Влияние биопрепаратов на перезимовку и продуктивность озимой пшеницы

ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ НА ПЕРЕЗИМОВКУ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

И.Я. Пигорев, С.А. Тарасов

Аннотация. Приведены результаты исследований, направленные на совершенствование технологии возделывания озимой пшеницы за счет применения биопрепаратов. Установлено, что использование биопрепаратов для обработки семян и посевов позволяет повысить процент перезимовавших растений, увеличить урожайность, улучшить качество зерна и экономические показатели возделывания озимой пшеницы.

Ключевые слова: озимая пшеница, биопрепараты, метеорологические условия, результаты перезимовки, урожайность, содержание клейковины, окупаемость затрат на биопрепараты, условно чистый доход.

Применяемые в настоящее время технологии возделывания озимой пшеницы еще далеки от совершенства. Об этом свидетельствует то, что потенциал продуктивности культуры реализуется чаще всего лишь на одну треть [1]. Нерешенной остается также и проблема качества зерна пшеницы, которая выражается в проявлении тенденции ежегодного снижения содержания клейковины [2]. В значительной степени на реализацию потенциала продуктивности и качества зерна пшеницы оказывают влияние погодные условия в период вегетации. Тем не менее, за счет соответствующей технологии возделывания можно внести значительный вклад в целенаправленное формирование этих показателей.

С развитием химической промышленности в течение продолжительного времени для этих целей применяют минеральные удобрения и пестициды. Значение этих средств интенсификации растениеводства не потеряет своей актуальности еще долгое время, так как за счет них обеспечивается значительный рост урожайности и эффективно решается проблема продовольственной безопасности страны. В то же время обостряется противоречие между необходимостью использования химических средств и опасностью их применения для здоровья человека и окружающей среды [3]. Поэтому следует изыскивать альтернативные, экологически обоснованные способы повышения урожайности и качества растениеводческой продукции. Одним из направлений интенсификации растениеводства, которое основывается на экологических принципах, является использование при возделывании культур различных биопрепаратов [4]. По современным научным представлениям микроорганизмы рассматриваются как интегральная часть растительного сообщества [5]. В связи с этим в последние годы на базе различных видов ризо-сферной микрофлоры создано множество биопрепаратов, предназначенных для инокуляции семян и растений. Полезное действие этих препаратов не приурочено жестко к определенной группе растений, но носит универсальный характер в отношении различных групп сельскохозяйственных культур [6]. В сравнении с минеральными удобрениями по влиянию на продуктивность зерновых культур средняя эффективность биопрепаратов относительно невысокая и составляет от 16 до 33 % [7]. Однако за их счет можно уменьшить нормы внесения минеральных удобрений, не снижая продуктивности культур. В настоящее время масштабы применения биопрепаратов в сельскохозяйственной практике пока еще весьма ограничены. Поэтому изучение эффективности новых препаратов при возделывании сельскохозяйственных культур, в том числе и озимой пшеницы, является актуальной проблемой.

Наши исследования, направленные на изучение эффективности различных биопрепаратов, проводились в условиях опытного поля Курского НИИ агропро-

мышленного производства в 2010-2013 гг. на черноземе типичном мощном тяжелосуглинистом. Озимую пшеницу сорта Московская 39 возделывали в севообороте со следующим чередованием культур: чистый пар -озимая пшеница - сахарная свекла - яровая пшеница, яровой ячмень. Изучали влияние обработки семян перед посевом и обработки посевов осенью в фазе кущения препаратами Витазим, Гуапсин + Трихофит и Азо-лен на условия и результаты возделывания озимой пшеницы. Эксперимент был заложен по следующей схеме:

1 Контроль - обработка семян водой.

2 Витазим - обработка семян, 1 л/т.

3 Гуапсин + Трихофит - обработка семян, по 3 л/т каждого препарата.

4 Азолен - обработка семян, 3 л/т.

5 Контроль - обработка семян + осенняя обработка посевов водой.

6 Витазим - обработка семян, 1 л/т + осенняя обработка посевов, 1 л/га.

7 Гуапсин + Трихофит - обработка семян, по 3 л/т + Гуапсин 5 л/га - осенняя обработка посевов.

8 Азолен - обработка семян, 50 мл/т + осенняя обработка посевов, 100 мл/га.

Повторность в опыте трехкратная, варианты располагались систематически в один ярус. Делянки были представлены в форме вытянутого прямоугольника с учетной площадью 100 м2. Полевые работы на опытном участке проводились в лучшие агротехнические сроки. Фон минерального питания по всем вариантам опыта N30P30K30. Обработку семян препаратами проводили за день до посева ранцевым опрыскивателем, затем семена подсушивали в затененном помещении. Обработку посевов озимой пшеницы проводили также ранцевым опрыскивателем в соответствии со схемой эксперимента.

Из всех перечисленных препаратов только Витазим не содержит живой культуры микроорганизмов. В его состав входят физиологически активные продукты жизнедеятельности микроорганизмов, в том числе лиг-носульфат кальция, микроэлементы в хелатной форме, органические кислоты, энзимы и витамины. Витазим синтезируют микробиологическим способом с помощью ферментации различных растительных материалов и сахаров определенной группой микроорганизмов. Все остальные препараты включают в состав живую культуру определенных полезных микроорганизмов, то есть их использование предусматривает непосредственную инокуляцию микроорганизмов с семенами в почву или посредством обработки на растения.

Препарат Гуапсин готовится на основе водной суспензии бактерий Pceudomonas aureofaciens В-306 (IBM B-7096) и Pceudomonas aureofaciens В-306 (IBM B-7097), продуктов их метаболизма и стартовых доз макроэлементов (N,P,K). Трихофит - микробиологический препарат, изготовляемый на основе водной суспензии грибов рода Trichoderma lignorum и бактерий рода Pceudomonas aureofaciens (штамм В-111). Препараты Гуапсин и Трихофит рекомендуется использовать совместно как бактериально-грибковый комплекс, оказывающий комплексное воздействие на условия формирования продуктивности возделываемых культур. Бактерии рода Pceudomonas, входящие в состав препарата Гуапсин, обеспечивают фиксацию азота из воздуха, увеличивают доступность для растений фосфора, выполняют антимикробную, антифунгинальную, энтомо-патогенную и ростостимулирующую функцию. Вторая составная часть комплекса, представленная препаратом

Трихофит, за счет выделяемых грибом Trichoderma продуцентов жизнедеятельности увеличивает доступность для растений калийных и фосфорных соединений и за счет биологически активных веществ оказывает стимулирующее действие на рост и развитие растений. Продуцируемые грибом Trichoderma антибиотики уничтожают возбудителей болезней растений, и происходит также подавление развития фитопатогенов за счет прямого паразитизма.

Азолен представляет собой жидкое микробиологическое удобрение - концентрат свободноживущих азотфиксирующих почвенных бактерий ЛгойЪайег vinelandii ИБ 4. Данный препарат обладает фунгицид-ными и ростостимулирующими свойствами. Он отличается высоким уровнем нитрогеназной активности и способностью синтезировать цитокининоподобные вещества (гормоны роста растении), что позволяет значительно снизить количество вносимых азотных удобрений и получать экологически чистые продукты.

На результаты перезимовки озимой пшеницы, эффективность изучаемых биопрепаратов и, в конечном итоге, на продуктивность культуры, могут в значительной степени влиять метеорологические условия в годы исследований. По данным близлежащей к опытному участку метеостанции «Петренка» Курского района Курской области, погодные условия в период исследований по температурному режиму и количеству выпавших осадков заметно отличались как от средней многолетней нормы, так и по годам. В период от посева озимой пшеницы до прекращения активной вегетации только в условиях осени 2011 г. температурный режим был близок к многолетней норме (рисунок 1).

\ V \ Чк 4 X \

\ .1/

\ V X \ у:. Ч \ % X ' г

N 4 ЧЛ \ \ //

АЛ чъ_ ¡Я

август сентябрь октябрь ноябр^кдркабрь январь февраль м \

NN /V

/ V.'

~ ~ *Ср еднемесячная темпер атура в 2010-2011 году Ср еднемесячная темпер атура в 2012-2013 году

• Среднемесячная температура в 2011-2012 году Средняя многолетняя норма температуры

Рисунок 1 - Температура воздуха в годы исследований

Осенью 2010 г. озимая пшеница развивалась в контрастных температурных условиях - сначала в условиях повышенного температурного режима, а затем при низких температурах и в ноябре температура воздуха опять была выше нормы. Весь период развития озимой пшеницы осенью 2012 г. проходил в условиях повышенной температуры.

Зимний период в годы исследований также заметно различался по температурному режиму, что не могло не сказаться на результатах перезимовки озимой пшеницы. В 2010-2011 гг. и 2011-2012 гг. отмечались температуры заметно ниже многолетней нормы, а в условиях 2012-2013 гг. зимний период характеризовался мягким температурным режимом, и перезимовка озимой пшеницы проходила в благоприятных условиях. Возобновление вегетации озимой пшеницы в условиях весны 2011 г. началось в третьей декаде апреля, а 2012 г. - в первой декаде апреля, а в условиях 2013 г. - во второй декаде апреля.

После посева озимой пшеницы и последующей вегетации культуры больше всего осадков выпало в усло-

виях 2010 г. Однако даже в условиях небольшого количества выпадающих осадков, как это было в сентябре 2011 г. и 2012 г., в почве было достаточно влаги для прорастания семян и последующего роста и развития культуры. В начальный период весенней вегетации озимой пшеницы во все годы исследований осадков выпадало меньше многолетней нормы. Однако в целом посевы культуры в весенне-летний период были в достаточной степени обеспечены влагой для нормального роста и развития.

Установлено, что обработка семян перед посевом биопрепаратами во все годы, особенно в условиях осени 2010 г., способствовала увеличению полевой всхожести озимой пшеницы. В среднем за годы исследований обработка семян препаратом Витазим повышала их полевую всхожесть на 3,3 %, препаратами Гуапсин + Трихофит - на 5,7 % и препаратом Азолен - соответственно на 2,3 % (таблица 1).

Таблица 1 - Влияние обработки семян биопрепаратами на полевую всхожесть семян озимой пшеницы, %

Варианты Годы исследований Сред. ± к контролю, %

2010 2011 2012

Контроль 82,4 81,3 94,0 85,9 -

Витазим 87,2 83,7 96,6 89,2 +3,3

Гуапсин + Трихофит 89,6 86,6 98,6 91,6 +5,7

Азолен 86,6 82,6 95,4 88,2 +2,3

Наиболее эффективной по влиянию на полевую всхожесть семян оказалась их обработка комплексом Гуапсин + Трихофит из расчета по 3 л/т каждого препарата.

Обработка семян биопрепаратами во все годы обеспечивала также увеличение процента выживших растений озимой пшеницы после перезимовки. Однако влияние изучаемых препаратов на увеличение процента перезимовки растений по годам исследований было неодинаковым (таблица 2).

Таблица 2 - Влияние обработки семян и посевов

Варианты Годы исследований Сред. ± к контро-

2011 2012 2013 лю, %

1 Контроль, обработка семян 83,5 78,9 82,3 81,6 -

2 Витазим, обработка семян 89,0 92,6 86,2 89,3 +7,7

3 Гуапсин + Трихофит, обработка семян 90,2 89,0 87,4 88,9 +7,3

4 Азолен, обработка семян 85,9 85,5 86,0 85,8 +4,2

5 Контроль, обработка семян 82,5 78,9 82,3 81,2 -

и посевов

6 Витазим,

обработка семян 91,0 94,4 87,8 91,1 +9,9

и посевов

7 Гуапсин + Трихофит, обработка семян + Гуапсин, обработка посевов 91,1 90,7 88,2 90,0 +8,8

8 Азолен, обработка семян и 86,5 85,7 86,6 86,3 +5,1

посевов

Подсчет выживших после перезимовки растений пшеницы весной 2011 и 2013 гг. показал, что наиболее эффективным был комплекс Гуапсин + Трихофит. Однако к весне 2012 г. наибольшее количество выживших растений (на 13,7 % больше в сравнении с контролем) было после обработки семян препаратом Витазим. Об-

21

16

11

= 1

14

работка семян комплексом Гуапсин + Трихофит обеспечивала увеличение количества выживших растений в этих условиях на 10,1 %, а обработка семян препаратом Азолен - на 6,6 %.

В среднем за годы исследований количество сохранившихся после перезимовки растений пшеницы при обработке семян препаратом Витазим увеличилось на 7,7 % в сравнении с контролем, при обработке комплексом Гуапсин + Трихофит - соответственно увеличение составило на 7,3 %, и при обработке семян препаратом Азолен количество выживших растений увеличилось на 4,2 %.

В вариантах опыта, где кроме семян, дополнительно обрабатывали препаратами посевы озимой пшеницы осенью в фазе кущения, отмечались еще лучшие результаты перезимовки. Установлено, что к весне 2012 г. обработка семян и посевов пшеницы препаратом Вита-зим повышала количество выживших после перезимовки растений на 15,5 %, обработка препаратами Гуапсин + Трихофит - на 11,8 %, и обработка препаратом Азолен - соответственно увеличивала количество выживших растений на 6,8 %.

В среднем за три года исследований обработка семян и посевов озимой пшеницы препаратом Витазим увеличила количество успешно перезимовавших растений на 9,5 %, обработка комплексом Гуапсин + Трихо-фит - соответственно, увеличивала процент перезимовки на 8,4, и обработка семян и посевов препаратом Азолен - на 4,7 %.

Использование биопрепаратов в технологии возделывания озимой пшеницы во все годы исследований оказывало существенное влияние на повышение урожайности культуры (рисунок 2). Особенно эффективной оказалась обработка семян, а также обработка семян и посевов комплексом Гуапсин + Трихофит. В среднем за годы исследований обработка семян этими препаратами обеспечивала увеличение урожайности на 0,47 т/га, или на 11,7 % в сравнении с контролем, а обработка семян и посевов в фазе кущения - соответственно увеличивала урожайность на 0,72 т/га, или на 17,7 %.

Обработка семян Обработка семян и посевов

Биопрепараты и способы их применения

Рисунок 2 - Влияние обработки семян и посевов биопрепаратами на урожайность озимой пшеницы

Обработка семян озимой пшеницы препаратом Ви-тазим в среднем за годы исследований повышала урожайность озимой пшеницы на 0,43 т/га, или на 10,4 %, а обработка семян и посевов увеличивала урожайность на 0,64 т/га, или на 15,8 %.

Несколько меньший эффект по влиянию на урожайность проявился при использовании в технологии возделывания озимой пшеницы препарата Азолен. Обработка семян этим препаратом обеспечивала повышение урожайности на 0,32 т/га, или на 7,9 %, в сравнении с контролем, а обработка семян и посевов способствовала повышению урожайности на 0,35 т/га, или на 8,6 %.

Тем не менее, по влиянию на содержание клейковины в зерне пшеницы обработка семян и, особенно, обработка семян и посевов препаратом Азолен, была достаточно эффективной. В сравнении с контролем в среднем за годы исследований обработка семян препаратом Азолен обеспечивала увеличение содержания клейковины в зерне на 2,4 %, а обработка семян и посевов - соответственно на 3,1 % (таблица 3).

Таблица 3 - Влияние обработки семян и посевов биопрепаратами на содержание клейковины в зерне озимой пшеницы, %

Варианты Годы исследований Сред. ± к контролю, %

2011 2012 2013

1 Контроль, обработка семян 26,6 28,8 27,8 27,7 -

2 Витазим, обработка семян 28,7 32,4 29,2 30,1 2,4

3 Гуапсин + Трихофит, обработка семян 27,9 29,9 28,5 28,8 1,1

4 Азолен, обработка семян 29,0 31,7 29,6 30,1 2,4

5 Контроль, обработка семян и посевов 26,3 28,7 27,6 27,5 -

6 Витазим, обработка семян и посевов 29,0 32,7 30,6 30,8 3,3

7 Гуапсин + Трихофит, обработка семян + Гуапсин, обработка посевов 29,3 30,5 29,0 29,6 2,1

8 Азолен, обработка семян и посевов 29,6 32,0 30,2 30,6 3,1

Примерно такую же эффективность по влиянию на содержание клейковины в зерне пшеницы обеспечивал препарат Витазим. Комплекс Гуапсин + Трихофит также в среднем за годы исследований увеличивал содержание клейковины в зерне пшеницы при обработке им семян и посевов, но его эффективность была несколько ниже препаратов Витазим и Азолен. В среднем за годы исследований содержание клейковины в зерне повысилось на 1,1 %, а при обработке семян и посевов - на 2,1 %.

Результаты оценки экономической эффективности обработка семян, а также обработки семян и посевов озимой пшеницы биопрепаратами приведены в таблице 4.

При расчете стоимости прибавки и затрат на биопрепараты исходили из того, что пшеницы реализовы-валась по цене 6000 р./т. Стоимость 1 л препарата Витазим составляет 1000 р., препараты Гуапсин и Трихо-фит закупали по 100 р. за 1 л, а препарат Азолен - по цене 4000 р./л.

Таблица 4 - Экономическая эффективность применения биопрепаратов в технологии возделывания озимой пшеницы (на 1 га)_______

Варианты Урожайность, т/га Прибавка урожайности, т Стоимость прибавки, р. Затраты на биопрепараты, р. Окупаемость 1 р. затрат, р. Условно чистый доход, р.

1 Контроль, обработка семян 4,03 - - - -

2 Витазим, обработка семян 4,45 0,42 2520 225 11,0 2295

3 Гуапсин + Трихофит, обработка семян 4,50 0,47 2820 135 20,9 2685

4 Азолен, обработка семян 4,35 0,32 1920 200 9,6 1720

5 Контроль, обработка семян и посевов 4,06 - - - - -

6 Витазим, обработка семян и посевов 4,70 0,64 3840 1200 3,2 2640

7 Гуапсин + Трихофит, обработка семян + Гуапсин, обработка посевов 4,78 0,72 4320 635 6,8 3685

8 Азолен, обработка семян и посевов 4,41 0,35 2100 600 3,5 1500

При норме высева 5 млн. шт./га и массе 1000 семян равной 45 г, на 1 га в физическом весе необходимо высевать 0,225 т семян. Расход биопрепарата зависит от рекомендуемой нормы его использования для обработки семян и посевов, а также от кратности обработок. Установлено, что относительно невысокая стоимость биопрепаратов и малые нормы их использования обеспечивают достаточно высокую экономическую эффективность их использования, особенно при обработке семенного материала. Наиболее выгодно с экономической точки зрения использовать для обработки семян и посевов озимой пшеницы комплекс Гуапсин + Трихофит. При обработке семян 1 рубль затрат на эти препараты окупаются 20,9 рублями, полученными от реализации дополнительно полученной продукции. Дополнительная осенняя обработка посевов препаратом Гуапсин снижает окупаемость 1 рубля затрат до 6,8 рублей.

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что использование биопрепаратов Витазим, Гуапсин + Трихофит и Азолен в технологии возделывания озимой пшеницы является перспективным направлением в ее совершенствовании. Их применение не только повышает полевую всхожесть семян, увеличивает процент выживших после перезимовки растений, повышает урожайность и качество зерна, но и оправдано с экономической точки зрения.

Список использованных источников

1 Личко Н.М., Коломиец С.Н. Продуктивность и качество зерна озимой пшеницы сорта Московская 39 в зависимости от уровня минерального питания в условиях ЦРНЗ // Зерновое хозяйство. - 2007. - № 7. - С. 12-14.

2 Мелешкина Е.П. Современные аспекты качества зерна пшеницы // Аграрный вестник Юго-Востока. - 2009. - № 3. -С. 4-7.

3 Нецветаев А.Г. Экологическое право: Учебно-практическое пособие. - М.: Московский государственный университет экономики, статистики и информатики, 2006. - 233 с.

4 Завалин А.А., Алметов Н.С. Применение биопрепаратов и биологический азот в земледелии Нечерноземья. - М.: Изд-во ВНИИА, 2009. - 152 с.

5 Филипьечева Ю.А. Эколого-физиологические и серологические свойства бактерий рода Azospirillum различных растительно--бактериальных сообществ / Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. биологических наук. - Саратов, 2011.

6 Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай. -М.: Изд-во ВНИИА, 2005. - 302 с.

7 Тихонович И.А., Круглов Ю.В. Биопрепараты в сельском хозяйстве (методология и практика применения микроорганизмов в растениеводстве и кормопроизводстве). -М.: Колос, 2005. - 154 с.

Информация об авторах

Пигорев Игорь Яковлевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, проректор по научной работе и инновациям ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Тарасов Сергей Анатольевич, аспирант ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».