Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПРИМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ И БАКТЕРИАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД НУТ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ПРИМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ И БАКТЕРИАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД НУТ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ"

Д-Ъещб-

На правах рукописи

Елена Ивановна Пугач

ПРИМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ И БАКТЕРИАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД НУТ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

06.01.04. - АГРОХИМИЯ

Автореферат

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

п. Персиановский - 2005

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Донской государственный аграрный университет» Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Агафонов Евгений Васильевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

Ведущее предприятие: Ростовский государственный университет

Защита диссертация- состоится 29 декабря в 10 часов на заседании диссертационного совета К.220.028.01 при Донском государственном аграрном университете по адресу: 346493, п. Персиановский, Октябрьский (с) р-н, Ростовская обл., Донской госагроуниверситет (тел. 8-863-60-3-61-50; факс. 8863-60-3-61-50)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донского госагроуни верситета

Автореферат разослан «&6» ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных

профессор Новиков Алексей Алексеевич кандидат сельскохозяйственных наук, ст. преподаватель Гужвин Сергей Александрович

наук, доцент

Ефремов В.А.

X. Общая характеристика работы Актуальность исследований. В улучшении продовольственного снабжения населения, повышении продуктивности животноводства, уменьшении использования минеральных азотных удобрений значительное место отводится зернобобовым культурам, являющимся важнейшим источником полноценного растительного белка. Для засушливых районов Ростовской области наиболее перспективной зернобобовой культурой является нут, обладающий высокой засухоустойчивостью, устойчивостью к полеганию и повреждению болезнями и вредителями.

Однако в Ростовской области технология возделывания нута разработана недостаточно. Практически не изучены вопросы питания нута, поэтому нет рекомендаций по применению минеральных и бактериальных удобрений под эту культуру. Задачи исследований.

При выполнении настоящей работы решались следующие задачи:

1. Изучить динамику продуктивной влаги и элементов питания в почве под нутом.

2. Определить влияние удобрений на формирование вегетативной массы нута.

3. Изучить влияние инокуляции семян нута активными штаммами сим биотических бактерий на развитие клубеньков на корнях при различных уровнях минерального питания.

4. Изучить динамику содержания элементов питания в растениях нута.

5. Установить влияние минеральных и бактериальных удобрений на урожайность и качество зерна нута.

6. Рассчитать вынос и баланс элементов питания нуга при различных дозах минеральных удобрений я их сочетаниях с ризоторфином.

7. Определить экономическую и биоэнергетическую эффективность применения минеральных и бактериальных удобрений на%нуте----------- , , ...

8. Разработать систему удобрения нута. , УСлА !

Научная новизна. Впервые в Ростовской области на черноземе обыкновенном изучено влияние бактериальных удобрений со штаммами микроорганизмов H-1S, 522 и 527 на сим биотическую ззотфнксацию растений, урожайность и качество зерна нуга. Установлен наиболее активный, вирулентный и толерантный к естественной микрофлоре штамм микроорганизмов.

Определена роль азотных, фосфорных и калийных удобрений в повышении продуктивности посевов нута на естественном и искусственных фонах симбиотнческой микрофлоры.

Рассчитана экономическая и биоэнергетическая эффективность применения минеральных и бактериальных удобрений под нут.

Практическая значимость к реализация результатов исследований. Установлены оптимальные соотношения и дозы азота и фосфора минеральных удобрений для применения под нут в чистом виде и в сочетании с ризо-торфином.

Разработана и рекомендована система применения минеральных и бактериальных удобрений иод нут на черноземе обыкновенном.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности развития симбиотнческой микрофлоры на корнях нута под влиянием различных штаммов микроорганизмов и минеральных удобрений.

2. Зависимость урожайности и белковости зерна нута от применения бактериальных и минеральных удобрений на черноземе обыкновенном. Доля их участия в повышении урожайности.

3. Оптимальное для нута соотношение азота и фосфора в удобрениях, равное 1:4, при всех фонах сим биотической микрофлоры.

4. Целесообразность применения ризоторфина со штаммами бактерий 527 и 522 под нут на черноземе обыкновенном при различных уровнях минерального питания.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на экологических конференциях ДонГАУ в 2000, 2001 гг., на конфе-

ренции молодых ученых в Пензенской ГСХА в 2001 г., на научной конференции ВИУА в 2002 году, на Всероссийской научно-практической конференции в Пензенской ГСХА в 2002 г., на Республиканской научно-практической конференции, посвященной памяти известных ученых ДонГАУ в 2003 г., на Международной научно-практической конференции по проблемам развития АПК и интродукции нетрадиционных и редких растений в ДонГАУ в 2004 г. и на Международной научно-практической конференции по проблемам и перспективам развития агропромышленного комплекса в 2005 году. Результаты исследований за различные периоды были опубликованы в трудах ДонГАУ и в межвузовском сборнике научных трудов АЧГАА (г. Зерноград).

Публикации результатов исследований. Всего по материалам диссертации опубликовано 11 работ.

