Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Применение сидератов и биопрепаратов Био-алгинC90ПлюC2, Стимулайф в картофелеводстве Центрального Черноземья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Применение сидератов и биопрепаратов Био-алгинC90ПлюC2, Стимулайф в картофелеводстве Центрального Черноземья"

На правах рукописи ПРОКУДИН ВЯЧЕСЛАВ ВИКТОРОВИЧ

ПРИМЕНЕНИЕ СИДЕРАТОВ И БИОПРЕПАРАТОВ БИО-АЛГИНС90ПЛЮС2, СТИМУЛАЙФ В КАРТОФЕЛЕВОДСТВЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

005548194

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Брянск-2014

1 5 № 2014

005548194

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова"

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Засорина Эльза Владимировна

Молявко Алексей Александрович,

доктор сельскохозяйственных наук, ведущий специалист лаборатории селекции и оригинального семеноводства картофеля на базе ФГУП «Первомайское» ГНУ «Всероссийского НИИ картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха»

Дудкин Игорь Витальевич,

доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории севооборотов и защиты растений ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии» Россельхозакадемии

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра 1»

Защита состоится «27» июня 2014 г. в 1022 часов на заседании диссертационного совета Д 220.005.01 при ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 243365, Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская 2а, корпус 4, конференц-зал.

E-mail: uchsovet@bgsha.com. факс: (80483-41) 24-721.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан «30» ОУ 2014 года и размещен на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации: http://vak2.ed.gov.ru

Просим принять участие в работе совета или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью.

Ученый секретарь диссертационного совета

ьяченко Владимир Викторович

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Картофель для России - ценная продовольственная, кормовая и стратегическая культура. По данным Росстата РФ в 2012 году посадочная площадь под картофелем во всех категориях хозяйств России составила 2224 тыс. га. По сравнению с 2008 годом посадочная площадь под картофелем увеличилась на 140 тыс. га. В хозяйствах населения картофель занимает 1845 тыс. га. На основе современных машинных технологий картофель в России выращивается на площади 399 тыс. га, что составляет 17,8 % от общей площади картофельных посадок. Валовой сбор картофеля в 2012 году составил 29,4 млн. т, что превышает среднегодовой показатель за 2006-2010 годы (Анисимов Б.В., 2013).

В Курской области картофель занимает 82-84 тыс. га при урожайности от 7,5 до 18,5 т/га (Засорина Э.В., 2006). В 2009 году создана ассоциация картофелеводов - ООО «Агрокомпания «Курский картофель». В 2013 году под промышленным картофелем было занято около 3000 га, площадь планируется довести до 10000 га.

В условиях интеграции сельского хозяйства возрастает роль органических удобрений, которые не только снабжают растения питательными веществами, но и являются средством улучшения структуры почвы, ее водно-воздушного и теплового режимов, уменьшения вредного действия почвенной кислотности на рост и развитие растений, активизируют жизнедеятельность микроорганизмов. Известны традиционные виды органических удобрений: навоз, компосты, сидераты, сапропель, торф. В последнее время появилось много инновационных биопрепаратов (органических удобрений нового типа), полученных с помощью биотехнологии из растительных объектов (морские водоросли, торф). Они легко усваиваются растениями, содержат набор макро - и микроэлементов, штаммы микроорганизмов, живые бактерии. Они одновременно являются объектом питания, активатором микробиологических процессов и способствуют сохранению и увеличению почвенного плодородия, так как содержат гуминовые и фульвокислоты.

В этой связи основной целью исследования является: сравнительный анализ действия биопрепаратов (Био-алгинС90Плюс2 и Стимулайф) с традиционными органическими (сидераты) и минеральными удобрениями, внесенными под картофель на его продуктивность.

В задачи исследований входило:

- дать обоснование срокам внесения биопрепаратов по немецкой технологии;

- обосновать необходимость совместного применения биопрепаратов и сидеральных культур на фоне минеральных удобрений под картофель;

- изучить влияние сидератов и биопрепаратов на показатели вегетативной массы, фотосинтетической деятельности, структуры урожая, урожайность картофеля и качество клубней;

- показать экологическую безопасность биопрепаратов и их роль в повышении биологической активности почвы;

- дать экономическую и энергетическую оценку приемам, используемым для повышения урожая и качества клубней картофеля.

