Изменение продуктивности яровой пшеницы и элементов питания темно-серой лесной почвы при использовании различных форм удобрений

Аграрная наука Евро-Северо-Востока, № 1 (44), 2015 г. УДК 631.445.26:631.81

Изменение продуктивности яровой пшеницы и содержания элементов питания в темно-серой лесной почве при использовании различных форм удобрений

Платонычева Юлия Николаевна, кандидат биол. наук, доцент, Полякова Надежда Васильевна, доктор биол. наук, профессор, декан, Володина Евгения Николаевна, кандидат биол. наук, доцент ФГБОУ ВПО Нижегородская ГСХА, г. Нижний Новгород, Россия

E-mail: kos-julia008@rambler.ru

Изучено влияние препаратов Микромак и Байкал, используемых отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями, на урожайность яровой пшеницы сорта Курская 2038 и содержание подвижных форм фосфора, калия и микроэлементов в темно-серой лесной почве. Исследования проведены в многолетнем полевом опыте на территории ПХ «Пушкинское» Большеболдинского района Нижегородской области. Препараты использовали для предпосевной инокуляции семян в дозе Байкал - 0,5 л/т, Микромак - 2 л/т в устройстве для протравливания семенного материала. В статье представлены результаты за 2007-2011 гг., то есть исследованиями затронуты различные погодные условия, в том числе и аномально жаркий и сухой вегетационный период 2010 года. Изучаемые в опыте удобрения существенно повлияли на величину полевой всхожести, значения которой повысились относительно контроля в среднем на 12,6-21,5%, существенно изменяясь по годам исследования, наибольшее увеличение выявлено в вариате Байкал + NPK. В результате исследований выявлено действие различных сочетаний удобрений на продуктивность яровой пшеницы. В среднем за пять лет прибавка урожая составила 3,1-8,5 ц/га в зависимости от их сочетания. Максимальные прибавки получены при совместном использовании стимуляторов роста и минеральных удобрений, в варианте Микромак + NPK прибавка составила 7,6 ц/га (31,9%), Байкал + NPK - 6,4 ц/га (26,9%). Содержание подвижного фосфора и калия увеличилось относительно контроля только в вариантах с полным комплексом минеральных удобрений: Р2О5 с 200 до 224, К2О с 172 до 199 мг/кг почвы. Изменений в микроэлементном составе почв не выявлено. Для повышения плодородия почвы и повышения урожайности яровой пшеницы рекомендуется совместное использование стимуляторов роста с минеральными удобрениями в дозе N70P50K5o или тройное сочетание Микромака, Байкала и минерального комплекса.

Ключевые слова: Микромак, Байкал, минеральные удобрения, яровая пшеница, темно-серая лесная почва, элементы питания

Сложившиеся к настоящему времени экономические условия не позволяют широко использовать традиционные органические и минеральные удобрения, в связи с этим ведутся поиски новых препаратов, принцип действия которых основан на усилении ростовых процессов за счет дополнительной обработки семян микроэлементами или за счет деятельности микроорганизмов.

Цель исследований — изучить влияние различных удобрений на урожайность яровой пшеницы и содержание питательных макро- и микроэлементов в темно-серой лесной тяжелосуглинистой почве.

Материал и методы. Почвенный покров правобережья Нижегородской области представлен преимущественно серыми лесными суглинистыми почвами, которые наряду с высоким содержанием марганца, средне и низко обеспечены медью, молибденом, кобальтом и бором [1, 2]. В связи с этим, для

решения проблемы дефицита микроэлементов на базе ПХ «Пушкинское» Большеболдинско-го района был заложен многолетний полевой опыт по изучению влияния комплексного удобрения Микромак, содержащего массовую долю общего азота не менее 10%, усвояемых фосфатов не менее 1%, калия в пересчете на К2О около 40%. Массовая доля в сумме макро- и микроэлементов ^п, Mn, Mg, Fe, №, Li, ^ B, &, Mo, V, Se) составляет около 25%, в том числе Zn - 3,3 %; ^ - 3,6 %; № -0,017 %. Удобрение выпускается в виде водного раствора, где на 1 литр приходится 800 г солей микро- и макроэлементов в хелатной форме. Кроме того, в качестве объекта исследования был взят ранее хорошо зарекомендованный препарат Байкал [3, 4] для апробации его в данной почвенно-климатической зоне. Бактериальное удобрение Байкал представляет собой суспензию молочнокислых, фотосин-тезирующих, азотфиксирующих бактерий и