Объем н структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 9 разделов, выводов и предложений производству. Работа изложена на 167 страницах машинописного текста, включает 17 рисунков, 35 таблиц в тексте и 18 в приложении. Список литературы включает 174 источника, в том числе 16 иностранных.

2, Методика и условия проведения исследований

Эффективность применения минеральных и бактериальных удобрений под нут изучали в 2001-2003 гг. в агрохимическом севообороте опытного поля ДонГАУ Октябрьского района Ростовской области. Преобладающий тип почв - чернозем обыкновенный карбонатный. Содержание гумуса в пахотном слое 3,0-3,5 %; рН — 7,1-7,4; сумма поглощенных оснований - 36-42 мг-экв/100 г почвы; содержание валовых форм (%): N — 0,14-0,18; Р3О5 - 0,150,16; КгО -2,3-2,4. Объемная масса пахотного слоя почвы 1,16 г/см1; максимальная гигроскопичность почвы в слое 0-40 см - 9,55 %.

В целом почва опытного участка по плодородию, механическому составу, физико-химическим свойствам соответствовала требованиям нута.

Высевали сорт нута - Волгоградский 10. Технология выращивания общепринятая для зоны. Повтори ость опыта - четырехкратная, площадь делянки - 70 мг (3,6*20). Предшественник - озимая пшеница. В опыте использовались следующие минеральные удобрения: аммиачная селитра (N-34,6%), аммофос (N - 12%, PaOj - 50%), калийная соль (КгО — 40%) и бактериальные удобрения (ризоторфин Н-18, 522 И 527) производства Всероссийского НИИ микробиолога и. Удобрения вносили вручную под предпосевную культивацию. Инокуляция семян нута ризоторфином производилась влажным способом нз расчета 200 граммов на гектарную норму посева семян. Схема опыта представлена ь таблице 1.

Закладку полевых опытов, проведение наблюдений и учетов осуществляли согласно методике полевого опыта (Щерба C.B., Юдин Ф.А.,1980; Доспехов Е.А., 1979).

Исследования проводили полевым и лабораторным методами с использованием следующих методик: отбор проб почвы - ГОСТ 28168-89; общие требования к проведению анализов - ГОСТ 29269-91; подвижные формы фосфора и обменного калия по методу Мачигина - ГОСТ 26205-91; гумус общий - ГОСТ 26213-91; нитратный азот - ГОСТ26951-86; влажность почвы - ГОСТ 28268-89; расчет продуктивной влага с учетом влажности устойчивого завядания по Е.В. Агафонову (1992); влага в растительных образцах— ГОСТ 29305-92; определение азота и сырого протеина в растительных образцах - ГОСТ Р 50466-93; фосфор и калий в растительных образцах - Руководство по анализам кормов. (ЦИНАО. М.: Кол ос, 1982); масса 1000 семян -ГОСТ 18842-89; биоэнергетическая эффективность согласно Струк A.M., Удаяов A.B., Сорокина И.Ю. (1998); математическая обработка полученных результатов путем дисперсионного и корреляционного анализов по Б.А. Дос-пехову (1985) с использованием ПЭВМ.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Динамика продуктивной влаги и элементов питания в почве под нутом

В целом наиболее благоприятные условия увлажнения наблюдались в 200! году. В первой половине вегетации они были хорошими. Запас продуктивной влаги в слое почвы 0-60 см к стеблеванию составил 73,9 мм (рис. 1), а в метровом слое 123,6 мм. Во второй половине вегетации влагообеспечен-ность нута была удовлетворительной. Два последующих года отличались засушливостью. Острый дефицит влаги в почве наблюдался уже с фазы стеблевания.

g noces ' стеблевание бутонизация созревание

Рис. I. Динамика продуктивной влаги в слое почвы 0-60 см под нутом.

Анализ динамики нитратного азота в почве под нутом показывает, что количество нитратного азота в слое 0-60 см на момент посева на контроле в разные годы было в пределах 36,1-65,4 кг/га. К фазе бутонизации прослеживается существенное снижение его содержания — на контроле в среднем до 31,2 кг/га. На вариантах с азотными удобрениями оно более резкое. Наиболее существенное снижение содержания нитратного азота произошло в 2002 г. -с 65,4 до 21,0-29,4 кг/га к фазе бутонизации и до 9,1-17,3 кг/ra к уборке.

Исходное содержание подвижного фосфора в слое почвы 0-20 см в 2001 г. было равно 18,2 мг/кг, в 2002 г. - !9,1, а в 2003 г. -23,7 мг/кг почвы. Увеличение его содержания при внесении Рш составило 8,1 мг/кг почвы. На

s

вариантах с Рм различия составили 3,9 мг/кг почвы, а в фазу полной зрелости зерна нута - 3,03 мг/кг.

Обеспеченность почвы капнем во все годы исследований была повышенной: в верхнем слое почвы содержалось от 350 до 420 мг/кг почвы обменного калия. Закономерности увеличения содержания обменного калия в почве при внесении калийных удобрений, просматриваются достаточно хорошо, а на вариантах с применением азотно-фосфорных удобрений — слабо.