Научная новизна работы. Автором предлагается:

1 — агрокомплекс, включающий заделанные в почву сидеральные культуры и биопрепараты, как некорневую подкормку под картофель, на оптимальном фоне минеральных удобрений;

2 - прием использования биопрепаратов для обработки сидеральной биомассы перед заделкой в почву под последующую посадку картофеля;

Основные положения, выносимые на защиту:

- однолетние травы (вика +овес) в качестве сидерата - оптимальный фактор роста урожайности последующей культуры картофеля на среднем фоне минеральных удобрений (прибавка от нормы минеральных удобрений 5,8 т/га или 34 %, от сидерата 6,2 т/га или 27 %);

- клевер второго года пользования, запаханный в почву под картофель, - источник повышения качества клубней нового урожая (повышение сухого вещества до 21,3%, крахмала до 14 %, витамина-С до 20 мг/% и снижение нитратов в клубнях картофеля до 71,0 мг/кгЖ)3");

- биопрепараты Био-алгин С9оПлюс2 и Стимулайф, применяемые в качестве некорневой подкормки, наиболее эффективны по сидерату горчицы на среднем фоне минеральных удобрений (прибавки 7,3 -12.0 т/га или 27-45 %). С ростом удобренности фона возрастает доля минеральных удобрений с 34 до 44 %, снижается доля сидератов с 21 до 17 %, и повышается доля биопрепаратов с 28 до 30 % в урожае картофеля.

- биопрепараты, используемые для обработки сидеральной измельченной массы перед заделкой в почву, повышают урожайность картофеля (до 34,0 - 4,0 т/га; прибавка 5,3-10,9 т/га или 18-47 %) и качество клубней (товарность на 10-14 %, выход крахмала на 0.4-1,1 т/га, витами-на-С на 4-6 мг/%).

Практическая ценность. Разработанный нами агрокомплекс, включающий посев сидеральных культур с целью заделки в почву под картофель, в сочетании с некорневой подкормкой биопрепаратами по немецкой технологии, внедренный автором в хозяйстве Курской области, позволил повысить урожайность картофеля сорта Невский и качество клубней нового урожая.

Для картофелеводов практический интерес представляет обработка сидеральной биомассы, перед заделкой в почву, новыми биопрепаратами с целью повышения продуктивности последующих посадок картофеля и повышения почвенного плодородия.

Личный вклад автора. При подготовке и выполнении диссертации автором была разработана научная гипотеза и рабочая программа исследований, сделан научный анализ полученных данных, дана оценка биопрепаратам в комплексе с заделкой сидеральных культур под картофель.

Соискатель принимал личное участие в проведении исследований на всех этапах от поиска до завершения и оформления работы.

Реализация и апробация работы. Полученные материалы исследований апробированы в производственных условиях и нашли применение в практической деятельности в ООО «Знаменское» Рыльского района Курской области.

Основные результаты исследований докладывались на международных конференциях профессорско-преподавательского состава: «Научное обеспечение агропромышленного производства» (Курск, 2012); «Актуальные проблемы агропромышленного производства» (Курск, 2013); международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Агропромышленный комплекс: контуры будущего» (Курск, 2013). Материалы исследований вошли в проект кафедры растениеводства и были представлены на выставке «Золотая осень 2012», где были отмечены золотой медалью.

Материалы диссертации опубликованы в 6 научных работах, в т.ч. 3 - в ведущих рецензируемых научных журналах: «Вестник Курской ГСХА» - 1; «Аграрная наука» - 1; «Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии» -1, объёмом 1,6 п.л.

Объём и структура диссертации. Работа изложена на 127 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений производству и приложений. Она включает 14 рисунков, 28 таблиц в тексте и 30 приложений. Список литературы включает 147 наименований, в том числе 5 иностранных авторов.