продуктов их жизнедеятельности, дрожжей, актиномицетов, ферментирующих грибов. Бактериальный препарат способствует более продуктивному развитию среды и очищению её от патогенной микрофлоры. Микромак и Байкал использовали для предпосевной инокуляции семян в дозе 2 и 0,5 л/т соответственно в устройстве для протравливания семян. В качестве минеральных удобрений вносили 200 кг/га диаммофоски при посеве и 150 кг аммиачной селитры в подкормку в фазу кущения. Схема опыта предусматривала семь вариантов (табл. 1), повторность опыта -четырехкратная, исследования проводили в 2007-2011 гг.

Почва на момент закладки опыта имела следующие агрохимические показатели: рНсол. - 5,2-5,3; сумма обменных оснований - 31-33 мг-экв. на 100 г почвы; емкость катионного обмена-35-37 мг-экв. на 100 г почвы; степень насыщенности основаниями - 85-87%, содержание подвижного фосфора - 182-210 мг/кг, обменного калия - 145-162 мг/кг почвы.

Результаты и их обсуждение. Климатические условия вегетационных периодов существенно отличались друг от друга по содержанию осадков и температуре (рис. 1) и включали как аномально сухие и жаркие периоды (2010 г.), так и влажные (2007 г.).

О

о

03

Л

СЗ

Л и К

Н

30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15

250

^ 200

со о И

?! 150

о

0

1 100

о

сг я

§ 50

«

2007

2008

2009

2010 2011

Многолетние данные

Месяц

а) температура воздуха

2007

2008

2009

2010 2011

• многолетние данные

12 3 4

5 6 7 8 9 10 11 12

Месяц

б) количество осадков

Рис. 1. Изменение средних значений температуры воздуха (°С) и количества осадков (мм) в сравнении с многолетними данными

0

Урожайность яровой пшеницы (табл. 1) несмотря на довольно значительные колебания по годам исследования, связанные с из-

менением погодных условий, имеет общую тенденцию к достоверному повышению по сравнению с контролем при дополнительной

обработке семян росторегуляторами. Средняя за пять лет прибавка урожая яровой пшеницы при использовании Микромака повысилась относительно контроля на 9,7%, при инокуляции семян Байкалом на 13,9%.

Максимальные значения были выявлены при двойном сочетании препаратов с минеральными удобрениями (вариант 7), где прибавка составила 25,3-48,5% в зависимости от периода исследований.

Таблица 1

Изменение урожайности яровой пшеницы

Варианты опыта 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г. Среднее за 5 лет

1. Контроль 19,8* 220 31,3 457 26,0 243 10,2 114 31,9 430 23,8 293

2. N7^50 23,5 272 43,7 495 33,4 269 12,4 125 41,1 487 30,8 330

3. Микромак 22,0 291 34,9 560 30,2 268 10,8 121 32,7 473 26,1 343

4. К70Р50К50 + Микромак 25,0 260 45,3 562 33,3 275 12,7 120 40,9 462 31,4 336

5. Байкал 24,0 274 34,5 597 29,3 263 11,8 113 36,0 478 27,1 345

6. К70Р50К50 + Байкал 22,8 264 41,8 610 30,8 287 13,8 132 41,8 489 30,2 356

7. К70Р50К50 + Микромак + Байкал 24,8 267 46,5 577 33,8 271 14,6 128 41,6 486 32,3 346

НСР05 2,4 58 32 81 0,9 32 0,5 6 1,0 17 2,9 30

*- в числителе - урожайность яровой пшеницы, в знаменателе - полевая всхожесть

Увеличение урожайности в вариантах с обработкой семян произошло, прежде всего, за счет повышения полевой всхожести, которая в среднем увеличилась на 15-21 %, что подтвердило заявленные производителями свойства препаратов, где указано, что предпосевная инокуляция Микромаком и Байкалом является дополнительным стимулятором, влияющим на рост растений в начальные фазы развития. Анализ полученных результатов свидетельствует о высокой эффективности совместного действия препаратов в сочетании с минеральными удобрениями (вариант 7), даже в самый неблагоприятный засушливый 2010 год, где урожайность составила максимальную в опыте величину - 14,6 ц/га. Это говорит о том, что обработка семян яровой пшеницы изучаемыми препаратами повышает жизнестойкость растений к неблагоприятным погодным условиям.