3.2 Влияние удобрений на биометрические показатели нута и образование клубеньков Высота растений в фазу бутонизации на всех вариантах с применением минеральных удобрений на естественном бактериальном фоне в среднем за 3 года всего на 3,7-4,5 см больше, чем на контроле. Она увеличивалась с повышением дозы азота до 50 кг/га. Применение всех марок ризоторфина, в среднем, положительного влияния на высоту растений нута не оказало.

Наибольшее усиление ветвистости растений вызывало применение минеральных удобрений в*дозах Nij.jPso и NjjPioo как на естественном, так и на искусственных фонах микрофлоры, а так же использование ризоторфина со штаммом бактерий 527.

Количество клубеньков на корнях нута сильно различалось по годам. Наиболее благоприятным был 2001 год. На контрольном варианте с естественным фоном микроорганизмов количество клубеньков в расчете на одно растение нута в среднем за три года составило 1,52 шт. Внесение азота и фосфора в соотношении 1:4 давало большое увеличение количества клубеньков по сравнению с контролем. С увеличением дозы азота до 25 и особенно до 50 кг/га происходило резкое уменьшение количества клубеньков. При внесении азота в дозе 50 кг/га на фоне Pico его угнетающее действие было более умеренным. Калийные удобрения не оказывали положительного влияния на формирование клубеньков. Обработка семян ризоторфином улучшала образование клубеньков на корнях нута. Наибольший эффект давало применение ризоторфина 527. Без внесения минеральных удобрений количество

клубеньков в среднем за 3 года составило 6,58 штУраст., а в сочетании с 7,36 штУраст.

Масса клубеньков с корней одного растения в 2001 и 2003 гг. была значительно больше, чем в 2002 году. Минеральные удобрения способствовали заметному увеличению массы клубеньков с аборигенной микрофлорой. Выделяются варианты с соотношением дзота и фосфора 1:4. При инокуляции семян нута бактериями штаммов Н-18 и 522 этот показатель вырос по сравнению с контролем в 1,8 раза, а при использовании штамма 527 - в 3,0 раза. Масса клубеньков, г/раст.

М5

М5

0,170

О,»«

».311

0Д7»

фон с • л*ст*ммой мжгрофлороЛ

ад

ад

м

0.0М

ММ

0,38?

4

0,3»

адм т

сримк по тр*м фиш* в бипгрмльньлм удобр*пмямн

Рис. 2 Влияние удобрений на массу клубеньков, г. Среднее за Згода: / -контроль; 2 - 3 - Л^Ло; 4 - ЫнРмК-м; 5 - МзоРзЫ

б - Д^Лпа.' 7-N^,00

В среднем по 3 фонам с бактериальными удобрениями (рис, 2) бесспорно преимущество вариантов минерального питания растений с соотношением М:Р20;=1:4. Негативное влияние максимальной дозы азота 50 кг/га на одинарном фосфорном фоне проявилось» 1,42 раза сильнее, чем на двойном.

Масса клубеньков у растений на фонах с бактериальными удобрениями значительно выше, чем на естественном фоне, но закономерности влияния минеральных удобрений на всех фонах очень сходны.

3.3 Содержание дзота, фосфора м калия в растениях нута

Анализ содержания азота в растениях нута в фазу бутонизации свидетельствует о том, что оно обусловлено как уровнем минерального азотного питания, так и интенсивностью симбиотической азотфиксацин. Общий уровень этого показателя очень близок на фонах штамма Н-18 и аборигенной микрофлоры, а так же на фонах 522 и 527. Средние данные по этим парам

представлены на рисунке 3. >,|

М «

2.» а*

2.7

гл

1.7*

м»

2

Я.М )

1.» 4

1,4 г,» 1»7

i е т

Средни по фонам бм бкгарийльнык удобрений м Н-13

3.5 М 1.» М

V 1

а.«

V

г*

2,5

2.М t

2

ад*

ад»

аде

9.14

адз г

ерЦ№1»ф4<||н 523 * 627

Рис. 3 Усредненные уровни содержания азота в сухом веществе растений нута. Фаза бутонизации. Среднее за 3 года: I -контроль; 2 ■ 3 -

4 - ЫЦР^Кы 5 - ЩоРы 6 - \'гзР1М: 7 - Л'даРли

На всех бактериальных фонах отмечено увеличение содержания азота в сухом веществе растений под влиянием минеральных удобрений. Действие штаммов бактерий 522 и 527 значительно сильнее, чем Н-18 и естественной микрофлоры. Характерно, что концентрация азота в растениях вариантов с соотношением азота и фосфора 1:4 очень близка: в первой паре в среднем за 3 года — 2,91 и 2,93 %, а во второй - 3,13 и 3,14%. Везде проявилось отрицательное действие на снмбиотическую микрофлору повышения дозы азота до 50 кг/га. Калийные удобрения стабильно - на 0,04-0,07 % увеличивали содержание азота в растениях.

