Влияние новых составов биокомплексов на биологическую активность почвы, динамику физиолого-биохимических процессов растений яровой пшеницы, урожайность. Эффективность биокомплексов в сочетании с минеральными удобрениями и некорневыми подкормками.
При низкой оригинальности работы "Отзывчивость агробиоценозов сельскохозяйственных культур на применение новых составов удобрений", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
От входящих компонентов, качества и спектра действия последних зависят агрохимический, агрофизический и биологический состав почвы, фитосанитарное состояние посевов, уровень продукционного процесса сельскохозяйственных культур и ценность полученной товарной продукции [1-4]. Для коренного улучшения кислотного режима пахотных почв необходимо восстанавливать известкование, а также увеличивать объемы применения удобрений, в том числе и органических [5]. Цель исследований - изучить динамику численности почвенной микрофлоры, физиологическую активность растений, продуктивность яровой пшеницы и урожайность сельскохозяйственных культур при использовании в технологии возделывания новых составов гранулированных удобрительных биокомплексов. С помощью метода математического моделирования специалистами ООО «Буйский химический завод» совместно с учеными и практиками была разработана аддитивная технология производства и способов применения современных многокомпонентных удобрительных биокомплексов. Гранулированный биокомплекс содержит: N10P7K8Mg1,7 S4,34 Сгум2,4 Cu0,1 Zn0,4 Fe0,06 Mn0,08 B0,1 Mo0,06; бакпрепараты (азотовит, фосфатовит, бисолбифит по 300г/т); концентрированные экстракты лекарственных трав: календулы, люцерны, гороха, тысячелистника, ромашки, чеснока и лука (30 мл/т).Миграция конструктивных и энергетических соединений в растительном организме достаточно сложна и зависит от огромного количества факторов, складывающихся в системе «почва-микроорганизмы-растения». Высокая микробиологическая активность почвы поддерживается за счет органических остатков растительного и животного происхождения, удобрений и препаратов, вносимых в почву [9]. Количество КОЕ аммонифицирующих бактерий увеличилось в 1,6-2,0 раза; азотфиксирующих - в 2,4-3,06; активность бактерий, трансформирующих органо-и минералофосфаты в доступную для растений форму возросла более, чем в 5,6 раз и перед уборкой составляла 645-715 тыс./г. В почве этих вариантов значительно повысилась интенсивность дыхания (до 0,283-0,271 мг СО2/г/сут., что на 0,081-0,069 мг выше контроля) и разложения целлюлозы (на 3,0-3,8 %) (табл. Используя продуцируемые почвенными микроорганизмами биологически активные вещества, растения, контролируют свое развитие в онтогенезе.Таким образом, на интенсивность и направленность микробиологических процессов почвы, физиологическую активность растений и продуктивность сельскохозяйственных культур оказывают влияние многие природные и антропогенные факторы.
Вывод
За последние годы возросла комплексная антропогенная нагрузка на агроэкосистемы. С одной стороны, стремление человека совершенствовать технологии в земледелии с целью получения высокого урожая и качества продукции, а с другой - глобальное загрязнение окружающей среды не могут не влиять на формирование урожая [8].
Продукционный процесс растений происходит в сложнейших экологических и почвенно-климатических условиях. Миграция конструктивных и энергетических соединений в растительном организме достаточно сложна и зависит от огромного количества факторов, складывающихся в системе «почва-микроорганизмы-растения». Микроорганизмы являются продуцентами различных ферментов, витаминов, гормоноподобных соединений, антибиотиков. С одной стороны, это стимулирует рост растений, с другой, - препятствует развитию фитопатогенной микрофлоры. Кроме того, микробный мир обеспечивает движение круговорота веществ. Высокая микробиологическая активность почвы поддерживается за счет органических остатков растительного и животного происхождения, удобрений и препаратов, вносимых в почву [9].
