхания к микробной био­массе:

БД/Смик = qCО2 (мкг С-СО2/ мгСмик/ час) (Anderson, Domsch, 1978).

Статистическую обработку данных провели, используя пакет программ Excel.

Легкогидролизуемая форма азота, являясь ближайшим резервом минерального питания растений, подвержена влиянию различных факторов. Хорошо известно о таких причинах, как гидротермические условия и обработка почвы. Информации о влиянии гербицидов на направленность трансформации органического азота практически нет. Известно, что попадая в почву, гербициды оказывают воздействие на микробиологические процессы, происходящие в ней. По различным данным, на непосредственное подавление сорной растительности расходуется от 1-2 до 10-40% от вносимого количества гербицида, остальная его часть вымывается в грунтовые воды или связывается с почвенным материалом, создавая значительные экологические проблемы (Анисимова, 1997). Соединения, гидролизуемые щелочью, вовлекаются в превращения и могут сообщать о векторе трансформации, а значит информировать о степени воздействия исследуемого фактора. В почве анализируемых вариантов до использования гербицидов (фон) содержание щелочногидролизуемого азота в целом соответствовало высокой оценке по шкале обеспеченности сельскохозяйственных растений элементом, которую предложил (Шконде, 1964). Спустя неделю после применения агрохимикаты закономерно повлияли на динамику изменений Nщг (табл. 112).

Таблица 112 – Содержание щелочногидролизуемого азота (мг/кг)

Сроки Фон – до обработки гербицидами После обработки – 26 июня После обработки – 31 июля
Варианты 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см
Контроль 203 194 193* 187 203 192
Вариант 1 215 224 243* 242 250 222
Вариант 2 233 264 229 229 225 219
Вариант 3 233 264 205* 196* 199 190
НСР05 13 33 20 32 23 38

* – здесь и далее: достоверные различия в динамике

На варианте опыта один отмечалось достоверное повышение легкогидролизуемых веществ, а в почве на варианте опыта два их содержание значимо снижалось. Тогда как в почве контрольного варианта отмечено существенное понижение Nщг. Таким образом, воздействие испытуемых гербицидов не выявило закономерных изменений в превращениях легкогидролизуемых соединений азота на данном этапе наблюдений.

Важнейшим агентом в трансформации азотсодержащих соединений в почве являются ферменты азотного цикла. Так как, «слабым» местом почв сибирского региона является низкая обеспеченность минеральным азотом в весенний период, то «наложение» на это время гербицидной нагрузки, вероятно, обусловливает дефицит элемента.

Воздействие, оказываемое гербицидами на почвенные биохимические процессы, зависит, прежде всего, от их химического состава. Интересно отметить, что по химическому составу изучаемые гербициды являются органическими азотсодержащими соединениями. Одним из компонентов, применяемых в опыте химикатов, были азотсодержащие антидоты. Так, в составе гербицидов на варианте опыта один и три использовался ципросульфамид. Таким образом, адсорбируясь почвенными элементарными частицами, гербициды и их компоненты могут обнаруживать, возможно, как стимулирующий, так и ингибирующий эффект. Экспериментами установлен существенный ингибирующий эффект уреазы такими органическими соединениями, как алифатические амины, дегидрофенолы и хиноны. Данные соединения входят в структуру исследуемых нами гербицидов.

Представленные в таблице 113 материалы свидетельствует о возможном ингибирующем влиянии гербицидов на варианте опыта один и два на почвенную уреазу.

Таблица 113 – Активность уреазы чернозема выщелоченного (мг N-NH4/10 г/24 ч)

Сроки Фон – до обработки гербицидами После обработки – 26 июня После обработки – 31 июля
Варианты 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см
Контроль 2,49 1,01 1,63 2,73 3,77 4,44
Вариант 1 9,05 5,33 1,57* 2,45* 3,12 1,73
Вариант 2 9,65 10,77 2,25* 6,16* 1,00 0,50
Вариант 3 2,93 2,85 1,64 1,22 3,55 4,58
НСР05 2,45 3,00 FФ<Fт 1,96 1,56 1,33

Так, в предшествующей обработке гербицидами период, ее активность была существенно выше в почве делянок данных вариантов. Через неделю после опрыскивания обнаруживалось значимое снижение активности. Входящий в состав гербицида на варианте опыта два антидот изоксадифен-этил не оказывал аналогичного ингибирующего влияния на интенсивность гидролиза мочевины. В целом результаты активности уреазы всех вариантов опыта показали слабую обеспеченность почвы этим ферментом.