Содержание подвижного фосфора в растениях нута в фазу бутонизации в разные годы исследований различалось мало. На контроле по естественному фону микрофлоры оно было (фактически одинаковым - в пределах 0,68-0,72 %. Применение удобрений вызывало повышение содержания фосфора в сухом веществе растений. В засушливые годы эта разница больше. С повышением дозы азота на фоне Ри с 12,5 до 25 кг/га прослеживается увеличение содержания фосфора, а доведение дозы до 50 кг/га изменяет этот показатель мало. Повышение дозы фосфора с 50 до 100 кг/га, а так же внесение калия приводило к увеличению содержания фосфора в растениях нута.

Тенденции изменения содержания калия в растениях под влиянием минеральных удобрений па фоне без инокуляции семян бактериями выражены слабо. Исключение составляет лишь вариант, где применялись калийные удобрения. Небольшое - в пределах 0,01-0,02 % - повышение содержания калия вызвала инокуляция семян нута активными штаммами бактерий.

3.4 Влияние удобрений на урожайность н качество зерна нута

Урожайность нута на контроле в 2002 и 2003 годах была невысокой — в пределах 1,16-1,34 т/га (табл.1), а в 2001 году - 2,65 т/га. В среднем за три года исследований на естественном фоне микрофлоры наиболее высокие ре-

зультаты получены при соотношении М:РгО$, равном 1:4. Прибавка урожайности составила 0,37 и 0,40 т/га (табл. 1).

Таблица 1

Влияние удобрений на урожайность нута, т/га

Вариант 2001 г. 2002 г. 2003 г. Сред нее за 3 года Прибавка у рожайности

к общему контролю от минеральных удобрений

т/га % т/га %

контроль 2,65 1,16 1,34 1,71 - . - .

ИК.ІР» 3,19 1,35 1,70 2,08 0,37 21,6 0,37 21,6

МИРІО 2,95 1,64 1,55 2,05 0,34 19,9 0,34 19.9

Ї^РюК» 2,77 1,70 1,58 1,92 0.21 12,3 0,2 І 12,3

ИІОР« 2Т86 1,72 1,51 2,03 0,32 18,7 0,32 18,7

^Ріоо 3,15 1,57 1,62 2,11 0,40 23,4 0,40 23,4

N^100 2.54 1,98 1,38 1,97 0,26 15,2 0,26 15,2

Н-18 2,75 1,32 1,50 1,86 0,15 8,8 - -

Н-Ів-Н^^о 3,55 1,53 1,81 2,30 0,59 34,5 0,44 23,7

Н-18+Ы2$Рот 3,05 1,48 1,74 2,09 0.38 22,2 0,23 12,4

НПв+Ыг^^Кч, 2,87 1,41 1,78 2,02 0,31 18,1 0,16 8,6

Н-І8+МІОРіо 2,66 1,38 1,58 1,87 0,16 9,4 0.01 0,5

Н-1в+ЫяР1М Зг64 1,47 1,70 2,27 0,56 32,7 0,41 22,0

2.75 1,44 1,50 1,90 0.19 11,1 0.04 2,2

522 3,10 1,51 1,59 2,07 0,36 21,1 - .

522+МЦ.$РІО 3,26 1,57 1,98 2,27 0,56 32,8 0,20 9,7

522+ЫиР50 2,46 1,92 1,64 2.00 0,29 20,0 -0,07 -3,4

522^»РЮКМ 2,70 2,09 1,82 2,20 0,49 28,7 0,13 6,3

522+мюрм 2,56 1,99 1,55 2,03 0,32 18,7 -0,04 -1,9

522+Ы35Р100 3,54 1,87 1,80 2,40 0,69 40,4 0,33 15,9

522+Х№Р10О 3,25 2,07 1,59 2,30 0.59 34.5 0,23 11.1

527 3,20 1,98 1,66 2,28 0,57 33,3 - -

527+М(і!Рі(> 3,40 2,11 2,07 2,53 0,82 47,9 0,25 11,0

527+М2іРі0 2.83 2.08 1,72 2,21 0,50 29,2 -0,07 -3,0

527+М.)Ря,Кя, 2,68 2,07 1,87 2,14 0,43 25,1 -0,14 -6,1

527+Ы«Р5О 2.43 2,03 1,60 1,92 0,21 12,3 -0,36 -15,8

527+Н3!Рім> 3,80 1,87 1,84 2,50 0,79 46Д 0,22 9,6

527+Ы5ОР(ПО 2,70 2.11 1,69 2.17 0,46 26.9 -0,09 -3.9

НСРр, 0.26 0,13 І 0,19 - 1 * - - -

Увеличение лозы азота, а так же применение калия вызывало отрицательный эффект.