2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились в 2011-2013 гг. согласно плану научно-исследовательской работы Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И.Иванова на 2011-2015 годы. Раздел: 1. 2. «Научное обоснование, разработка и внедрение инновационных технологий возделывания полевых культур в Центральном Черноземье»; подраздел: 1.2.1. «Разработка агрокомплексов с включением биопрепаратов и органоминеральных удобрений для повышения продуктивности сортов картофеля в севообороте и монокультуре».

Исследования с биопрепаратами Био-алгинС90Плюс2 и Стимулайф проводились согласно хозяйственным соглашениям о взаимодействии с ООО «Базу Русь» (Курск-филиал фирмы «Байер») и Агрофизическим НИИ РАСХН (г. Санкт-Петербург) в производственных условиях.

Обеспеченность подвижными формами азота составляет: 108,8-127,4 мг/кг почвы - низкая обеспеченность; фосфора: 150-250 мг/кг - средняя и повышенная; калия: 140-228 мг/кг почвы - высокая и очень высокая (в слоях 0-20 и 20-40 см.). Реакция солевой вытяжки нейтральная (6.0 в слое 0-20 см, и 6.4 в слое 20-40 см), что благоприятно для картофеля.

Результаты ГТК показывают, что вегетационный период картофеля в 2012 и 2013 годы характеризовался в начале периода в фазе «полные всходы» как достаточно влажный (ГТК - 1,3-1,6), а 2010 и 2011 -очень засушливый (ГТК-0,6- 0,7). В фазу «бутонизация - цветение» в 2011 гг. (ГТК - 1,3) наблюдалось достаточное увлажнение, в 2012 и 2013 году (ГТК-0,4-0,7) - сильная засушливость, а в 2010 году (ГТК-0,3) - очень сильная засушливость. В конце вегетационного периода в фазе «созревание» 2011 года мы отметили избыточное увлажнение (ГТК- 2,0), 2012 и 2013 годов - слабую засушливость (ГТК - 0,9-1.0), а в 2010 году (ГТК-0,2) -засушливость на уровне пустыни.

При проведении опытов применялись лабораторные, полевые и производственные методы исследований. Площадь под опытом была 12 га (4 блока по 3 га), площадь учетной делянки - 50 м2 (2,1 х 23,8). По-вторность трехкратная. Защитные делянки между вариантами - 1 не засаженный ряд с шириной междурядий 0,7 м. Агротехника возделывания картофеля общепринятая для Центрального Черноземья. Под картофель вносили минеральные удобрения в средней норме - NgoP^Kno кг. д. в./га - 7,5 ц нитрофоски (N12P12K12) и 0,5 ц хлористого калия ; в высокой норме - N120Pi2oK,5o кг. д. в./га -10 ц нитрофоски (N12Pi2Ki2) и 0,5 ц хлористого калия (осенью под заделку сидеральных культур). Внесение минеральных удобрений проведено комплексом МТЗ-82 + разбрасыватель Salky Prima.

Схема опыта:

I. Фон. Без минеральных удобрений и биопрепаратов:

1. Озимая пшеница (контроль № 1);

2. Однолетние травы (вика + овес) на сидерат;

3. Клевер 2 года пользования, после 1 укоса на сидерат;

4. Горчица на сидерат.

II. Фон. Норма минеральных удобрений N90P90K120 кг д. в./га:

5. Озимая пшеница (контроль № 2);

6. Однолетние травы (вика + овес) на сидерат;

7. Клевер 2 года пользования, после 1 укоса на сидерат;

8. Горчица на сидерат.

III. Фон. Норма минеральных удобрений N120P120K150 кг д. в./га:

9. Озимая пшеница (контроль № 3);

10. Однолетние травы (вика + овес) на сидерат;

11. Клевер 2 года пользования, после 1 укоса на сидерат;

12. Горчица на сидерат.

IV. Тоже + Био-алгинСэдПлюсг (варианты 13-24);

V. Тоже + Стимулайф (варианты 25-36);

Опыты проведены на среднераннеспелом сорте картофеля Невский.