Исследованиями установлено, что в агроэкосистемах быстрое нарастание активности уреазы свидетельствует о способности накопления в почве аммиачного азота. Нашими наблюдениями указанная зависимость не подтвердилась. Снижение активности уреазы сопровождалось достоверным нарастанием содержания аммонийного азота. Это указывает на то, что данная форма азота стала результатом деятельности других процессов, переводящих азотсодержащие органические соединения в аммиачную форму.

Полученные данные (табл. 114) указывают на очень низкую обеспеченность аммиачным азотом почвы всех вариантов.

Таблица 114 Содержание аммонийного азота (мг/кг)

Сроки Фон – до обработки гербицидами После обработки – 26 июня После обработки – 31 июля
Варианты 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см
Контроль 1,64 1,34 3,54* 2,90* 4,37 2,92
Вариант 1 1,80 1,99 3,51* 3,14* 5,25 3,83
Вариант 2 2,25 1,87 3,84* 3,65* 3,69 3,41
Вариант 3 2,44 1,98 2,72 2,48* 3,18 2,61
НСР05 FФ<Fт FФ<Fт 0,72 0,60 1,50 0,71

Однако, причинами, обусловившими такой уровень, могли быть различные, в том числе использование минерального азота растениями в период интенсивного нарастания вегетативной массы. Минимальная концентрация аммиачного азота обнаруживалась в почве варианта, обработанного гербицидом на варианте опыта три, что коррелировало с пониженной активностью уреазы, особенно в слое 10-20 см. Напротив, предельные значения N-NH4 диагностировались в почве, где использовался гербицид с действующими веществами форамсульфурон + йодосульфурон-метил-натрия + изоксадифенэтила (вариант 2). Причем, этот максимум был также сопряжен с повышенной уреазной активностью.

Данные по урожайности кукурузы показывают достоверное увеличение зеленой массы данной культуры при использовании гербицидов (табл. 115).

Биологической особенностью кукурузы является ее сравнительно высокая засухоустойчивость. Однако, длительное отсутствие осадков в фазе всходов и от пятнадцатого листа до спелости привело к снижению продуктивности культуры. Растения контрольного варианта сформировали лишь 206,5 ц/га.

Использование гербицидов оказало существенное влияние на формирование зеленой массы, обеспечив повышение продуктивности по отношению к контролю от 21,7 до 66,3 %. На формирование общего веса зеленой массы кукурузы оказывали влияние высота растений, а так же количество сформировавшихся початков и их вес.

Таблица 115 Влияние гербицидов на урожайность зеленой массы кукурузы

Вариант Урожайность зеленой массы Спелость зерна
ц/га ± к контролю
ц/га %
Контроль 206,5 молочная-молочно-восковая
Вариант 1 251,4 +44,9 +21,7 молочная-молочно-восковая
Вариант 2 343,4 +136,9 +66,3 молочная-молочно-восковая
Вариант 3 316,8 +110,3 +53,5 молочная-молочно-восковая
НСР05 34,8

Применение гербицидов также обеспечило повышение биометрических параметров растений (таблица 116).

Таблица 116 Морфометрические показатели гибридов кукурузы

Вариант Высота растений, см Средне количество початков на 1 растении, шт. Средний вес початка, кг
Контроль 183,9 1,0 0,126
Вариант 1 216,3 1,2 0,136
Вариант 2 234,4 1,0 0,168
Вариант 3 232,2 1,2 0,148
НСР05 15,6 0,1 0,015

Высота растений на контрольном варианте в среднем составила 184 см. Применение гербицидов оказало значительное влияние на рост растений кукурузы, способствуя повышению морфометрических показателей.

Наличие низкой конкурентной нагрузки со стороны сорной растительности за потребление питательных веществ и влаги на начальных, наиболее уязвимых фазах развития кукурузы на вариантах опыта 2 и 3, повысило темпы поступательного развития стебля растений.