Одним из основных показателей, используемых при характеристике экологического состояния почв, является их обеспеченность биогенными элементами (рис. 2). Отдельная инокуляция семян Микромаком и Байкалом (варианты 3, 5) не привела к накоплению подвижных форм фосфора и калия, так как для улучшения пищевого режима почвы необходимо использовать традиционные минеральные удобрения. Максимальное обогащение почвы подвижными элементами питания в среднем за пять лет было выявлено в варианте 2 и 4 при внесении К70Р50К50.

На фоне интенсивного применения органических и минеральных удобрений микроудобрения нередко выступают в качестве дополнительного фактора повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и улучшения качества урожая [5]. Известно, что количественный и качественный состав микроэлементов почвы наследуют от материнских пород под воздействием всех фак-

торов почвообразования. Анализ содержания валовых и подвижных микроэлементов по вариантам опыта (табл. 2) показал, что согласно принятой градации обеспеченности почв подвижными формами меди и цинка [6] почва в опыте характеризуется как очень бедная (0,01-0,08 и 0,46-0,91 мг/кг соответственно). Выявлена тенденция повышения доли подвижных элементов от весны к осени, увеличение содержания подвижного

цинка в среднем по вариантам составило 1,2, меди - 3,6, никеля - 4,1 раза. Осенние максимумы содержания подвижных микроэлементов могут быть вызваны процессами минерализации гумуса в эти периоды и усилением биологической активности, что ранее было отмечено в наших других работах [7]. В большей степени это наблюдалось в отношении никеля, где его содержание между периодами отличалось в 3-6 раз.

03 %

а

<и

4 о

О

250 200 150 100 50 0

Р2О5 К20

1 2 3 4 5 6 7

Варианты опыта

Рис. 2. Изменение содержания элементов питания (мг/кг) в среднем за пять лет исследований

Таблица 2

Изменение содержания микроэлементов в темно-серой лесной почве

Варианты опыта Подвижные формы Валовые формы

2п Си N1 2п Си N1 Со

1. Контроль 0,63* 0,74 0,01 0,07 0,14 0,77 71,4 63,3 49,6 46,9 46,5 44,1 22,2 19,6

2. N7^50 0,46 0,67 0,01 0,06 0,13 0,79 64,3 64,1 50,7 47,5 47,3 44,9 25,3 20,7

3. Микромак 0,80 0,81 0,02 0,06 0,19 0,75 72,5 73,4 51,5 47,2 48,9 44,7 19,1 22,1

4. К70Р50К50 + Микромак 0,58 0,62 0,02 0,04 0,24 0,68 68,0 70,6 46,0 49,6 42,7 48,3 17,9 22,6

5. Байкал 0,72 0,91 0,02 0,08 0,21 0,74 62,4 73,0 46,4 49,1 43.4 46.5 20,1 21,5

6. К70Р50К50 + Байкал 0,53 0,66 0,02 0,05 0,24 0,86 69,5 64,7 48,3 47,7 46,0 44,5 21,9 21,8

7. К70Р50К50 + Микромак + Байкал 0,72 0,88 0,02 0,05 0,27 0,71 64,1 59,3 48,1 46,3 44,6 43,2 21,4 19,7

*- в числителе значения в весенний период отбора образцов, в знаменателе в осенний период

Обращает на себя внимание очень низкое содержание подвижной меди (в ацетат-но-аммонийной вытяжке) в целом по опыту, что отрицательно сказывается на продуктивности зерновых культур. Это можно объяснить высокой степенью закрепления меди в составе гумуса, содержание которого составляет на данном участке темно-серой лесной сильноокультуренной почвы порядка 6,7% [8]. На основании этого можно констатировать, что внесение, в первую очередь, медьсодержащих препаратов типа Микромака является необходимым условием для зерновых агроценозов, особенно на почвах, богатых гумусом.