Инокуляция семян нута активными штаммами бактерий положительно сказалась на урожайности этой культуры, однако эффект от них существенно различался. Минимальное повышение урожайности дало применение Н-18. В среднем оно составило 0,15 т/га. На этом фоне существенную роль играли минеральные удобрения. Наибольшей она была при внесении М^зР» и N25? 1оо- Положительное влияние двух других марок ризоторфина было выше. Инокуляция семян штаммом бактерий 522 обеспечила прибавку урожайности 0,36 т/га (21,1 %), а 527 - 0,57 т/га (33,3%). На фоне применения этих бактерий значительно уменьшался эффект от минеральных удобрений. Наибольшая прибавка урожайности на фоне 522 составила 15,9 % от внесения N2:^100, а на фоне 527- 11,0 % отМ^Р^ Увеличение дозы азота существенно ухудшало продуктивность растений.

Применение калийных удобрений в сочетании с МР не давало положительного эффекта в сочетании со штаммами Н-18 и 527. При инокуляции семян штаммом 522 урожайность от калийных удобрений увеличилась в среднем за 3 года на 10 %. Тенденция проявилась во все годы исследований.

Сравнение урожайности нута с содержанием элементов питания в растениях в фазу бутонизации показывает, что на фонах с естественной микрофлорой и штаммом бактерий Н-18 в среднем за 3 года на лучших вариантах в фазу бутонизации растения содержали 2,91-2,93 % азота (рис. 3). При внесении удобрений в сочетании с инокуляцией бактериями штаммов 522 и 527 оптимальный уровень содержания азота заметно выше - 3,13-3,14 %. Зависимость между этими показателями в обоих случаях имеет форму пологой параболы н математически достоверна. Коэффициент корреляции в пределах 0,849+0,333 - 0,927+0,246. Сопоставление продуктивности растений нута с концентрацией фосфора н калия в растениях в фазу бутонизации свидетельствует об отсутствии тесной зависимости между этими показателями. Более

высокая концентрация №К на вариантах с калийными удобрениями свидетельствует скорее всего о задержке в развитии растений нута.

Расчет возможной доли участия минеральных удобрений в оптимальных дозах и бактериальных удобрений в создании прибавки урожайности представлен на рисунке 4.

Н-18

№ 704

522

527

Рис. 4 Доля участия минеральных и бактериальных удобрений в повышении урожайности нута Относительная доля участия ризоторфина со штаммом бактерий 527 в создании прибавки урожая при его применении совместно с № в среднем составила 61 %. Значительно ниже она была у бактерий штамма 522-48 %, а

у штамма Н-18 всего 30 %. В создании прибавки урожая нута доля участия наиболее активного штамма бактерий немного превосходит долю влияния минерального удобрения. Целесообразным является так же применение ризоторфина со штаммом бактерий 522, влияние которого практически такое же, как и оптимальной системы минерального питания.

Удобрения оказали существенное, влияние на белковость зерна нута. В засушливые годы при низкой урожайности зерна его качество значительно выше, чем в благоприятный год. По фону без бактериальных удобрений на контроле содержание сырого протеина в среднем за 3 года составило 24,1 %. Повышало белковость зерна применение минимальной дозы удобрений Ы12.5р5й, а так же М^Рк»- Существенное влияние на качество зерна оказало применение ризоторфина со штаммом бактерий 527, действие штамма 522 проявилось меньше, а Н-18 — слабо. При внесении Мц.$Р» в сочетании со штаммом 527 процент сырого протеина в зерне составил 29,5, а с НИР10СГ-29,0.

Применение удобрений способствовало увеличению сбора белка во все годы исследований. На общем контроле этот показатель составил 346 кг/га. На естественном фоне микрофлоры среди парных комбинаций элементов питания оптимальной была ^Ркм, сбор белка увеличился на 49,1 %. Существенное преимущество в сборе сырого протеина с единицы площади давало применение ризоторфина со штаммами бактерий 522 и 527. Прибавка к контролю в первом случае равна 111 кг/га (32,1 %), а во втором - 179 кг/га (50,9 %). Применение минеральных удобрений в оптимальных дозах обеспечивало поднятие сбора протеина еще на 103-125 кг/га на фоне 522 и на 96-114 кг/га на фоне 527.

Эффект от применения минеральных удобрений на фоне естественной и малоактивной искусственной микрофлоры значительно больше как в относительном, так и в абсолютном отношении по сравнению с их действием на фонах применения штаммов бактерий 522 и 527.

Сырой протеин, кг/га

МОЕЮ-

ш<

ср*ДИ44 по фому вм ЕактармльиЫ! к Н-1В

9И-Я» 450

АП 3

452

Е

Ш 7

ннцмн по фом*м $22 и $27

Рис. 5 Влияние удобрений на сбор сырого протеина. Среднее за 3 года: 1 -контроль; 2 - N,2.^10: 3 - Л^Ло; 4- ЫнРюК}^ 5 - А^л^ль

7-Лг}0Рт

Различия по сбору сырого протеина на лучших вариантах по сравнению с общим контролем опыта значительно больше, чем по урожайности.