Применение в опытах минеральных удобрений влияло на численность и структуру почвенной микрофлоры со смещением в сторону грибов, что часто сопровождается увеличением содержания токсинообразующих видов. Внесение в почву в составе биокомплексов физиологически ценных групп бактерий позволило изменить соотношение в численности микроорганизмов в сторону их преобладания. Количество КОЕ аммонифицирующих бактерий увеличилось в 1,6-2,0 раза; азотфиксирующих - в 2,4-3,06; активность бактерий, трансформирующих органо- и минералофосфаты в доступную для растений форму возросла более, чем в 5,6 раз и перед уборкой составляла 645-715 тыс./г. В почве этих вариантов значительно повысилась интенсивность дыхания (до 0,283-0,271 мг СО2/г/сут., что на 0,081-0,069 мг выше контроля) и разложения целлюлозы (на 3,0-3,8 %) (табл. 1).
Используя продуцируемые почвенными микроорганизмами биологически активные вещества, растения, контролируют свое развитие в онтогенезе. Как указывает Ф.М. Куперман [10], в развитии побег пшеницы проходит двенадцать этапов органогенеза. Первый и второй обеспечивают образование вегетативных органов, с третьего по девятый происходит формирование всех органов соцветия и цветка, оплодотворение, а с девятого по двенадцатый - период созревания зерна [11].
Фон Биокомплекс 200 кг/га 1,8/4,8 12,0/75,0 23,0/33,0 122/645 0,087/0,283 14,7/22,2
Фон Биокомплекс 200 кг/га Акварин 3 кг/га (в фазу кущения) 1,9/3,9 15,0/95,5 20,0/16,0 118/715 0,101/0,271 12,8/21,4 перед внесением удобрений / перед уборкой
Без образования соответствующих морфоструктур с характерными для них физиологическими функциями и качественно новыми превращениями веществ нормальный ход онтогенетических процессов задерживается и зачастую прекращается. Оценка состояния растений по активности физиологических процессов позволила установить положительное влияние применения удобрений. Припосевное внесение биокомплексов и некорневая подкормка посевов способствовали интенсификации физиологических процессов растений (табл. 2).
Таблица 2. Физиолого-биохимические показатели растений яровой пшеницы, сорт Дарья
Вариант Интенсивность дыхания мг СО2/г в час Интенсивность фотосинтеза, мг СО2/м2 час Концентрация хлорофилла, мг/г Продуктивность фотосинтеза, мг С/дм2
Интенсивность фотосинтеза растений пшеницы в опытных вариантах значительно увеличивалась в фазу колошения и составляла 0,34-0,32 мг СО2/м2 час, что более чем в два раза выше контрольных показателей. Поскольку в этот период идет формирование микроспор, то можно предположить, что у растений контрольного варианта процесс микроспорогенеза отставал. Данное обстоятельство подтверждается результатами фенологических наблюдений, которые показали, что массовый переход в фазу колошения у растений контрольного варианта был на 2 дня позже. При высокой интенсивности дыхания растений в фазу кущения (4,2; 1,4 и 2,5 мг СО2/г в час) наблюдали снижение продуктивности фотосинтеза до 0,7; 1,2; 1,1 мг/дм2, соответственно, по вариантам. В полевых условиях продуктивность фотосинтеза постепенно нарастала от начала развития растений до их перехода к репродукции, а затем снижалась. Эта закономерность отмечена у растений пшеницы во всех вариантах. Однако показатели продуктивности фотосинтеза посевов с внесением биокомплекса и некорневой подкормкой были значительно выше контрольных цифр и колебались от 1,1 до 1,7 мг С/дм2 против 0,7-1,2 мг. Выявление коррелятивных связей между содержанием хлорофилла в фотосинтезирующих органах и зерновой продуктивностью пшеницы показало, что наиболее высокий коэффициент корреляции наблюдался между урожаем зерна и средним содержанием хлорофилла у пшеницы в варианте с применением биокомплекса и некорневой подкормкой Акварином (r = 0,71). Зависимость урожая зерна от продуктивности фотосинтеза аппроксимирована степенной функцией с точностью до 86%. Проведенные исследования показали, что наибольший эффект в повышении урожая зерна и содержания в нем белка можно достичь при таком способе применения удобрений, когда предпосевное внесение сочетается с подкормками в период вегетации. При этих условиях обеспечивается бесперебойное снабжение растений макро- и микроэлементами, активизируются физиологические процессы растений, повышается их продуктивность. Прибавка урожайности зерна в этом варианте составила 1,15 т/га (табл. 3).