Высота растений на делянках, обработанных гербицидами на вариантах опыта 2 и 3, находилась на одном уровне, что на 27,5 и 26,3 % больше, чем на контроле. Высота растений на участке варианта 1 превышает контроль на 32,4 см, что составляет 17,6 %. Практически каждое растение кукурузы сформировало по 1 полноценному початку. Химическая защита растений от сорного компонента обнаружила значительное нарастание веса початка: на контроле его средний вес составил 0,126 кг. При применении гербицидов вес початков изменялся: от 0,136 до 0,168 кг.

Почвы являются естественным резервуаром, где происходят деградация и аккумуляция созданных человеком пестицидов. Познание процессов самоочищения и механизмов биологической устойчивости почв является необходимым для определения состояния («здоровья») почвы и поиска путей сохранении биосферы. Наиболее характерным индикатором устойчивости к антропогенным воздействиям является активность микробных сообществ. Микробный метаболический коэффициент, представляющий собой отношение дыхания почвенных микроорганизмов к их биомассе, может служить показателем нарушения в почвенной системе. Рассмотрим, представленные в таблице 117, значения микробной биомассы и метаболического коэффициента чернозема выщелоченного.

Таблица 117 – Значения микробной биомассы (Смик, мкг С/1г почвы) и метаболического коэффициента (qCO2, мкг С-СО2/ мг Смик / час) чернозема обыкновенного

Варианты Фон – до обработки гербицидами После обработки – 26 июня
Смик qCO2 Смик qCO2
Контроль 1343 4,3 1391 5,5
Вариант 1 1344 6,7 1478 6,6
Вариант 2 1568 4,3 1344 5,8
Вариант 3 1164 3,6 1164 5,1
НСР05 FФ < Fт FФ < Fт FФ < Fт FФ < Fт

По уровню иммобилизации углерода клетками микроорганизмов почва исследуемых вариантов отличалась высокими значениями, как на контрольном, так и в опытных вариантах. Причем достоверных различий по содержанию в почве Смик не наблюдалось.

В период, предшествующий применение используемым агрохимикатам, показатели метаболического коэффициента варьировали в пределах 3,6 – 6,7 мкг С-СО2/ мг Смик / час. В целом данные величины указывают на довольно значимую активность почвенной биоты, однако, применение гербицидов не вызывало существенного изменения обменных процессов в почве (tФ < tт). Представленные фактические материалы позволяют заключить, что гербициды при используемой концентрации, которая не превышала рекомендованные для практики дозы, могут определять экофизиологический статус почвенного микробного сообщества. Таким образом, исследуемые агрохимикаты не оказывали влияния не величину микробного метаболического коэффициента, спустя одну неделю после обработки.

Выводы

  1. Результаты опыта свидетельствуют о двойственном влиянии исследуемых гербицидов на превращение соединений азота в почве под растениями кукурузы. Низкая активность уреазы в почве вариантов опыта свидетельствует о слабой обеспеченности почвы исходным органическим субстратом.
  2. Установлено, что воздействие на активность фермента может оказывать насыщенность почвы гербицидами предшествующих лет использования. Также воздействие испытуемых гербицидов не выявило закономерных изменений в превращениях легкогидролизуемых соединений азота.
  3. В условиях Сухобузимского района Красноярской лесостепи можно выращивать кукурузу на силос с початками восковой спелости. Предлагаемая система защиты растений кукурузы от сегетальной растительности обеспечивает высокую хозяйственную эффективность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полевые и лабораторные опыты, проведенные с биологическими стимуляторами, ораническими, органо-минеральными и минеральными удобрениями и средствами химической защиты сельскохояйственных культур на почвах Красноярской, Назаровской и Минусинской лесотепи позволили изучить механизм их влияния на свойства и режимы почв, отработать технологии их применения и провести оценку эффективности на сельскохозяйственных культурах.