3.5 Влияние удобрений на вынос и баланс элементов шгтання

Удобрения в целом вызывали очень большое увеличение выноса азота, на некоторых вариантах - почти вдвое. Это связано с тем, что увеличивался не только урожай нута, но и количество белка в кем.

Содержание фосфора в урожае нута увеличивалось заметно лишь при внесении азотно-фосфорных удобрений с широким соотношением элементов питания или при обработке семян штаммами рнзоторфнна, особенно при инокуляции бактериями 527. Максимальный вынос фосфора был отмечен на варианте с совместным применением двойной дозы минеральных удобрений с соотношением азота и фосфора 1:4 и ризоторфина 527 - 32,8 кг/га.

Баланс азота был отрицательным лаже при внесении большой лозы азотных удобрений. Дефицит азота на варианте NsoPso в среднем за три года на фоне естественной микрофлоры 38 кг/га. На контроле недостаток азота равен 71,4 кг/га. Максимальный отрицательный баланс азота был получен на вариантах с наибольшей продуктивностью растений нута — 77,1 кг/га. Следовательно, дефицит азота в 70-80 кг на естественном фоне микрофлоры не является ограничивающим фактором в повышении продуктивности. Растения нута восполняют этот недостаток за счет азотфиксации в симбиозе с клубеньковыми бактериями. При инокуляции семян нута бактериями происходило увеличение дефицита баланса азота. Максимальным он был на фоне со штаммами бактерий 327 - 98,4 кг/га, а при совместном применении с минеральными удобрениями в дозе Ntj,sPjQ увеличился до 111,8 кг. Но здесь получена и наивысшая урожайность нута в среднем за три года. Это говорит о том, что благодаря активному процессу азотфиксации растения нута вполне способны обеспечивать себя азотом при внесении минимальной дозы с удобрениями. На всех вариантах с внесением фосфора в дозе 50 кг/га имел место высокий положительный баланс фосфора -19,5-26,5 кг/га, а на фоне Рц» этот показатель был на уровне 67,2-72,8 кг/ra. Вполне приемлемым является, по-видимому, внесение 50 кг/ra PjOj при соотношении азота и фосфора 1:4.

Так как калий вносился только на одном варианте из блока минеральных удобрений, то его баланс имел в основном отрицательные значения. Но если учесть, что содержание калия в почве было на высоком уровне, то вынос этого элемента питания в пределах 26-30 кг/ra не нанесет существенного вреда плодородию почвы.

3.6 Биоэнергетическая и экономическая эффективность применения удобрений под нут

Анализ результатов биоэнергетической оценки применения удобрений (табл. 3) показал, что применение минеральных удобрений в соотношении азота и фосфора 1:4 сопутствовало существенному увеличению, как чистого

энергетического дохода, так и энергетической эффективности. Применение бактериальных удобрений в чистом виде повышало энергетические показатели, а максимальный рост отмечен при использовании штамма 527. Максимальные биоэнергетические показатели обеспечило применение минеральных удобрений в дозе Njs jPjo при инокуляции семян штаммом 527.

Таблица 4

Биоэнергетическая и экономическая оценка применения минеральных и

бактериальных удобрений при выращивании нута

Вариант чистый энергетический доход, ГДЖ/ra энергетическая эффективность, % себестоимость продукции, рубУт условно чистый доход, руб./га уровень рентабельности, %

контроль 14,97 1.74 3700 2.223 35,1

NUJP» 32,92 1,91 3237 3,668 54,5

NlíPlOO 31,59 1,74 3344 3,494 49,5

Н-18 17,71 1,86 3461 2,861 44,4

H-)8+NtisPjo 24,62 2,03 2972 4,664 68.2

H-18+N„Plon 21,76 1.87 3145 4.210 59,0

522 21,54 2,02 3131 3,869 59,7

522+Nu JPjo 23,47 2,01 3009 4,520 66.2

522+NíIÍ,I<K> 24.14 1,96 2985 4,834 67.5

527 25,39 2,18 2861 4,877 74,8

527+NU.JPJO 28,22 2,18 2720 5,768 83,8

527+N,,PlIW 25,96 2,02 2874 5,314 73,9

Экономический анализ применения удобрений под нут показывает, что

лучшие результаты дает применение азотно-фосфорных удобрений в сочетании азота и фосфора 1:4. Среди бактериальных удобрений наивысшие экономические результаты были получены при использовании штамма 527. Заметное преимущество вариантов с одинарной дозой азотно-фосфорных удобрений проявляется на всех фонах с применением ркэоторфина. Максимальный эффект от совместного применения минеральных и бактериальных удобрений был получен при внесении М115Р;0 на фоне инокуляции семян нута штаммом 527.

19

ВЫВОДЫ

1. Применение минеральных удобрений оказало положительное влияние на высоту растений нута. Она увеличивалась с повышением дозы азота до 50 кг/га. Бактериальные удобрения не способствовали этому. Наибольшее усиление ветвистости растений вызывало применение минеральных удобрений в дозах н И^Рн» как на естественном, так и на искусственных фонах микрофлоры, а так же использование рнэоторфина со штаммом бактерий 527.