Вариант Урожайность зерна, т/га прибавка к контролю,т/га Содержание в 1 кг Зола, % Клейковина, % нитратов,мг протеина,г
N60P30K60- Фон 4,62 - 186 92,10 1,80 26,98
Фон Биокомплекс 200 кг/га 5,35 0,73 198 92,63 1,82 27,68
Фон Биокомплекс200 кг/га Акварин 3 кг/га (в фазу кущения) 5,77 1,15 192 98,48 1,76 29,06, НСР05 0,359
Применение биокомплекса в дозе 200 кг/га также обеспечило получение достоверно высоких показателей урожайности зерна: 5,35 т/га против 4,62 т/га контрольных. На удобренных биокомплексами вариантах опыта получили зерно с большим накоплением клейковины: 27-29 %. Это влияет на хлебопекарные качества муки и объемный выход хлеба. При этом еще более важным является накопление в продукции незаменимых аминокислот. Они необходимы для всех животных и человека, поскольку служат источником образования белков, гормонов, ферментов и других биологически активных веществ (табл. 4).
Таблица 4. Содержание незаменимых аминокислот в белках зерна яровой пшеницы, сорт Дарья, %
Название аминокислот Контроль N60P30K60_- Фон Фон Биокомплекс 200 кг/га Фон Биокомплекс 200 кг/га Акварин 3 кг/га
Лизин 1,4 1,5 2,3
Триптофан 0,9 1,1 1,3
Метионин 0,6 0,8 1,0
Фенилаланин 1,8 2,9 2,6
Лейцин 2,0 2,1 2,1
Валин 2,6 2,9 3,0
Треонин 1,6 2,1 2,1
Изолейцин 2,4 2,8 2,6
Зерно пшеницы отличается низкими показателями по содержанию лизина (3-5 %). Однако дополнительная обработка посева в фазу кущения Акварином, содержащим макро- и микроэлементы, и высокая биологическая активность почвенной микрофлоры, в том числе и внесенная с биокомплексами, позволили повысить накопление этой важной аминокислоты до 2,3%, что на 0,9% выше контрольных цифр. На 0,4% увеличилось содержание триптофана, что можно связать с повышением солерастворимой фракции (альбумины-глобулины), которая больше содержит триптофана, чем глютеин и особенно глиадин. В целом более высокое содержание незаменимых аминокислот в белках хозяйственно-полезной продукции пшеницы связывают с активной деятельностью системы почва-микроорганизмы-растения. Сообщество почвенных микроорганизмов представляет собой небольшую по массе, но весьма значительную по «работе» составную часть биогеоценоза, которая является главным участником процесса биохимического круговорота веществ и энергии, обеспечивающим устойчивое продуктивное функционирование агроэкосистем [10, 12].
Применение биокомплексов в четырехпольном севообороте позволило получить существенную прибавку урожая клубней картофеля (4,1-6,1 т/га относительно контроля 19,3 т/га); зерна яровых культур - от 0,28 до 0,86 т/га, озимой тритикале - на 0,20-0,37 т/га. Длительное применение минеральных удобрений значительно (на 18-25 %) снижало урожайность не только картофеля, но и на 12-24 % зерновых культур (табл. 5).
