Агрохимия, 2021, № 2, стр. 71-77

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных составляющих эффективного ведения земледелия является создание бездефицитного баланса органического вещества в почве, который может быть обеспечен как внесением органических удобрений, так и за счет использования пожнивных растительных остатков культур-предшественников и т.п. [1, 2]. Использование последних является наиболее доступным и экономически выгодным, поскольку позволяет с биомассой растений частично вернуть в почву вынесенные элементы минерального питания [3, 4].

Однако послеуборочные растительные остатки зерновых культур разлагаются довольно медленно из-за высокого содержания в них лигнина, целлюлозы и низкого содержания азота. Процессы деструкции соломы затягиваются на 3–5 лет, что приводит к снижению содержания минерального азота, поступающего в почву с соломой [5, 6].

Одним из способов ускорения разложения и повышения коэффициента гумификации стерни и соломы является обработка их биологическими препаратами-деструкторами [7, 8]. В настоящее время существует много биопрепаратов-деструкторов, эффективно разлагающих пожнивные остатки. Эти препараты способны повышать плодородие почвы за счет обогащения ее полезной микрофлорой, улучшать минеральное питание растений, подавлять развитие патогенов, увеличивать продуктивность сельскохозяйственных культур [9]. Однако по большей части препараты-деструкторы применяют в сельскохозяйственном производстве без достаточного научного обоснования.

В связи с этим цель работы – изучение эффективности воздействия микробиологических препаратов микобакт, трихофит и гумистим на интенсивность разложения соломы озимой пшеницы и их влияния на урожайность следующей культуры севооборота – сахарной свеклы в условиях черноземных почв Курской обл.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводили в полевых опытах Курского федерального аграрного научного центра в 2016–2019 гг., в севообороте со следующим чередованием культур: чистый пар–озимая пшеница–сахарная свекла–ячмень. В качестве объектов исследования использовали микробиологические препараты микобакт, трихофит, гумистим.

Микобакт – это микробиологическое удобрение, производимое на основе бактерий Micrococcus luteus штамм ПБТ-1 и микроскопических грибов Penicillium sp. штамм ПБТ-2. Представляет собой жидкость, содержащую биомассу этих микроорганизмов и их метаболиты, образующиеся при культивировании, а также остатки питательной среды. Удобрение рекомендуется для ускорения разложения (гумификации) органических остатков природного происхождения. Микобакт позволяет блокировать развитие патогенных микроорганизмов в начальный период вегетации растений, что обеспечивает их нормальное физиологическое развитие.

Трихофит (водная суспензия бактерии Trichoderma viride) – инсектофунгицидный препарат на основе гриба рода триходерма. В результате действия продуцируемых ферментов хитиназы и глюконазы трихофит является биодеструктором соломы и целлюлозных отходов, способствует разложению полисахаридов и переводу веществ в доступные формы для растений.

Гумистим – это комплексное экологически безопасное удобрение, производимое из биогумуса, торфа и настоев лекарственных растений. Препарат содержит все компоненты вермикомпоста в растворенном состоянии: гумины, фульвокислоты, витамины, природные фитогормоны, микро- и макроэлементы в легкоусвояемой растениями форме и споры полезных почвенных микроорганизмов. Гумистим является индуктором иммунитета растений, обладает адаптогенными свойствами, способствует антистрессовой устойчивости растений к заболеваниям и неблагоприятным условиям среды.

Почва опытного участка – чернозем типичный мощный тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Содержание гумуса в пахотном слое составляло 6.1%, подвижного фосфора (по Чирикову) – 15.6, обменного калия (по Масловой) – 11.3 мг/100 г почвы. Реакция почвенной среды нейтральная (рН 6.5–7.0).