Норма высева сидеральных культур: однолетние травы (вика + овес в соотношении 1:1) - 130 кг/га; клевер луговой - 25 кг/га; горчица белая - 40 кг/га. Биомасса сидеральных культур (надземная масса + корневая)

15-25 т/га однолетние травы (вика +овес); 21 -26 т /га — двулетние травы (отава после 1 укоса двулетнего клевера); 22-29 т/га горчица. Максимальное количество биомассы (надземная масса + корни) мы заделали в 2011 году под посадку картофеля 2012 года, а наименьшую в 2010 году. Органические остатки хорошо перегнили в 2011 году, но хуже в 2012 году под посадку 2013 года. Клубни проращивали при переменных температуре и освещении в течение 3 недель, затем обрабатывали от колорадского жука, проволочника и совки препаратом Престиж (производитель немецкая фирма Байер, 3 л/3 т и на 1 га) непосредственно в картофелесажалке (комплекс МТЗ-82 + JI-201). Биопрепараты вносили согласно инструкции по немецкой технологии.

Био-алгинС9оПлюс2 - норма внесения на 1 га - 4 литра (2,0 литра при 80-90 % видимых розеток (фаза полные всходы); 1,0 литр - через 8 дней после 1 обработки; 1,0 литр через 8 дней после 2 обработки). Расход рабочего раствора на один гектар составляет 200 литров. Бак опрыскивателя (комплекс МТЗ-82 + Jar Met 12000) заполняли водой (3А объема) и добавляли 2 кг/га сульфата аммония /га + биопрепарат.

Стимулайф - норма внесения 1 литр (500 мл; 250 мл; 250 мл) на га. Технология внесения та же. Обработки по мере необходимости совмещали с обработкой от фитофтороза (Танос - 0,6 л/га) и гербицидом от сорняков (Титус -50 г/га).

За период проведения опытов осуществлялись следующие сопутствующие наблюдения: фенологические наблюдения за развитием картофеля проводились по методике Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Коэффициент размножения по массе рассчитывался как отношение массы клубневого гнезда к массе посадочного клубня (65 г - средняя фракция 50-80 г). Коэффициент размножения по клубням равен числу клубней в клубневом гнезде за минусом мелких нетоварных клубней.

Товарность клубней выражалась процентным содержанием числа крупных и средних клубней в клубневом гнезде куста. Определение площади листьев проводилось «палеточным» способом, чистой продуктивности фотосинтеза по A.A. Ничипоровичу (Третьяков Н.И., 1982).

Содержание гумуса, подвижных и обменных элементов питания, сухого вещества, крахмала, витамина С, нитратов, токсичных элементов определялось в аккредитованной испытательной лаборатории по агрохимическому обслуживанию сельскохозяйственного производства ФГБУ «САС «Рыльская».

Экономическая эффективность изучаемых приемов определялась расчетным путем на основании технологической карты. Энергетическая эффективность рассчитывалась согласно методике ресурсо - экологической оценки эффективности земледелия на биоэнергетической основе (Стифеев А.И., Лазарев В.И., Недбаев В.Н., 2005). Математическая обработка экспериментальных данных проводилась методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1985) на компьютере.

3. АГРОКОМПЛЕКС «СИДЕРАТЫ И БИОПРЕПАРАТЫ» -ЭФФЕКТИВНЫЙ ПРИЕМ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ

3.1 Влияние сидеральных культур на рост, развитие и продуктивность картофеля

В 2011-2013 гг. мы изучили влияние сидеральных культур на рост, развитие и продуктивность картофеля сорта Невский в производственных условиях ООО «Знаменское» Рыльского района Курской области. Контроль — возделывание картофеля по озимой пшенице. В качестве сидератов мы использовали однолетние травы (вика + овес), клевер второго года жизни (после первого укоса) и горчицу.

На фоне без удобрений, а также на среднем фоне минеральных удобрений максимальные значения облиственности куста (54-71 шт.) и площади среднего листа (84-90 см2) получены по однолетним травам на сидерат. Высота кустов картофеля и масса сырой ботвы были развиты в большей степени по озимой пшенице (контроль). Наибольшие значения этих показателей отмечены нами на высоком фоне минеральных удобрений ЭДгоРцоКио кг Д.вУга.