Исследования, проведенные в полевых опытах на яровой пшенице и рапсе показали, что биологический стимулятор «Лигногумат АМ», применяемый в комплексной защите сельскохозяйственных культур в качестве протравителя и по вегетирующим растениям, способствовал сохранению запасов продуктивной влаги в 0-20 см слое почвы, максимальному оструктуривающему эффекту в почве (88 %), достоверному повышению полевой всхожести пшеницы на 15 %, рапса – на 23 %. Биологический стимулятор «Лигногумат АМ» определил максимальный уровень урожайности семян яровой пшеницы (48 ц/га) и зелёной массы ярового рапса (53 т/га), превышающий контроль на 12 ц/га и 15 т/га соответственно.

Установлено, что действие биологических стимуляторов марки «Берес», используемых в комплексной защите яровой пшеницы, на полевую всхожесть растений, распространение заболеваний и развитие болезней, структуру урожая, урожайность зерна пшеницы и его качества было различным. Показано, что наиболее эффективным приемом, увеличивающим полевую всхожесть растений на 65 %, максимальную длину растений, обеспечивающим высокое количество и хорошее качество клейковины в зерне пшеницы является применение «Берес 8» в качестве протравителя и с последующими внекорневыми обработками посевов.

Лабораторные опыты по определению оптимальной дозы биологического стимулятора «Гипергрин» для протравливания семян зерновых культур показали, что оптимальной является доза 0,5 л/т, обеспечивающая максимальную энергию прорастания, лабораторную всхожесть, количество и длину корешков, длину ростка, а также зеленой фитомассы культуры.

Оценка действия биологического стимулятора «Гипергрин», применяемого в комплексной защите яровой пшеницы, где он использовался в качестве протравителя семян и в баковых смесях по вегетирующим растениям с гербицидами, фунгицидами и инсектицидами выявила, что эффективность применения препарата на посевах яровой пшеницы определяется погодными условиями. В условиях хорошей влагообеспеченности (2016 г.) биологический стимулятор способствовал повышению урожайности яровой пшеницы на 10 ц/га. Уровень рентабельности производства зерна яровой пшеницы при этом достигал 166,9 %. Биологическая стимуляция роста и развития растений яровой пшеницы в условия дефицита влаги (2017-2018 гг.) определила повышение урожайности зерна пшеницы на 1-4 ц/га. Технология возделывания яровой пшеницы с применением «Гипергрин» совместно с протравителем и в баковых смесях по вегетирующим растениям в среднем за период испытаний определяет себестоимость продукции (513,5 руб./ц), прибыль (317,1 руб./ц) и уровень рентабельности (61,8 %).

Доказано, что использование биологического стимулятора «Гипергрин» в качестве протравителя клубней картофеля и последующими двумя обработками по вегетации увеличивает урожайность культуры по сравнению с контролем на 4,16 т/га за счет увеличения количества клубней в кусте. Применение биологического стимулятора позволяет сократить время уборки при выращивании картофеля на семенные цели и повысить урожайность и выход товарных клубней при возделывании на продовольственные цели. Самая высокая окупаемость дополнительных затрат и уровень рентабельности (517 %) наблюдался при использовании биологического стимулятора совместно с химическими средствами защиты. Уровень рентабельности по сравнению с контролем увеличился на 9,9 %.

Изучение возможностей применения органо-минерального удобрения «Чудорост» с комплексом микроводорослей в качестве протравителя семян показало, что оно благоприятно действует на начальные ростовые процессы семян гороха и пшеницы, увеличивая длину ростка на 0,3-0,8 см и длину корней на 2,6 см. Обработка семян пшеницы удобрением с культурой хлореллы в чистом виде и в смеси с артроспирой и дуналиеллой определила повышение энергии прорастания на 1-2 % и лабораторной всхожести на 2 %.

Установлено, что применение нового органо-минерального удобрения (ОМУ) на картофеле не изменяет реакцию черноземов, оптимизирует содержание почвенной влаги, улучшает условия питания растений. Высокое суммарное содержание минеральных форм азота обеспечивает потребность картофеля в течение всей вегетации. Наиболее эффективное действие на величину урожайности картофеля и статистически достоверную прибавку оказывает внесение ОМУ в норме 1,0 ц/га при посадке клубней. При внесении ОМУ в разных нормах и различными способами получена экологически чистая продукция картофеля, в которой содержание нитратов не превышает предельно допустимую концентрацию за счет сбалансированного содержания элементов питания в изученном удобрении.

