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


Cite item

Abstract

The purpose of the research is developing ways for restoring chernozem fertility, damaged as a result of chemical degradation, for agricultural purpose. Main reason for the decrease of agricultural land is land degradation. The degree of chemical degradation depends on the composition, concentration and activity of pollutants, conditions of economic use of the territory. The problem of contamination of agricultural soils in the Volga region as a result of oil production determines specific reclamation activities. The studies were conducted during 2019-2021 years on chernozems of typical medium-humus shallow slightly washed light clay. Studies have revealed the presence of Cl-, SO4-2, HCO3- anions, and Na+, Md2+ and Ca2+cations. The quantitative presence of sodium and chlorine ions indicates chloride very high degree of salinization. The content of organic matter in the form of humus on the contaminated site is 4.7-5.1%, on background lands - 3.5%, the reaction of the soil solution medium is neutral (pH 6.3), the background soil is slightly alkaline (pH 7.1), the content of mobile forms of heavy metals (Pb, Hg) is within the MPC. According to the results of agrochemical analyses for a disturbed and polluted area of 0.0622 hectares, two ways of soil restoration were adopted: technical and biological. According to the calculations obtained, 6.22 t/ha of organic fertilizers, 0.28 t of mineral fertilizer (nitrophosk), 0.622 kg of seeds of perennial grass (wheatgrass, crested grass, sweet clover), 18.99 t/ha of phosphogypsum are required for restoration work.

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

  1. Вступил в силу закон «Об органической продукции» [Электронный ресурс] // The Dairy News - ежедневные новости молочного рынка [сайт]. URL: https://www.dairynews.ru/news/vstupil-v-silu-zakon-ob-organicheskoy-produktsii.html (дата обращения: 21.11.2020).
  2. Корневые гнили: как распознать болезнь [Электронный ресурс] // АО Фирма «Август» - крупнейшая российская компания по разработке, производству и информационно-технологическому сопровождению применения химических средств защиты растений [сайт]. URL: https://www.avgust.com/newspaper/-topics/detail.php?ID=1408 (дата обращения: 11.12 2020).
  3. Куликова А. Х., Яшин Е. А., Данилова Е. В. Эффективность применения диатомита и минеральных удобрений в технологии возделывания озимой пшеницы // Агрохимический вестник. 2007. №5. С. 18-19.
  4. Кутилкин В. Г., Зудилин С. Н. Применение методов математической статистики в научно-исследовательской работе // Аграрная наука в условиях инновационного развития АПК : сборник научных трудов. Кинель : РИЦ СГСХА, 2015. С. 40-43.
  5. Оленин О. А., Зудилин С. Н. Полифункциональные биопрепараты для органического земледелия на основе переработки органических отходов и сырья // Нива Поволжья. 2020. №4. С. 36-42.
  6. Органическое сельское хозяйство и биологизация земледелия в России [Электронный ресурс] // Евразийская экономическая комиссия [сайт]. URL: http://www.eurasiancommission. org/ru/act/prom_i_agroprom/-dep_agroprom/actions/Documents/Органическое%20сельское%20хозяйство.pdf (дата обращения: 28.11.2020).
  7. Органическое сельское хозяйство: инновационные технологии, опыт, перспективы [Электронный ресурс] // РОСИНФОРМАГРОТЕХ [сайт]. URL: file:///C:/Users/Lenovo/Desktop/СОЗ/rosinformagrotekh-verstka-organic-cx-2019.pdf (дата обращения: 01.09.2021).
  8. Перечень средств производства для применения в системе органического и биологизированного земледелия на основе международных стандартов органического сельского хозяйства [Электронный ресурс]. URL: file://C:/Users/Lenovo/Desktop/СОЗ/perechen-sredstv-proizvodstva-2021-szhatyy.pdf(дата обращения:01.09.2021).
  9. Смывалов В. С., Захарова Д. А. Влияние кремнийсодержащих материалов на урожайность и качество продукции яровой пшеницы // Вестник Ульяновской ГСХА. 2016. №4. С. 55- 59.

Copyright (c) 2021 Olenin O.A., Zudilin S.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies