Использование агрохимикатов и биопрепаратов на озимых зерновых

 Использование агрохимикатов и биопрепаратов на озимых зерновых

Выращивание зерновых культур является важнейшей государственной задачей, решением которой занимается растениеводство.

 

Считается, что для нормального развития экономики сельское хозяйство должно обеспечивать человека продуктами питания, сельскохозяйственных животных - кормами, перерабатывающие отрасли - сырьём. Зерно может являться также важной статьёй экспорта. На одного человека в год должно производиться по 1 т зерна (Петров К.М. Геоэкология, СПб., 2004 г.). Только так можно достичь полной продовольственной безопасности страны.

Учёные ставят задачу поднять производство зерна к 2025 году до 170-180 млн т в год (Ягодин и др. Агрохимия. М., 2004 г.). Учитывая, что в 2014 году получено 104 млн т зерна, России необходимо в год наращивать его производство примерно на 8-10 млн т. Продуктивность пашни должна составлять 4-5 т/га зерна, чтобы при не изменяющейся площади зерновых (примерно 45 млн га) выйти на запланированный уровень производства.

 

За счёт чего растёт урожайность

На основании обобщённых данных рост урожайности на 50% определяется применением удобрений, а около 50% прироста приходится на другие факторы (агротехника, сорта, мелиорация и т.п.). При этом защита растений от вредителей, болезней и сорняков позволяет сохранять до 30% урожая. В Нечернозёмной зоне России с её низким плодородием почвы при урожайности 30-40 ц/га за счёт удобрений получают 70-80% прироста урожая.

В настоящее время больший упор делается на озимые формы зерновых культур, дающих высокий урожай. Однако озимые хлеба на Северо-Западе России могут страдать от неблагоприятных погодно-климатических условий. Поэтому вопросы повышения экономической эффективности выращивания озимых зерновых культур являются актуальными.

Расчёты показывают, что 1 рубль, затраченный на минеральные удобрения, обеспечивает получение продукции растениеводства в среднем на 2,2 рубля, а окупаемость NPK в Нечернозёмной зоне – в 4,7-4,9 раз. При содержании гумуса 1% естественное плодородие обеспечивает получение урожайности зерна лишь в размере 6 ц/га. Доведение гумуса до 6% обеспечит получение уже 30 ц/га (Ягодин и др., 2004 г.).

Важное значение в растениеводстве имеет живое вещество почвы, которое представлено, в основном, микроорганизмами. Целенаправленно изменяя их соотношение в почве, можно осуществлять управление продуктивностью растений, бороться с вредителями и болезнями растений.

О раздельном применении минеральных удобрений и биопрепаратов сообщалось ранее (Доброхотов, Анисимов, СХВ №1/2014). В 2014 году перед нами была поставлена задача установить эффективность их совместного влияния на урожайность, определить насколько биопрепараты заменяют эквивалентное количество минерального азота, полученного на заводах.

 

Место, материал и методика исследований

Использование минеральных удобрений и биопрепаратов проводили на участке органического земледелия в учебно-опытном саду СПбГАУ по методике проведения опытов в агрохимических исследованиях. Мониторинг физиологического состояния растений в процессе их роста, который необходим для управления продукционным процессом и прогноза урожая, осуществляли в оперативном режиме оптическим активным дистанционным тестером (АДТ) отечественного производства, аналогичным импортному сенсору GreenSeeker (Verhulst and Govaerts, 2010). Тестер позволяет проводить измерения коэффициентов яркости растительного полога (покрова) в красной Rr и ближней инфракрасной Rir областях спектра 0,65 и 0,91 мкм. В этих пределах находятся спектры поглощения хлорофилла.

Объектом исследования являлись озимая пшеница сорта Московская-56 и озимая тритикале сорта Линда. Минеральные удобрения вносили под пшеницу и тритикале в почву перед последней культивацией из расчёта 50 кг д.в. на 1 га. Биопрепаратами семена обрабатывали в день посева. Использовали производственные формы биопрепаратов, созданные на основе бактерии Bacillus subtilis разных штаммов (бактофит, фитоспорин, экстрасол). Измерения проведены на четырех фенофазах развития растений в разных погодных условиях. Определяемые величины: нормализованный вегетационный индекс NDVI = (Rir –Rr)/(Rir+Rr) и его среднее квадратическое (стандартное) отклонение результата измерения (среднего значения) по результатам 16 независимых измерений на каждой делянке. Индекс является интегральной характеристикой физиологического состояния растений (их статуса) и положительно коррелирует с продукцией биомассы и содержанием хлорофилла. Как правило, чем больше NDVI, тем выше эти показатели. Урожайность (Y, ц/га) и биометрические характеристики определялись перед уборкой урожая.

 

Эффективность применения минеральных удобрений и биопрепаратов

В таблице показана урожайность и структура урожая, из которой складывается урожайность зерновых культур.

Как видно из таблицы, совместное применение минеральных удобрений и биопрепаратов значительно повышает урожайность озимых зерновых, улучшает показатели структуры урожая, выживаемость растений к концу вегетации. Особенно это проявилось на перспективной культуре для Северо-Запада – тритикале.

 

Мониторинг зерновых культур

На рис. 1 и 2 показаны значения нормализованного вегетационного индекса NDVI для разных фаз развития пшеницы и тритикале.

На перезимовавших растениях озимой пшеницы после заморозков и выпадения осадков (снег с дождем) и низком оптическом контрасте наиболее высокие значения NDVI – в первом варианте с N50P50K50. На уровне доверительной вероятности Р>0,66 они отличаются только от контроля с самым низким значением NDVI. Значимая корреляция NDVI с урожаем отсутствует: NDVIз = -0,0002Y + 0,27 (R2=0,002), где R2  – коэффициент детерминации, показывающий долю (%) тех изменений, которые в данных явлениях зависят от изучаемого фактора.