Таблица 5. Влияние биокомплексов на урожайность сельскохозяйственных культур, т/га (2014-2017 г.г).
Вариант Картофель, с. Аврора - Пшеница, с. Приобская - Ячмень, с. Сонет - Оз. тритикале, с. Александр -
Контроль - фон N60P30K60 19,3 - 2,06 - 2,11 - 1,57 -
НСР05 1,920 0,351 0,274 0,192Таким образом, на интенсивность и направленность микробиологических процессов почвы, физиологическую активность растений и продуктивность сельскохозяйственных культур оказывают влияние многие природные и антропогенные факторы. Одним из таких факторов, который может довольно успешно и эффективно использоваться для регулирования этих процессов, является дополнительное обогащение пахотного слоя органическим веществом, ценными видами бактерий и питательными элементами в виде многокомпонентных гранулированных удобрений.
Совместное применение нового состава гранулированного биокомплекса в дозе 200 кг/га и водорастворимого удобрения Акварин №5 (3кг/га) на фоне N60P30K60 способствовало повышению биологической активности почвы; интенсификации физиологических процессов растений яровой пшеницы; повышению биологической урожайности зерна до 5,77 т/га против 4,62 т/га на контроле, клейковины на 2,08% и улучшению аминокислотного состава белков хозяйственно-полезной продукции. В четырехпольном севообороте продуктивность сельскохозяйственных культур увеличилась на 4,1-6,1 т/га у картофеля (при контрольных 19,3т/га); до 2,67-2,92 т/га яровых зерновых и на 0,20-0,37 т/га зерна озимой тритикале против 1,57 т на контроле.
Список литературы
1. Фадькин Г.Н., Виноградов Д.В., Щур А.В., Гогмачадзе Г.Д. Миграция азота в системе «удобрение - почва - растение» под влиянием длительного применения удобрений // АГРОЭКОИНФО. - 2015, №4. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2015/4/st_15.doc.
2. Безуглов В.Г., Гогмачадзе Г.Д. Минеральные удобрения и свойства почвы // АГРОЭКОИНФО. - 2009, №2. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2009/2/st_12.doc.
3. Ильинский А.В. Виноградов Д.В., Гогмачадзе Г.Д. К вопросу повышения эффективности проведения работ по реабилитации техногенно загрязненных земель с помощью внедрения современной системы комплексного контроля // АГРОЭКОИНФО. - 2016, №3. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2016/3/st_320.doc.
4. Щур А.В., Валько В.П., Виноградов Д.В., Гогмачадзе Г.Д. Агроэкологическое воздействие многоукосных бобово-злаковых смесей с подсевом райграса однолетнего на накопление органических остатков, содержание в них азота и структуру почвы // АГРОЭКОИНФО. - 2016, №2. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2016/2/st_208.doc.
5. Плотников А.А., Лучник Н.А. Применение средств химизации и динамика почвенного плодородия в Костромской области // Агрохимический вестник. - 2015, №3. - С. 12-15.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. С основами статистической обработки результатов исследований: учеб. пособие. - М.: Колос. -1989. - 336 с.
7. Виноградова В.С., Смирнова Ю.В. Практикум по физиологии и биохимии растений. - Кострома: КГСХА. - 2012. - 107 с.
8. Сэги Й. Методы почвенной микробиологии. - М.: Колос. - 1983. - 135 с.
9. Сычев В.Г., Шафран С.А. Агрохимические свойства почв и эффективность минеральных удобрений. - М.: ВНИИА. - 2013. - 296 с.
10. Куперман Ф.М. Морфофизиология растений. - М.: Высшая школа. - 1977. - 288 с.
11. Матаруева И.А. Об оценке микробиологической активности дерново-подзолистых почв // Почвоведение. - 1998, №1. - С. 78-87.
12. Русакова И.В. Об оптимизации биологического состояния дерново-подзолистой почвы. - М.: Плодородие. - 2006, №2. - С. 29-30.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