Результаты модельного опыта по изучено влияния традиционных комплексных удобрений и нового органо-минерального удобрения (ОМУ) на продуктивность яровой пшеницы и свойства чернозема обыкновенного при разной обработке предшествующего парового поля показали, что применение комплексных удобрений на черноземе обыкновенном приводит к увеличению высоты растений на варианте с отвальной вспашкой парового предшественника. Применение традиционных минеральных комплексных удобрений аммофоса и азофоски, а также нового органо-минерального удобрения (ОМУ) способствует улучшению азотного, фосфатного и калийного состояния почвы и не изменяет величину рН. Внесение нового органо-минерального удобрения не повлияло на увеличение продуктивности пшеницы. Наибольшая прибавка урожайности пшеницы и максимальный уровень рентабельности (202,2 %) получен при внесении азофоски на варианте с поверхностным дискованием почвы.

Материалами по изучению влияния ранневесенних подкормок минеральными удобрениями на оптимизацию условий питания различных сортов озимой ржи, их продуктивность и качество доказано их существенное действие на содержание нитратного азота в почве. Максимальная агрономическая эффективность удобрений, внесенных в подкормки, зафиксирована у сорта Тетра, где получены высокие статистически достоверные прибавки урожайности по сравнению с не удобренным контролем. Установлено улучшение химического состава растений озимой ржи при проведении подкормок всеми видами удобрений. Под влиянием подкормок минеральными удобрениями почти у всех сортов повысилось содержание азота в муке зерна. Экономически выгодным является возделывание озимой ржи сорта Тетра при ранневесенней подкормке аммонийной селитрой, где уровень рентабельности производства составил 80 %.

Оценка эффективности различных видов вермикомпостов, полученных на кафедре почвоведения и агрохимии, и технологии их внесения показала, что оптимальной дозой внесения вермикомпоста, приготовленного на основе птичьего помета и отходов деревообработки, на агрочерноземе под яровую пшеницу является 5 т/га, на агросерой почве под яровую пшеницу, рапс и гречиху – 6 т/га и 3 т/га – на основе отходов чая и кофе. Разные дозы внесения этих удобрений обусловлены типом почвы и химическим составом отходов производств, используемых для их подготовки. При внесении вермикомпостов в почвы отмечается достоверное повышение содержания гумуса и его подвижных форм, подвижного фосфора и обменного калия, зависящее от доз внесения. Доказано, что вермикомпосты не загрязняют и способствуют снижению количества в них никеля, хрома, меди. Показано, что применение вермикомпоста в Красноярской лесостепи способствует стабилизации гумусового состояния почвы. Установлено, что внесение в почву возрастающих доз вермикомпоста способствует формированию устойчивых структур и усилению процесса гумификации, обеспечивая стабильное состояние гумуса.

При отработке технологии применения средств защиты растений научно-обоснована и усовершествована технология возделывания кукурузы с применением новых гербицидов. Она позволила снизить засоренность агроценоза, повысить урожайность зеленой массы культуры на 22-66 %. Впервые в условиях Красноярской лесостепи изучена эффективность гербицидов в посевах гибрида кукурузы Катерина СВ.

Исследованиями по изучению эффективности гербицидов в агроценозе ярового рапса доказано, что обработка посевов приводит к полному уничтожению злаковых сорняков, горца вьюнкового, курая обыкновенного, мари белой. Некоторую степень устойчивости проявила щирица запрокинутая (87 %). Общая эффективность примененной баковой смеси на посевах рапса превышает 84%. На варианте с применением средств защиты растений вес зеленой массы составил 20,16 т/га, что на 5,22 т/га или на 25,9% превышает контрольный показатель.