В фазе кущения при погодных условиях, близких к норме, резко возрастает оптический контраст и NDVI посевов варианта с фитоспорином. На этом участке NDVI становится и остается самым высоким до конца вегетации, несмотря на значительные вариации погодных условий. Это подтверждается данными по урожайности, которая выше, чем у остальных вариантов. Здесь отмечена положительная наибольшая корреляция с урожаем NDVIк = 0,0071Y+ 0,1 (R2 = 0,59).

В фазе молочной спелости при том же количестве осадков, но при более низких температурах такая корреляция меньше: NDVIмс = 0,0056Y + 0,19 (R2=0,44). На этих фенофазах отмечена также положительная корреляция NDVI с количеством растений на единицу площади (Np) – на уровне R2=0,55 и R2=0,77, и отрицательная корреляция с количеством осадков за декаду (P) – на уровне R2=0,63 и R2=0,74, соответственно.

На озимой тритикале наибольшая величина NDVI отмечается в вариантах с применением удобрений и биопрепаратов (бактофит, фитоспорин, экстрасол). Это наглядно показано на рис. 2 (сравнение с контролем). Расположение вариантов на делянках тритикале показано на рис. 3.

 

Оценка состояния растений в разных метеорологических условиях

В фазе колошения на озимой пшенице зафиксирована аномальная (отрицательная) корреляция NDVI с урожаем, что характерно для засушливых условий NDVIк = -0,0049Y + 0,69 (R2=0,39). Это соответствует данным других учёных (F.Cogan 2002).

Сходная корреляция отмечена для NDVI(Np)=-0,0003 Np + 0,66 (R2 = 0,25), где Np – количество растений на площадке. Известно, что засуха снижает урожай и искажает показания оптических сенсоров из-за нарушения синтеза основных фотосинтетических пигментов растений. Процесс протекает по-разному в зависимости от сорта и от типа воздействия на растения. На рис. 4 показаны эти зависимости.

На всех фенофазах они представляются параболическими функциями, экстремальные значения которых (NDVI*) разделяют шкалу NDVI на две области. При NDVI< NDVI* с ростом NDVI имеет место накопление хлорофилла растениями. В засушливых условиях при NDVI*> NDVI происходит его деструкция. При нормальных погодных условиях переход во вторую область не реализуется, соответствующие кривые могут быть представлены линейными функциями. При засухе часть участков попадает в область накопления хлорофилла. К ним относятся участки с экстрасолом и фитоспорином, а также вариант с P50K50. Повышенный статус растений, оцениваемый по NDVI на этих участках, позволяет им сохранять устойчивость к засушливым условиям. Остальные, включая участок с бактофитом, попадают в область хлорофилльной деструкции. Этим примером доказана возможность использования оптического тестера in situ для оценки эффективности применения биопрепаратов и выявления засушливых периодов, негативно сказывающихся на развитии растений.

В отношении озимой тритикале следует отметить, что эта культура (межродовой гибрид озимой пшеницы и озимой ржи) более устойчива (вынослива) к неблагоприятным погодным условиям. Поэтому она должна заслуживать особого внимания для выращивания в России.

 

Применение биопрепаратов обязательно

Сравнивая урожайности по вариантам опыта с NPK, РК и добавлением обработки семян биопрепаратами, мы пришли к заключению, что под действием микроорганизмов, внесённых в почву, в 2 раза усиливается усвояемость растениями азота. Экономится до 50-60 кг д.в. азотных удобрений, что согласуется с данными других исследователей (Тихонович А.И., СХВ №2/2008).

По существующим регламентам в органическом земледелии не разрешается применять минеральный азот, производимый на химических заводах. Необходимо использовать биологический азот, который фиксируется симбиотическими и не симбиотическими бактериями из воздуха, живущими в ризосфере корней растений. Доступный растениям азот в нитратной и аммиачной формах образуется также при разложении (минерализации) растительных остатков, особенно бобовых сидеральных культур. Ограничения по азоту, содержащемуся в навозе, согласно европейским стандартам, составляют не более 170 кг азота на 1 гектар с.-х. угодий в год. Других ограничений по азоту нет. Поэтому применение биопрепаратов, как в обычном, так и в органическом земледелии обязательно. Хозяйства должны делать упор, в первую очередь, на применение биопрепаратов и регуляторов роста и развития растений.

СХВ

Возможно, вам это будет интересно:

Российские заводы специализированного машиностроения отправились с бизнес-миссией в Аргентину

Российские заводы специализированного машиностроения отправились с бизнес-миссией в Аргентину

Ранее на встрече с руководством Ассоциации «Росспецмаш» посол Аргентинской Республики в России Рикардо Э. Лагорио выразил уверенность, что бизнес-миссия станет залогом для создания «торгового моста» с Россией.

Новосибирские специалисты познакомились с эффективными технологиями кормления молочного скота

Новосибирские специалисты познакомились с эффективными технологиями кормления молочного скота

21 февраля 2019 года для специалистов АПК Министерством сельского хозяйства Новосибирской области была проведена научно-практическая конференция «Внедрение эффективных технологий кормления молочного скота – залог высокой продуктивности».

Российские заводы за три года вдвое увеличили поставки сельхозтехники на внутренний рынок

Российские заводы за три года вдвое увеличили поставки сельхозтехники на внутренний рынок

Об этом сообщил замдиректора Ассоциации «Росспецмаш» Денис Максимкин, принявший участие в церемонии открытия и деловой программе VII Специализированной аграрной выставки «АгроЭкспоКрым», которая начала свою работу 14 февраля в Ялте.

Раз в неделю мы отправляем дайджест с самыми популярными новостями.