Повторность в опытах трехкратная. Делянки имели форму вытянутого прямоугольника с учетной площадью 100 м². Схема опыта включала следующие варианты: 1 – контроль, без обработки соломы и посевов сахарной свеклы микробиологическими препаратами, 2 – обработка соломы (гумистим 5 л/га) + обработка посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в рядках (гумистим 5 л/га) + обработка посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в междурядьях (гумистим 5 л/га), 3 – обработка соломы (микобакт 3 л/га) + обработка посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в рядках (микобакт 3 л/га) + + обработка посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в междурядьях (микобакт 3 л/га), 4 – обработка соломы (трихофит 7 л/га) + обработка посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в рядках (трихофит 3 л/га) + обработка посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в междурядьях (трихофит 3 л/га).

Измельченную солому и стерню озимой пшеницы в дозе 5.0–5.5 т/га (количество послеуборочных остатков, оставленное в поле после уборки урожая) обрабатывали микробиологическими препаратами ранцевым опрыскивателем через 3–5 сут после уборки и сразу же заделывали в почву дисковой бороной БДТ-3 на глубину 8–10 см. Основную обработку почвы (вспашку) проводили в 1-й декаде октября на глубину 28–30 см.

Микробиологическую активность почвы определяли методом аппликаций, путем закладки льняных полотен в почву на глубину 15–20 см. Разложение льняных полотен наблюдали через 90 сут после их закладки.

Влияние соломы озимой пшеницы, обработанной микробиологическими препаратами, на урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы определяли в 2017–2019 гг. Технология возделывания сахарной свеклы соответствовала рекомендованной в ЦЧР. Доза внесения минеральных удобрений – N90Р90K90 под основную обработку почвы.

В опыте проводили определения следующих показателей: влажность почвы – термостатно-весовым методом по Роде, содержание нитратного азота – колориметрически-дисульфофеноловым методом по Грандваль–Ляжу. Уборку и учет урожая сахарной свеклы проводили путем выпахивания ее свеклоподъемником, корнеплоды очищали от ботвы и почвы вручную и взвешивали в поле на передвижных десятичных весах. Статистическую обработку результатов проводили методом дисперсионного анализа с помощью пакета Microsoft Excel [10].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Наблюдения за микробиологической активностью почвы (метод аппликаций) показали, что за 90 сут экспозиции (август–октябрь) в контрольном варианте льняные полотна разложились на 46.9% (табл. 1).

Обработка измельченной соломы микробиологическим препаратом гумистим в дозе 5 л/га повышала убыль льняной ткани до 62.9% относительно исходного веса. В варианте с использованием препарата трихофит 7 л/га степень разложения льняного полотна увеличивалась до 68.1%, препарата микобакт 3 л/га – до 75.3% (рис. 1). Более высокая микробиологическая активность почвы оказывала существенное влияние на разложение соломы озимой пшеницы. Результаты лабораторного опыта показали, что степень разложения соломы через 60 сут экспозиции в контрольном варианте составила только 20.8%. В варианте с обработкой соломы препаратом гумистим 5 л/га степень ее разложения повышалась до 35.9%. Использование в качестве деструктора соломы микробиологического препарата трихофит 7 л/га приводила к увеличению степени разложения пшеничной соломы на 17.0% (37.8%), препарата микобакт 3 л/га – на 19.1% в сравнении с контролем, что составило 39.9% (табл. 2).

Рис. 1.

Степень разложения льняных полотен под влиянием микробиологических препаратов за 90 сут.

Степень разложения пшеничной соломы оказывала влияние на влагообеспеченность посевов и азотный режим почвы под посевом сахарной свеклы. Например, в варианте с обработкой соломы препаратом гумистим 5 л/га запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы составили 33.2 мм при запасах влаги в почве контрольного варианта, равных 31.7 мм (табл. 3). В вариантах с обработкой соломы озимой пшеницы микробиологическими препаратами трихофит (7 л/га) и микобакт (3 л/га) запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы составили 33.5–33.9 мм, или на 1.8–2.2 мм больше, чем в контрольном варианте.