2. Количество и масса клубеньков на корнях нута в наибольшей степени увеличивались на вариантах с применением азота и фосфора в соотношении 1:4 - N12^50 и Ыг5Р|оо. Повышение дозы азота приводило к угнетению сим-биотнческой микрофлоры и понижению этих показателей. Инокуляция семян клубеньковыми бактериями способствовала усилению развития клубеньков на корнях нута. Наибольшую вирулентность проявили бактерии штамма 527, эффективность штамма 522 была ниже, а Н-18 - слабой.

3. Относительное содержание азота в растениях нута к фазе бутонизации при внесении Ы^Рх, увеличилось на 0,2%. С повышением дозы азота до 25 кг/га оно изменилось незначительно, а на вариантах с Ыя> - снижалось. Концентрация азота в растениях при соотношении азота и фосфора в удобрениях 1:4 была очень близкой. На естественном фоне микрофлоры и при использовании штамма бактерий Н-18 в среднем за 3 года она была в пределах 2,912,93 %, а при инокуляции семян штаммами бактерий 522 и 527 - 3,13-3,14 %. Положительное влияние на содержание азота в растениях оказало применение бактериальных удобрений, особенно штаммов 527 и 522. Азотно-фосфорные удобрения вызывали незначительное повышение содержания фосфора и калия в вегетативной массе растений. Максимальная концентрация всех элементов питания на всех фонах микрофлоры имело место на варианте с применением калийных удобрений.

4. На естественном фоне микрофлоры применение минеральных удобрений в дозе Ы|2$Рзо во все годы исследований способствовало существенному увеличению урожайности нута. В среднем за три года прибавка урожая со-

ставила 0,36 т/га или 21,1 %. Увеличение дозы удобрений вдвое урожайность практически не изменило, а повышение дозы азота на обоих фонах фосфора приводило к снижению урожайности. Влияние калия в целом было несуще-ствеиным.

Инокуляция семян нута всеми испытываемыми штаммами бактерий способствовала повышению урожайности нута. При использовании штамма Н-18 оно было минимальным - в среднем составило 8,8 % и не во все годы было достоверным. Применение штамма 522 вызывало увеличение урожайности на 0,36 т/га или 21,1 %. Максимальный эффект получен от бактерий штамма 527 - прибавка урожайности составила 0,57 т/га (33,3 %). На всех искусственных фонах симбиотической микрофлоры наибольшее влияние на продуктивность растений нута оказало применение минеральных удобрений с соотношением азота и фосфора 1:4. Урожайность на вариантах Ыи^Рэд и ЫиР(оо везде была очень близкой.

6. Имеется тесная зависимость между содержанием азота в растениях нута в фазу бутонизации и урожайностью. На естественном фоне микрофлоры и Н-18 оптимальное содержание азога было в пределах 2,91-2,93 %, индекс корреляции между этими показателями 0,92710,246. на фонах бактерий 522 н 527 оггшмальиый уровень содержания азота 3,13-3,14 %, индекс корреляции 0,849+0,333.

7. Существенной зависимости между эффектом от азотных удобрений и содержанием минерального азота в почве перед посевом нута не установлено. Результаты, полученные на вариантах Ыц^Рю и Т^Рюо на всех фонах симбиотической микрофлоры практически одинаковы, поэтому при содержании в почве 17-24 мг/кг почвы подвижного фосфора можно ограничиться применением 50 кг/га фосфора минеральных удобрений. Естественной обеспеченности почвы калием в пределах 350-420 мг/кг почвы достаточно для получения урожая нута до 3,5 т/га без применения калийных удобрений.

8. Применение минеральных удобрений с соотношением азота и фосфора 1:4 способствовало существенному повышению белковости зерна нута и

сбора сырого протеина с 1 гектара. На варианте Ы^Р«» прибавка в сборе сырого протеина составила — 170 кг/га, а при внесении Мц^Р» -122 кг/га. Значительное улучшение качества зерна нута вызывала инокуляция семян бактериями. Сбор белка при использовании штамма 527 увеличился на 179 кг/га, штамма 522- на Ш кг/га. Действие штамма Н-18 было слабым. Максимальное повышение сбора протеина достишуто на варианте с применением ризо-торфина 527 и минеральных удобрений в дозе Ыц^Р^ - 293 кг/га по сравнению с общим контролем. Увеличение дозы азотных удобрений, а так же внесение калия ухудшало эти показатели.

9. Применение минеральных удобрений с соотношением азота и фосфора 1:4 способствовало существенному увеличению, как энергетических, так и экономических показателей. Максимальные чистый энергетический доход и энергетическую эффективность обеспечило применение минеральных удобрений в дозе N,¡ ^50 на фоне инокуляции семян штаммом 527. На этом варианте получены и наиболее высокие экономические результаты: самая низкая себестоимость - 2720 рубУт, максимальный условно чистый доход - 5768 рубУга и наибольший уровень рентабельности - 83,8 %. Близкие показатели получены на варианте с вдвое большей дозой минеральных удобрений. Высокоэффективным было и применение в отдельности ризоторфина со штаммами бактерий 522 н 527, а также минеральных удобрений в дозе Мц^Р^на естественном фоне микрофлоры.

