INFLUENCE OF INNOVATIVE ORGANIC FERTILIZERS AND BIOLOGIES ON SPRING BARLEY YIELD IN THE FOREST-STEPPE OF THE MIDDLE VOLGA REGION

Full Text

Базовой составной частью технологий органического земледелия является применение органических удобрений, биологических и микробиологических препаратов и средств биологической защиты растений. Главные требования к удобрениям, препаратам и средствам защиты в органических технологиях - высокая агрономическая эффективность и достижение экономической эффективности, превышающей экономический эффект от применения минеральных удобрений и пестицидов [1, 7, 8]. Разработчики, производители и потребители биологических средств всего спектра совершенствуют рецептуру и технологию производства, способы применения и внесения биосредств. Одно из ключевых решений - создание многокомпонентных органических удобрений и биопрепаратов, которые являются и многофункциональными [3, 5, 6, 9]. На кафедре «Землеустройство, почвоведение и агрохимия» Самарского ГАУ ведется разработка различных многокомпонентных органических удобрений и биопрепаратов на основе переработки (утилизации) любых видов органических отходов и сырья местного происхождения. Цель исследований - повышение урожайности ярового ячменя при внесении инновационных органических удобрений и биологических препаратов в условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья. Задачи исследований - установить действие инновационных органических удобрений и биологических препаратов на пораженность растений ярового ячменя корневыми гнилями и урожай зерна. Материалы и методы исследований. Экспериментальные исследования выполнены на опытном поле кафедры «Землеустройство, почвоведение и агрохимия» Самарского ГАУ в 2017-2020 гг. Почва участка - чернозём обыкновенный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый. Предшественник - горох. Объект исследований - растения ярового ячменя сорта Орлан. Сеяли в оптимальные сроки, сеялка ДМС-601, повторность трёхкратная. Площадь делянок первого порядка 189 м2, второго порядка - 63 м2. Размещение систематическое. Высевалось 5,0 млн всхожих семян на 1 га. Уборка проводилась прямым способом селекционным комбайном TERRION-SR2010. Инновационные органические удобрения (фактор А), разработанные сотрудниками кафедры «Землеустройство, почвоведение и агрохимия», вносили при посеве из сеялки в рядок на семенное ложе: А1 - контроль, без внесений удобрений; А2 - 100 кг/га нитроаммофоски (16:16:16); А3 - 200 кг/га многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Зола древесная + Калий органический (65:25:10) (ДЗК); А4 - 200 кг/га многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Зоогумус + Зола древесная (50:40:10) (ДЗгЗ); А5 - 200 кг/га многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Фитоспорин + Гумат калия (70:30) (ДФСПГк); А6 - 100 кг/га многокомпонентной органической смеси с функциями удобрения, биостимулятора, фунгицида и бактерицида в виде предпосевного дражирования семян; А7 - 200 кг/га двухкомпонентного органического удобрения Цеолит + Эффлюент (ЦЭ). Система защиты (фактор В) - поперек внесения удобрений проводилось опрыскивание препаратами во время вегетации по листу: В1 - контроль, без внесения пестицидов и биопрепаратов; В2 - пестициды в виде фунгицида и инсектицида; В3 - многокомпонентный полифункциональный биопрепарат с функциями удобрения, фунгицида и бактерицида на основе эффлюента разработки кафедры «Землеустройство, почвоведение и агрохимия» (рис. 1). Рис. 1. Многокомпонентный биопрепарат с функциями удобрения, фунгицида и бактерицида (образец в таре) В годы исследований биопрепарат применялся два раза за вегетацию в фазы кущения и выхода в трубку с нормой внесения 3,0 л/га при рабочем растворе 150 л на 1 га. Данные урожайности ярового ячменя обсчитывались с применением дисперсионного анализа [4]. Влияние погодных условий в годы исследований на урожайность ярового ячменя показывает гидротермический коэффициент (ГТК) в вегетационный период растений. 