Содержание нитратного азота в слое 0–40 см почвы перед посевом сахарной свеклы в вариантах с обработкой соломы микробиологическими препаратами гумистим, микобакт и трихофит составило 3.06–3.19 мг/100 г почвы или на 0.52–0.65 мг/100 г больше, чем в контроле (табл. 4).

Лучший водный и азотный режимы в вариантах с более высокой степенью разложения соломы положительно сказывались на урожайности сахарной свеклы. Например, в варианте с обработкой соломы препаратом гумистим 5 л/га и двукратной обработкой посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в рядках (гумистим 5 л/га) и фазе смыкания листьев в междурядьях (гумистим 5 л/га) урожайность сахарной свеклы повышалась на 3.5 т/га или на 6.8% в сравнении с контролем (табл. 5).

Обработка соломы озимой пшеницы препаратом трихофит 7 л/га и посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в рядках (трихофит 3 л/га) и фазе смыкания листьев в междурядьях (трихофит 3 л/га) повышала урожайность корнеплодов на 3.6 т/га или 6.9%.

Использование в качестве деструктора соломы микробиологического препарата микобакт 3 л/га и обработке посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в рядках (микобакт 3 л/га) и фазе смыкания листьев в междурядьях (микобакт 3 л/га) обеспечивало максимальную прибавку урожая – 4.3 т/га или 8.3%.

Установлено, что обработка пшеничной соломы микробиологическими препаратами и двукратная обработка посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в рядках и фазе смыкания листьев в междурядьях способствовала повышению содержания сахара в корнеплодах на 2.6–2.9%.

Использование микробиологических препаратов в качестве деструкторов пшеничной соломы и обработки посевов сахарной свеклы было экономически выгодно (табл. 6). При расчете экономической эффективности использования микробиологических препаратов за основу были приняты следующие показатели: стоимость препарата микобакт – 150, гумистим – 120, трихофит – 120 руб./л, урожайность сахарной свеклы в контрольном варианте и в вариантах опыта – фактически полученная в опыте, стоимость корнеплодов сахарной свеклы – сложившаяся в 2019 г. (1 тыс. руб./т). Расчеты показали, что обработка соломы микробиологическими препаратами микобакт (3 л/га), гумистим (5 л/га), трихофит (7 л/га) и двукратная обработка посевов этими препаратами в фазе смыкания листьев в рядках и смыкании листьев в междурядьях повышала урожайность сахарной свеклы на 3.5–4.3 т/га и способствовала получению 2180–2950 руб. условно чистого дохода/га за минусом затрат, связанных с собственно внесением препаратов. Наиболее экономически выгодным было использование микробиологического препарата микобакт.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, установлена высокая эффективность микробиологических препаратов микобакт, гумистим и трихофит в повышении микробиологической активности почвы и разложении пшеничной соломы. Использование препарата гумистим 5 л/га повышало убыль льняной ткани до 62.9% относительно исходного веса. Обработка соломы микробиологическим препаратом трихофит 7 л/га повышала степень разложения льняного полотна до 68.1%, препаратом Микобакт 3 л/га – до 75.3%. Обработка соломы микробиологическими препаратами гумистим, трихофит, микобакт, а также двукратная обработка посевов сахарной свеклы в фазе смыкания листьев в рядках и фазе смыкания листьев в междурядьях этими препаратами повышала урожайность сахарной свеклы на 3.5–4.3 т/га при урожайности в контрольном варианте, равной 51.6 т/га, и увеличивало стоимость валовой продукции на 3500–4300 руб./га. Учитывая невысокую стоимость самих удобрений и малые нормы их внесения, это было экономически выгодно. Величина условно чистого дохода от использования микробиологических препаратов составила 2040–2950 руб./га. Наиболее экономически выгодным было использование микробиологического препарата микобакт.

В связи с этим для повышения биогенности почвы и ускорения степени разложения соломы, перед заделкой ее в почву следует широко использовать микробиологические препараты микобакт 3 л/га, трихофит 7 л/га и гумистим 5 л/га.