Полевыми опытами установлено, что эффективность средств защиты на посевах яровой пшеницы и ячменя. Высокая урожайность сельскохозяйственных культур сформирована за счет комплексной защиты пестицидами. Применение протравителя Сценик Комби, КС (1,5 л/т); баковой смеси гербицидов Велосити Твин Пак (0,75 л/га) + Секатор Турбо, МД (0,75 л/га) и баковой смеси Прозаро, КЭ (0,6 л/га) + Децис Эксперт, КЭ (0,125 г/га) формирует максимальную урожайность яровой пшеницы 44 ц/га, что на 14 ц/га превышает контрольный вариант без химической защиты растений. Схема защиты ярового рапса с применением Сценик Комби, КС (1,5 л/т); Пума Супер 7,5, ЭМВ (0,75 л/га) + Секатор Турбо, МД (0,75 л/га); Солигор, КЭ (0,6 л/га) + Децис Эксперт, КЭ (0,125 г/га) определила повышение урожайности культуры на 12 ц/га по сравнению с контролем.

В результате полевых экспериментов определено, что почвенно-климатические условия лесостепной зоны Красноярского края позволяют возделывать люпин узколистный на зеленую массу и зерно. При высокой степени засоренности полей биологическая эффективность применения баковой смеси гербицидов Квикстеп и Пилот получена на уровне 72%. Урожайность зеленой массы и зерна люпина зависит от использования средств защиты растений. Лучшая результативность получена на варианте с опрыскиванием посевов баковой смесью гербицидов Квикстеп и Пилот без внесения минеральных удобрений: урожайность зеленой массы – 14,29 т/га, урожайность зерна – 8,2 ц/га.

В ходе исследований сформированы агроэкологические подходы к сохранению и воспроизводству плодородия почв региона. Установлено, что сочетание элементов почвозащитных технологий в севообороте, таких как минимизация основной обработки для зерновых культур, запашка остатков пшеницы после возделывания сои, десикация и разбрасывание ботвы картофеля, вместе с применением средств защиты растений и классической обработкой паровых полей способствует пополнению растительных остатков в агрочерноземе на 6,8 т/га, при этом сохраняется качество семенной продукции сои, картофеля и пшеницы.

Оценка влияния гербицидов на превращение соединений азота, активность уреазы чернозема выщелоченного, а также продуктивность кукурузы в условиях лесостепной зоны Красноярского края показала, что воздействие гербицидов не определяет закономерных изменений в превращениях легкогидролизуемых соединений азота. Обнаружен ингибирующий эффект гербицидов «Аденго» и «Майстер Пауэр» на почвенную уреазу. «Майстер КомбиПак» по-иному воздействовал на интенсивность гидролиза мочевины. Снижение активности уреазы сопровождалось достоверным нарастанием содержания аммонийного азота. Использование гербицидов оказало существенное влияние на формирование зеленой массы, обеспечив повышение продуктивности по отношению к контролю от 22 до 66 %. Представленные фактические материалы позволяют заключить, что гербициды при используемой концентрации, которая не превышала рекомендованные для практики дозу, могут определять экофизиологический статус почвенного микробного сообщества, что снижает экологическую нагрузку на агроценозы.

Полученные материалы по действию биологических стимуляторов, органических, органо-минеральных, минеральных удобрений, средств защиты на свойства почв и продуктивность сельскохозяйственных культур позволяют усовершенствовать элементы технологии их возделывания в условиях Красноярского края, способствующие воспроизводству плодородия почвы и повышению урожайности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