2017 г. (ГТК 1,09) - достаточно влажный, обеспечивший более высокий урожай зерна, 2018 г. (ГТК 0,49) - недостаточно влажный, 2019 г. (ГТК 0,52) - недостаточно влажный, 2020 г. (ГТК 0,56) - недостаточно влажный. Результаты исследований. Корневые гнили являются комплексным заболеванием зерновых культур. Они поражают корни и прикорневую часть стеблей растений пшеницы, ячменя и ржи. Болезнь вызывается одним или комплексом видов полупаразитических грибов. В настоящее время это заболевание стало одним из самых распространенных и вредоносных заболеваний озимой и яровой пшеницы, ячменя. Наибольшее развитие корневые гнили, вызываемые грибом Helmintosporium, получают в годы с недостатком влаги или с резким колебанием содержания влаги в почве. При благоприятных условиях увлажнения преобладают грибы рода Fusarium. Распространение корневых гнилей может быть неравномерным. Болезнь может являться причиной выпадения всходов, уменьшения продуктивной кустистости, числа зерен в колосе и массы 1000 зерен, ухудшения их качества. В годы сильного развития корневых гнилей потери могут составлять 15-40 %. Основными источниками инфекции всех видов корневых гнилей служат почва, пожнивные остатки, семена. Факторами, усиливающими развитие гнилей, являются нарушение агротехники, несоблюдение севооборотов и степень их насыщенности зерновыми культурами. Корневые гнили - это болезнь растений, ослабленных неблагоприятными факторами среды, например, резкими перепадами температур в начальные фазы развития растений [2]. Меры борьбы с корневыми гнилями в «органическом» земледелии: севооборот, биопротравливание семян зерновых культур, обработка микробиологическими препаратами почвы и посевов, внесение в почву при посеве многокомпонентных органических удобрений с функциями биостимулятора, биофунгицида и биобактерицида. Степень пораженности корневыми гнилями можно определить путем обследования посевов, которое проводится в фазы кущения и молочной спелости зерна. В контроле за два обследования растений ярового ячменя пораженность корневыми гнилями составила в среднем за годы исследований 31,8% (табл. 1). Таблица 1 Пораженность корневыми гнилями растений ярового ячменя, % Система удобрений (А) Год исследований Среднее % к контролю 2017 2018 2019 2020 Система защиты Контроль (В1) А1 - контроль 37,4 31,5 29,9 28.2 31,8 100 А2 - нитроаммофоска (16:16:16) 38,5 33,3 29,3 27,0 32,0 100,6 А3 - ДЗК 35,6 32,1 28,5 24,6 30,2 95,0 А4 - ДЗгЗ 34,7 32,7 26,6 25,6 29,9 94,0 А5 - ДФСПГк 25,5 27,0 25,3 22,9 25,2 79,3 А6 - дражирование семян 23,0 25,0 23,1 20,5 22,9 72,0 А7 - цеолит + эффлюент 36,5 34,3 28,6 27,8 31,8 100 Среднее 29,1 91,5 Пестициды (В2) А1 - контроль 38,0 33,9 33,2 31,4 34,1 107,2 А2 - нитроаммофоска (16:16:16) 37,2 30,1 31,5 30,0 32,2 101,3 А3 - ДЗК 32,5 34,5 31,0 31,5 32,4 101,9 А4 - ДЗгЗ 30,8 31,6 29,5 28,4 30,1 94,7 А5 - ДФСПГк 27,6 25,6 24,2 22,9 25,1 78,9 А6 - дражирование семян 25,9 23,7 22,5 21,8 23,5 73,9 А7 - цеолит + эффлюент 39,9 41,8 35,3 30,1 36,8 115,7 Среднее 30,6 96,2 Биопрепараты (В3) А1 - контроль 30,2 30,9 27,9 28,3 29,3 92,1 А2 - нитроаммофоска (16:16:16) 37,4 36,4 29,3 28,4 32,9 103,5 А3 - ДЗК 32,8 31,1 27,4 25,0 29,1 91,5 А4 - ДЗгЗ 30,5 30,6 28,4 24,0 28,4 89,3 А5 - ДФСПГк 25,5 28,4 23,4 22,0 24,8 78,0 А6 - дражирование семян 24,1 25,6 22,0 18,2 22,5 70,8 А7 - цеолит + эффлюент 33,2 35,3 29,6 25,1 30,8 96,9 Среднее 28,3 89,0 При внесении нитроаммофоски, цеолита с эффлюентом аналогичные показатели были близкими к контролю, соответственно, 32,0 и 31,8%. При внесении других органических удобрений пораженность корневыми гнилями снижалась до 22,9-30,2%. В среднем по всем вариантам в контроле без внесения пестицидов и биопрепаратов пораженность корневыми гнилями составляла 29,1%. При обработке посевов пестицидами в результате улучшения условий роста и развития растений ярового ячменя пораженность фитопатогенными грибами увеличивалась до 30,6% по всем вариантам фактора А. Опрыскивание во время вегетации по листу многокомпонентным полифункциональным биопрепаратом с функциями удобрения, фунгицида и бактерицида на основе эффлюента снижало пораженность корневыми гнилями по всем вариантам фактора А до 28,3%. Посев дражированными семенами оказался наиболее эффективным для борьбы с комплексом корневых гнилей, обеспечив снижение пораженности на 26,9-29,2% по сравнению с контролем, так как при дражировании семян происходит биопротравливание, а также микроорганизмы - антагонисты почвенной патогенной микрофлоры - сразу попадают в ризосферную зону проростков и всходов растений ярового ячменя, обеспечивая уменьшение