Предложения производству Система удобрения нута на черноземе обыкновенном в Ростовской области должна включать использование ризоторфина, содержащего штаммы бактерий 527 или 522. Инокуляцию семян нута необходимо проводить влажным способом из расчета 200 граммов на гектарную норму посева семян.

Азотные и фосфорные удобрения целесообразно вносить под предпосевную культивацию в соотношении азота и фосфора 1:4 в дозе Т^ц^Р» в сочетании с ризоторфином или на естественном фоне микрофлоры. Лучше применять аммофос в дозе 100 кг/га.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Лобачева Б.И., Агафонов Е.В., Пимонов К.И. Использование новых бактериальных удобрений на нуте на обыкновенном черноземе // Материалы молодежной науч. кокф./ Пути решения экологических проблем в сельском хозяйстве. - п, Пер-сиановский, 2000. - с. 64-65.

2. Лобачева Е.И., Агафонов Е.В., Лимонов К.И. Применение минеральных и биоудобрений на посевах нута в Ростовской области // Материалы кокф. молодых ученых/ Агрономическая наука в начале XXI века. - Пенза.- 2001.-С.21-23,

3. Лобачева Е.И., Агафонов Е.В., Большакова Т, Испытание различных штаммов ризоторфина на нуге // Материалы молодежной науч. конф. 27-28 ноября 2001 г./ Актуальные проблемы экологии в с.-х. производстве. - п. Персиановский, 2001. -с.54-55,

4. Лобачева Е.И., Агафонов Е.В., Пимонов К.И, Испытание ризоторфина с различными штаммами микроорганизмов в посевах нута на обыкновенном черноземе// Сб. науч. трудов/ Применение удобрений и средств защиты растений для повышения продуктивности с.-х. культур и плодородия почв в Ростовской области. - п. Персиановский, 2002.-с. 139-143,

5. Лобачева Е.И., Агафонов Е.В., Пимонов К.И. Действие бактериальных удобрений в посевах нута на обыкновенном черноземе Ростовской области // Материалы Международной науч. конф. /Агрохимические аспекты повышения продуктивности с,- х. культур. ВИУА, - М.:Агроконсалт,2002, - с. 460-463.

6. Лобачева Е.И., Агафонов ЕВ., Пимонов К.И. Испытание совместного применения бактериальных и минеральных удобрений на нуте в Ростовской области // Материалы Всероссийской науч. практ. конф./ Проблемы плодородия почв на современном этапе развития. - ГГенза. - 2002, -с.79-81.

7. Лобачева Е.И., Пимонов К.И. Действие бактериальных и минеральных удобрений в посевах нута на обыкновенном черноземе Ростовской области // Материалы Республиканской науч. лрактич. конф., посвященной памяти известных ученых Дон ГАУ 3-7 февраля 2003 г. /Проблемы развития Аграрного сектора экономики н пути их решения, пос. Персиановский, - 2003.-c.183.

8. Лобачева Е.И., Агафонов Е.В., Пимонов K.M. Зависимость урожайности нута от применения минеральных и бактериальных удобрений на обыкновенном черноземе Ростовской области // Межвузовский сборник научных трудов. Часть I (технология)/ Технолоп1я селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур. - Зер-ноград. — 2003. - с, 15-17.

9. Пугач Е.И., Пимонов К. И. Реакция нута на применение минеральных и бактериальных удобрений на чернозёме обыкновенном // Материалы международной научно-практической конференции/ Стратегия развития АПК: технологии, экономика, переработка, управление. Том Н. 2-6 февраля 2004. - п. Персиановский, 2004. -с. 40-41.

10. Пугач Е.И., Агафонов Е.В., Пимонов К. И. Применение минеральных и бактериальных удобрений на посевах нута на черноземе обыкновенном// V Международная научно-практическая конференция 7-11 июня 2004г. / Интродукция нетрадиционных и редких растений. Т. 2, - п, Персиановский. - 2004.-е. 16-19.

11. Пугач Б.И., Пимонов К.И. Влияние бактериальных и минеральных удобрений на симбиотическую азотфиксацию нута // Материалы международной научно-практической конференции/ Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса. Том II. 1-4 февраля. — п. Персиановский, 2005. -с. 6-8.

Елена Ивановна Пугач

ПРИМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ И БАКТЕРИАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПОД НУТ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Автореферат

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ

КАНДИДАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Подписано ш печать 26.11.05

Печать оперативная. Объем 1 усл.пл.

За*юХ»269 Тираж 100 экз

346 493, Донской ГАУ, пос. Персиановсквй, Октябрьские район, Ростовская обл. Типография ДонГАУ

№25 6 1 0