Показатели фотосинтетической деятельности проявили максимальные значения на высоком фоне минеральных удобрений (ПЛП 20-28 тыс. м 2/ га; ФПП — 1,4 -2,0 млн. м 2/ га/сутки) и по сидерату однолетние травы, не зависимо от норм удобрений. Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) при переходе с фона без минеральных удобрений на средний фон минеральных удобрений растет с 2,3 до 3,0 г/м2 /сутки, а на высоком фоне удобрений несколько снижается с 3,0 до 2,7 г/м2 /сутки по однолетние травы на сидерат. Как правило, самые высокие значения ЧПФ отмечаются на фоне без удобрений. Внесение минеральных удобрений способствует развитию площади листовой поверхности посева и фотосинтетическому потенциалу, чрезмерному развитию листьев на кусте и перекрытию и затемнению листьев нижнего яруса, что отрицательно влияет на ЧПФ, а в, конечном итоге, на урожайность картофеля.

Максимальные значения длины и массы корневой системы отмечены нами в среднем за три года исследования по однолетним травам на сидерат, а минимальные по клеверу второго года жизни. Наибольшее число клубней в клубневом гнезде отмечено на фоне МпоРгаК^о кг д.в./га по озимой пшенице и клеверу (13 шт.). В этих же вариантах выделяется наибольшее число мелких клубней, особенно на фоне без удобрений (4шт.)..Масса среднего клубня растет (на среднем фоне минеральных удобрений) с 38,8-45,2 г до 57,2-65,5 г, а затем при увеличении дозы минеральных удобрений - снижается до 47,3 -52,3 г. Такая же закономерность отмечена нами по горчице на сидерат. По сидерату однолетние травы масса среднего клубня растет с увеличением норм минеральных удобрений и достигает 86,1 г против 54,3 на контроле.

Показатели вегетативной массы и структуры урожая определенным образом влияют на урожайность картофеля (таблица 1).

Таблица 1 — Влияние сидератов на урожайность картофеля, т/га

Сидераты Урожайность, т/га ,----,----------- Прибавка урожая от

2011 2012 2013 ср. за 3 г. сидерата удобрений

т/га | % т/га | %

Фон без удобрений

Озимая пшница (К)) 20,0 16,0 15,2 17,1

Вика +овес 22,4 22,0 20,4 21,6 4,5 26,3 - -

Клевер 20,8 20,0 19,0 19,9 2,8 16,3 - -

Горчица 22,0 21,0 19,8 20,9 3,8 22,2 - -

НСРо, 0,7 1,1 0,8

Фон 1Ч9оР9оК12о

Озимая пшеница (К,) 24,6 21,0 23,2 22,9 5,8 34

Вика +овес 34,4 25,0 28,0 29,1 6,2 27,1 5,8 34

Клевер 25,2 22,0 27,6 24,9 2,0 8,7 5,8 34

Горчица 27,2 25,0 28,0 26,7 3,8 16,6 5,8 34

НСРп, 1,4 1,4 1,2

Фон 1ЧШР12оК150

Озимая пшеница (К,) 25,2 23,8 24,8 24,6 7,5 44

Вика +овес 35,0 26,0 32,0 31,0 6,4 26,0 7,5 44

Клевер 26,8 24,0 31,2 27,2 2,6 10,6 7,5 44

Горчица 28,6 27,1 27,6 27,8 3,2 13,0 7,5 44

НСР0, 1,1 0,9 0,9

В наших исследованиях максимальная урожайность была получена по озимой пшенице и однолетним травам в 2011 году (20,0-22,4 т/га), как на фоне без минеральных удобрений, так и при внесении средней (24,6-34,4 т/га) и высокой норм (25,2-35,0 т/га) удобрений.

Клевер второго года использования обеспечил максимальную урожайность клубней картофеля в 2013 году (27,6-31,2 т/га). По горчице хорошая урожайность была получена как в 2011 году (22,0 -без удобрений и 28,6 т/га - на высоком фоне удобрений), так и в 2013 году (28,0 т/га - на среднем фоне удобрений).

В среднем за три года исследования самая значительная урожайность картофеля была получена по сидерату однолетние травы (вика + овес) - от 21,6 (контроль) до 31,0 т/га (фон Т^РпоК^о кг.д.в./га). Прибавка от норм минеральных удобрений составила 5,8 -7,5 т/га (34-44 %). Прибавка от сидератов составила 4,5 - 6,4 т/га или 26-27%.