возбудителей заболеваний. Максимальный эффект отмечен при совместном применении дражирования семян и полифункционального биопрепарата по вегетации, снижение пораженности корневыми гнилями достигает 20,7-29,2%. Наибольшее снижение пораженности растений ярового ячменя корневыми гнилями наблюдалось на вариантах с многокомпонентными органическими удобрениями, содержащими микробиологические препараты с функциями биофунгицида и биобактерицида (А5 - многокомпонентное органическое удобрение Диатомит + Фитоспорин + Гумат калия и А6 - многокомпонентная органическая смесь с функциями удобрения, биостимулятора, фунгицида и бактерицида в виде предпосевного дражирования семян). По фактору А (инновационные органические удобрения) в среднем за 2017-2020 гг. урожайность ярового ячменя составила в контроле без удобрений - 1,39 т/га; с внесением: нитроаммофоски - 1,53 т/га; многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Зола древесная + Калий органический - 1,56 т/га; многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Зоогумус + Зола древесная - 1,60 т/га; многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Фитоспорин + Гумат калия - 1,47 т/га; многокомпонентной органической смеси с функциями удобрения, биостимулятора, фунгицида и бактерицида, в виде предпосевного дражирования семян - 1,59 т/га; двухкомпонентного органического удобрения Цеолит + Эффлюент - 1,47 т/га (табл. 2). Таблица 2 Урожайность ярового ячменя, т/га Система удобрений (А) Год исследований Среднее % к контролю 2017 2018 2019 2020 Система защиты Контроль (В1) А1 - контроль 1,35 1,47 1,10 1,23 1,29 100 А2 - нитроаммофоска (16:16:16) 1,32 1,55 1,31 1.40 1,39 107,8 А3 - ДЗК 1.39 1,56 1,33 1,36 1,41 109,3 А4 - ДЗгЗ 1,43 1,67 1,35 1,45 1,48 114,7 А5 - ДФСПГк 1,40 1,43 1,27 1,33 1,36 105,4 А6 - дражирование семян 1,44 1,60 1,38 1,48 1,48 114,7 А7 - цеолит + эффлюент 1,36 1,53 1,19 1,36 1,36 105,4 Среднее 1,40 108,5 Пестициды (В2) А1 - контроль 1,32 1,45 1,23 1,39 1,35 104,7 А2 - нитроаммофоска (16:16:16) 1,45 1,53 1,47 1,49 1,49 115,5 А3 - ДЗК 1,47 1,55 1,49 1,54 1,51 117,1 А4 - ДЗгЗ 1,41 1,57 1,50 1,57 1,51 117,1 А5 - ДФСПГк 1,38 1,40 1,33 1,43 1,39 107,8 А6 - дражирование семян 1,54 1,62 1,50 1,55 1,55 120,2 А7 - цеолит + эффлюент 1,44 1,52 1,37 1,45 1,45 112,4 Среднее 1,46 113,2 Биопрепараты (В3) А1 - контроль 1,42 1,94 1,34 1,40 1,53 118,6 А2 - нитроаммофоска (16:16:16) 1,56 2,22 1,48 1,60 1,72 133,3 А3 - ДЗК 1,60 2,34 1,45 1,63 1,76 136,4 А4 - ДЗгЗ 1,62 2,43 1,53 1,69 1,82 141,1 А5 - ДФСПГк 1,50 2,10 1,44 1,57 1,65 127,9 А6 - дражирование семян 1,56 2,25 1,54 1,61 1,74 134,9 А7 - цеолит + эффлюент 1,47 2,03 1,43 1,48 1,60 124,0 Среднее 1,69 131,0 НСР05 по фактору А 0,04 0,07 0,05 0,03 НСР05 по фактору В 0,05 0,09 0,07 0,05 НСР05 по взаимодействию факторов А и В 0,05 0,09 0,07 0,05 НСР05 общая 0,08 0,15 0,11 0,07 Прибавка урожая зерна ярового ячменя от органических удобрений составила 0,08-0,21 т/га или 5,8-15,1%. По фактору В (система защиты растений) урожайность культуры была следующей: в контроле - 1,40 т/га; в варианте с пестицидами в виде фунгицида и инсектицида - 1,46 т/га; в варианте с многокомпонентным полифункциональным биопрепаратом с функциями удобрения, фунгицида и бактерицида на основе эффлюента - 1,69 т/га. Использование пестицидов и биологических препаратов повышало урожай зерна ярового ячменя на 0,06-0,29 т/га или 4,3-20,7%. Заключение. За 2017-2020 гг. исследований выявлено, что максимальный эффект отмечен при совместном применении дражирования семян и полифункционального биопрепарата по вегетации, снижение пораженности корневыми гнилями достигает 20,7-29,2%. В условиях лесостепи Среднего Поволжья на обыкновенных черноземах при возделывании ярового ячменя вместе с семенами нужно вносить инновационные органические удобрения, которые обеспечивают прибавку урожая зерна ярового ячменя 0,08-0,21 т/га или 5,8-15,1%. Использование пестицидов и биологических препаратов повышало урожай зерна ярового ячменя на 0,06-0,29 т/га или 4,3-20,7 %.

About the authors

Oleg A. Olenin

Email: agrotonik63@mail.ru
Samara State Agrarian University Ust-Kinelsky, Samara region, Russia

Sergey N. Zudilin

Email: zudilin_sn@mail.ru
Samara State Agrarian University Ust-Kinelsky, Samara region, Russia

References

Supplementary files