    1. Агафонов, В.А. Формирование агроценозов проса с бобовыми культурами и рапсом яровым в лесостепи Предбайкалья / В.А. Агафонов, Е.В.Бояркин, О.А. Глушкова и др. // Кормопроизводство. – 2015. – №7. – С. 20-24.
    2. Акимова, О.И. Эффективность применения агротехнических приемов возделывания озимых зерновых культур в лесостепной и степной зонах Минусинской впадины / О.И. Акимова. – Абакан, 2006.0 – 210 с.
    3. Александрова, Л.Н. Лабораторно-практические занятия по почвоведению / Л.Н. Александрова, О.А. Найденова. – Л.: Колос, 1986. – 350 с.
    4. Аленин П.Г., Кшникаткина А.Н. Продукционный потенциал зерновых, зернобобовых, кормовых, лекарственных культур и совершенствование технологии их возделывания в лесостепи Среднего Поволжья. – Пенза, 2012. – 265 с.
    5. Алисов, Б.П. Климат СССР. М.: Изд-во МГУ, 1956.– 127 с.
    6. Ананьева, Н.Д. Оценка устойчивости почвенных микробных комплексов к природным и антропогенным воздействиям / Н.Д. Ананьева, Е.В. Благодатская, Т. Демкина // Почвоведение. – 2002. – № 5. – С. 580-587.
    7. Анисимова, М.А. Детоксицирующая способность почв и выделенных из них гуминовых кислот по отношению к гербицидам: дис. …канд. биол. наук: 03.00.27 / М.А. Анисимова. – М., 1997. – 127 с.
    8. Антипова, Е. М. Флора внутриконтинентальных островных лесостепей средней Сибири. Красноярск: Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева, 2012. – 662 с.
    9. Антонова, О.И. Эффективность использования гербицидов, удобрений (ОМУ и Акварина) при возделывании яровой пшеницы. / О.И. Антонова // Материалы научно-практической конференции «Повышение устойчивости производства высококачественной сельскохозяйственной продукции на основе использования средств защиты растений и агрохимикатов». – Алтайхимпром, 2003. – С. 38-44.
    10. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв – М.: Изд-во МГУ, 1970. – 487 с.
    11. Артемов, И.В. Роль севооборотов с сидератами в биологизации земледелия / И.В. Артемов, С.И. Манаенкова // Кормопроизводство. – 2007. – №12. – С. 20–21.
    12. Архив погоды в Сухобузимском [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://rp5.ru/Архив_погоды_в_Сухобузимском , 25.08.2019.
    13. Астанкулов, Т.Э. Стимуляторы роста, урожайность и качество картофеля / Т. Э. Астанкулов // Химизация сельского хозяйства. – 1991. – №7. – С. 79-81.
    14. Багринцева, В.Н. Мерлин защитит кукурузу / В.Н. Багринцева //Кукуруза и сорго, 2009. – №3. – С. 23 -24.
    15. Балабко, П.Н. Значение ГУМАТА и БИОУД-1 в технологии выращивания картофеля на дерново-подзолистой почве / П.Н. Балабко, А.М. Головков, Т.И. Хуснетдинова, Н.Ф. Черкашина, Д.В. Карпова, Л.К. Батурина, // Проблемы агрохимии и экологии. 2010. – № 2. – С. 44-49.
    16. Балашов, Е.В., Биологические показатели окультуренности почвы при внесении навоза и растительных остатков / Е.В. Балашов, Н.П. Бучкина, Е.Я.Рижия // Плодородие. 2009. – № 9 – С. 25-26.
    17. Баторов, А.С. Создание крупномасштабной цифровой модели рельефа и её использование для почвенного картографирования/ А.С. Баторов, Т.Н.Демьяненко // Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли. Красноярск: Сиб.федер.ун-т, 2018. – С. 66-69.
    18. Бегляров, Г.А. Химическая и биологическая защита растений / Г.А.Бегляров, А.А. Смирнова и др. – М.: Колос, 1983. – 351 с.
    19. Безуглова, О.С. Применение гуминовых препаратов под картофель и озимую пшеницу/ О.С. Безуглова, Е.А. Полиенко //Проблемы агрохимии и экологии, 2011. – №4. – С. 29-32.
    20. Безуглова, О.С. Эффективность гуминовых удобрений различной природы / О.С. Безуглова, Е.А. Самоничева // Тр. IV Межд. Конф. «Гуминовые Вещества в Биосфере». СПб.: Изд. СПбГУ, 2007. – С. 393-398
    21. Бекетова, Т.А. Агрокомплекс возделывания озимой ржи в Красноярском крае. Рекомендации / Т.А. Бекетова, А.М. Берзин, А.Д. Бекетов. – Красноярск, 1985. – 39 с.