Полученные результаты показали, что изучаемые удобрения не оказывают влияния на содержание подвижного цинка, за исключением варианта 3. При отдельном использовании Микромака, где содержание данного элемента увеличивается с 0,63 до 0,80 мг/кг почвы в весенний период, изменения по содержанию цинка осенью недостоверны.

Содержание валовых форм микроэлементов практически не изменилось по вариантам опыта и периодам исследования. Довольно высокое содержание никеля обусловлено его повышенным содержанием в почвообразующей породе, что характерно для темно-серых лесных почв района, где проводили исследования [2].

Выводы. Достоверные прибавки урожая яровой пшеницы Курская 2038 в среднем за пять лет исследований составили при внесении Микромака и Байкала 3,1-8,5 ц/га в зависимости от их сочетания. Наилучшим образом проявило себя тройное сочетание удобрений (вариант 7), отдельное использо-

вание Микромака с К70Р50К50 (вариант 4) и Байкала с К70Р50К50 (вариант 6), что позволяет рекомендовать эти удобрения для применения в условиях лесостепной зоны. Достоверное увеличение содержания подвижных форм фосфора и калия в условиях опыта наблюдалось лишь в вариантах с полным минеральным удобрением.

Список литературы

1. Фатьянов А.С. Почвы Горьковской области. Горький, 1949. 336 с.

2. Деньгуб И.М. Микроэлементы в материнских породах и пахотном слое почв Горьковской области // Труды Горьковского с.-х. института. Т. 152. 1981. С. 18-24.

3. Зыбалов В.С. Влияние препарата Байкал ЭМ1 на всхожесть яровой пшеницы и биологическую активность почвы // Земледелие. 2006. №2. С. 16 - 17.

4. Михеева Г.А., Сомова Л.А. Влияние биологических препаратов на рост и развитие растений и биологическую активность почвы // Агрохимия. 2010. № 2. С. 60 - 65.

5. Панасин В.И. Особенности распространения микроэлементов в почвах Калининградской области // Агрохимический вестник. 2003. № 6. С. 8-11.

6. Минеев В.Г. Агрохимия. М.: Изд-во МГУ, 2004. 720 с.

7. Платонычева Ю.Н., Полякова Н.В., Володина Е.Н., Редькина Н.В. Влияние препарата Микромак на органическое вещество и микробиологические показатели почвы // Агрохимический вестник, 2009. № 4. С. 26-28.

8. Полякова Н.В., Ивенин В.В., Платонычева Ю.Н., Володина Е.Н. Плодородие темно-серых лесных почв при их окультуривании // Плодородие, 2009. № 1. С. 34-35.

Change in productivity of spring wheat and content of nutritional elements of dark grey forest soil at using of different forms of fertilizers

Platonycheva Yu.N., PhD, associate professor, Polyakova N.V., DSc, professor, dean, Volodina E.N., PhD, associate professor

Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, Nizhny Novgorod,, Russia

Influence of preparations Micromac and Baikal used separately and in combination with mineral fertilizers on the yield of spring wheat variety Kurskaya 2038 and the content of mobile forms of phosphorus, potassium and trace elements in dark-grey forest soil were studied. Studies were conducted in long-term field experiment on the territory of economy Pushkinskoye, Bolsheboldinsk district, Nizhny Novgorod region. Preparations for presowing inoculation of seeds were used in doses: Baikal - 0.5 l/t, Micromac - 2 l/t in the device for seed treatment. The article presents the results for 2007-2011, i.e. research were conducted in various weather conditions, including abnormally hot and dry growth period in 2010. Fertilizers studied in the experiment significantly influenced the parameter of field germination whose values have increased on

average by 12.6-21.5 % relative to the control, significantly varying across years of the study; greatest increase was found in variant Baikal + NPK. The studies revealed the effect of different combinations of fertilizers on the productivity of spring wheat. On average for five years the yield increase was 0.31-0.85 t/ha (or 10-36% respectively) depending on their combination. The maximum gain were obtained at joint use of growth stimulators and fertilizers; in variant Micromac + NPK addition yield was 0.76 t/ha (31.9 %), Baikal + NPK - 0.64 t/ha (26.9%). The content of mobile phosphorus and potassium increased relative to controls only in variants with full complex of mineral fertilizers: P2O5 from 200 to 224, K2O from 172 to 199 mg/kg of soil. Changes in trace element composition of soils were not identified. To improve soil fertility and increase yields of spring wheat it is recommended the combined use of growth stimulants with mineral fertilizer in dose N70P50K50 or triple combination of Micromac, Baikal and mineral complex.