    22. Белоусов, А.А. Влияние структурного состава почвы и агрохимикатов на содержание углерода микробной биомассы/ А.А. Белоусов, Е.Н. Белоусова // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. –2013. –№ 2. – С. 25-31.
    23. Белоусов, А.А. Трансформация азота и активность уреазы при использовании гербицидов / А.А. Белоусов, Е.Н.Белоусова, В.Л.Бопп, В.С.Литвинова, Т.С. Антонова //Вестник КрасГАУ, 2019. – №11. – С. 9-11.
    24. Белоусова, Е.Н. Трансформация азотсодержащих соединений чернозема выщелоченного в условиях минимизации обработки / Е.Н.Белоусова, А.А. Белоусов // Вестник КрасГАУ. – 2017. – № 5. – С. 149-156.
    25. Бенц, В.А. Полевое кормопроизводство в Сибири / В.А.Бенц, Н.И.Кашеваров, Г.А.Демарчук / РАСХН. Сиб. Отд-ние. СибНИИ кормов. – Новосибирск, 2001. – С.51.
    26. Березин, П.Н. Физическая деградация почвы: параметры состояния /Березин П.Н., Гудима И.И. //Почвоведение, 1994. – № 1. – С. 67-70.
    27. Берзин, А.М. Серые хлеба. / А.М. Берзин, Н.А. Сурин. – Красноярск, 1972. – 172с.
    28. Борисенко В.В., Хусид С.Б. Изучение влияния обогащенного биогумата «ЭКОСС» на продуктивность овощных культур //Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета, 2015. – № 107 (03). – С. 86-93.
    29. Борцов В. С. Использование автоматизированной аналитической системы на основе отражательной спектроскопии в исследовании агроценозов: дис. … канд. биол. наук / Красноярск: Изд-во КрасГАУ. – 2002. – 137 с.
    30. Брицина М.П. Рельеф и почвообразующие породы центральной части Красноярского края //Природное районирование центральной части Красноярского края. М.: Из-во АН СССР, 1962. С.27-46.
    31. Брылев, С.В. Состояние и перспективы выращивания кукурузы в условиях Красноярского края / С.В. Брылев, В.Н. Романов, В.Л.Бопп, В.С. Литвинова, А.А.Рябцев, А.С.Колесников, // Кукуруза и сорго. – 2018. – №4. – С. 32-35.
    32. Бугаков, П.С. Итоги изучения режимов почв Красноярской лесостепи / П.С. Бугаков, В.В. Чупрова, Л.С.Шугалей, Э.П.Попова //Специфика почвообразования в Сибири. Новосибирск: Наука, 1979. – С 257-267.
    33. Буренок, В.П. Почвозащитные обработки почвы в зернопаровом севообороте / В.П. Буренок, В.Н. Пакуль, Л.А.Язева, Т.П. Кукшенева, Г.В. Божанова // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 11. С. 16-19.
    34. Вадюнина, А.Ф. Методы исследования физических свойств почв / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. – М.: Агропромиздат, 1986. – 416с.
    35. Вальков, В.Ф. Почвенно-экологические аспекты растениеводства / В.Ф. Вальков, Т.В. Денисова, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников, Р.В. Кузнецов. – Ростов-на-Дону: Росиздат, 2007. – 391 с.
    36. Васин, В.Г. Влияние применения биостимуляторов Фертигрейн на структуру урожая и продуктивность гороха и нута / В.Г.Васин, О.В. Вершинина, О.Н.Лысак //Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии, 2015. – №4. – С. 3-7.
    37. Ведров, Н.Г. Сибирское растениеводство / Н.Г. Ведров, В.Е. Дмитриев, А.Н. Халипский – Красноярск, 2002. – 311с.
    38. Вередченко, Ю.П. Агрофизическая характеристика почв Центральной части Красноярского края. М.: Изд-во АН СССР, 1961, – 116 с.
    39. Виноградов, Д.В. Практикум по растениеводству /Д.В. Виноградов, Н.В. Вавилова, Н.А. Дуктова, П.Н. Ванюшин. – Рязань: РГАТУ, 2014. – 320с.
    40. Виноградова, В.С. Влияние внекорневой обработки посевов гуминовыми удобрениями и мочевиной на урожай яровой пшеницы и его качество / В.С. Виноградова, Н.А.Лучник, В.И. Хитрова //Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2012. – №4. – С. 31-35.
    41. Возделывание озимой ржи в Восточной Сибири / С.И. Лисунова, В.В. Лисунов, Ю.Н. Трубников, В.К. Пурлаур, В.А. Горяев; ГНУ Красноярский НИИСХ Россе