Key words: Micromaс, Baikal, mineral fertilizers, spring wheat, dark gray forest soil, nutritional elements

References

1. Fat'yanov A.S. Pochvy Gor'kovskoy oblasti. [Soils of Gorky region]. Gorky, 1949. 336 p.

2. Den'gub I.M. Mikroelementy v mate-rinskikh porodakh i pakhotnom sloe pochv Gor'kovskoy oblasti. [Trace elements in the parent rock and topsoil of Gorky region]. Trudy Gor'ko-vskogo s. -kh. instituta. [Proceedings of the Gorky agricultural institut]. V. 152. 1981. pp. 18-24.

3. Zybalov V.S. Vliyanie preparata Baykal EM1 na vskhozhest' yarovoy pshenitsy i biologicheskuyu aktivnost' pochvy. [Influence of preparation Baikal EM1 on germination of spring wheat and soil biological activity]. Zemledelie. 2006. no. 2. pp. 16-17.

4. Mikheeva G.A., Somova L.A. Vliyanie biologicheskikh preparatov na rost i razvitie rasteniy i biologicheskuyu aktivnost' pochvy. [Effect of biological preparations on the growth and development of plants and soil biological activity]. Agrokhimiya. 2010. no. 2. pp. 60-65.

5. Panasin V.I. Osobennosti rasprostra-neniya mikroelementov v pochvakh Kaliningrad-skoy oblasti. [Features of distribution of trace elements in soils of Kaliningrad Region]. Agrokhimicheskiy vestnik. 2003. no.6. pp. 8-11.

6. Mineev V.G. Agrokhimiya. [Agroche-mistry]. Moscow: Publishing House of Moscow State University, 2004. 720 p.

7. Platonycheva Yu.N., Polyakova N.V., Volodina E.N., Red'kina N.V. Vliyanie preparata Mikromak na organicheskoe veshchestvo i mikro-biologicheskie pokazateli pochvy. [Influence of preparation Micromac on organic matter and microbial indicators of soil]. Agrokhimicheskiy vestnik. 2009. no. 4. pp. 26-28.

8. Polyakova N.V., Ivenin V.V., Platonycheva Yu.N., Volodina E.N. Plodorodie temno-serykh lesnykh pochv pri ikh okul'turivanii. [Fertility of dark gray forest soils at their cultivation]. Plodorodie. 2009. no. 1. pp. 34-35.

УДК 631.423.3 : 631.445.24

Динамика содержания кислоторастворимых соединений марганца в подзолистых почвах

Зубкова Ольга Александровна, кандидат с.-х. наук, мл. научный сотрудник ФГБГНУ «НИИСХ Северо-Востока», г. Киров, Россия

E-mail: edaphik@mail.ru

Элементный состав почв - важнейший показатель их химического состояния, свойств и генезиса. Марганец является одним из существенных компонентов почв. Содержание и поведение изучаемого элемента зависит от типа почвы и ее свойств: кислотности, окислительно-восстановительного потенциала, содержания органического вещества и др. Целью работы является исследование динамики содержания кислоторастворимых соединений марганца в подзолистой почве под лесом и ее антропогенно измененном аналоге - агродерново-подзолистой почве в течение вегетационного периода. Исследования проводили в Кировской области. Пробы почвы отбирали с помощью почвенного бура из трех верхних горизонтов. Отбор проб осуществляли в 2009 и 2010 гг. в период с мая по июль каждую неделю и с июля по сентябрь каждые 2-3 недели в зависимости от погодных условий. В пробах определяли следующие показатели: полевую влажность почвы; рН солевой вытяжки; содержание общего углерода гумуса - по методу И.В. Тюрина; содержание лабильного углерода гумуса - в 0,1М нейтральной пиро-