Минимальная прибавка урожайности картофеля была от клевера на сидерат - 2,0-2,8 т/га или 9-16 %. Прибавка урожайности 2,8 или 16,3 %

получена по данному сидерату на фоне без применения минеральных удобрений. Биомасса клевера содержит много клетчатки и плохо разлагается в засушливых условиях. По горчице получена хорошая урожайность картофеля, соответственно, прибавки 3,2-3,8 т/га или 13-22%. Оптимальным вариантом исследования можно считать однолетние травы на сидерат по фону ^оР90К120 кг.д.в./га минеральных удобрений (абсолютная прибавка урожайности максимальна).

На фоне минеральных удобрений коэффициенты размножения, как по клубням, так и по массе выше, чем на контроле. Максимальные значения коэффициентов размножения отмечены нами по всем сидератам в 2011 году (14), а минимальные в 2012 году (2). Наибольшее влияние на коэффициенты размножения картофеля оказали двулетние травы и горчица (максимальные значения), а также однолетние травы (минимальные значения) в качестве сидератов. Вообще, следует отметить снижение числа клубней в клубневом гнезде по данному сидерату и их укрупнение. Максимальная товарность клубней картофеля (100%) отмечена нами на среднем фоне минеральных удобрений по озимой пшенице (контроль) и однолетние травы (вика + овес) на сидерат. По клеверу и горчице она ниже, что обусловлено содержанием мелких клубней в клубневом гнезде картофеля. Содержание сухого вещества и крахмала максимально накапливается в клубнях по клеверу второго года жизни (после первого укоса). Оптимальные значения сухого вещества (21,3%) и крахмала (14,0 %) отмечено нами на среднем фоне минеральных удобрений. Этот же сидерат способствовал снижению нитратов в клубнях картофеля (до 69,7-75,0 мг/кгЖ>3"), что обусловлено минимальной надземной массой, заделываемой в почву, активизацией микробиологических процессов, лучшему усвоению подвижного азота, переводу его в аммиачную форму до уборки клубней картофеля.

На фоне без минеральных удобрений получен самый высокий выход крахмала 3 т/га по горчице. На среднем фоне - 4.0 т/га по сидерату однолетние травы и на высоком фоне - 4.0 т/га по озимой пшенице. Содержание витамина С в клубнях картофеля увеличивается с ростом нормы внесения минеральных удобрений и достигает максимума на высоком фоне -23.7 мг/кг по горчице на сидерат. Самое низкое значение показателя витамин С отмечено по озимой пшенице.

Заключение. 1. Из всех изученных нами сидеральных культур выделяются однолетние травы (вика+овес), так как оказывают максимальное влияние на показатели вегетативной массы, фотосинтетическую деятельность, структуру урожая и урожайность картофеля сорта Невский за счет оптимальной биомассы, сбалансированного соотношения в ней углерода и азота, быстрого разложения бобового компонента и обеспечения картофельного растения питательными веществами.

2. На качество клубней нового урожая наибольшее влияние оказал клевер второго года жизни (после первого укоса на сидерат), который вызвал накопление сухого вещества, крахмала, витамина С и снижение нитратов за счет сбалансированности процессов фотосинтеза, небольшой

надземной биомассы, активизации микробиологических процессов, лучшему усвоению подвижного азота, переводу его в аммиачную форму до уборки клубней картофеля.

3.2 Применение биопрепаратов в агрокомплексе с сидеральнымн культурами для повышения урожайности и качества клубней картофеля

В качестве биопрепаратов мы изучали Био-алгин С90Плюс2 и Стиму-лайф. Максимальный прирост показателей вегетативной массы картофеля от них отмечен нами по горчице на сидерат. Это прибавка облиственности куста (61-66 шт. на фоне без минеральных удобрений; 58-60 шт. - на среднем фоне и 54-64 шт. - на высоком фоне), массы сырой и сухой ботвы. Эффект от Био-алгин С9оПлюс2 несколько выше, чем от Стимулайфа.

Во время обработки биопрепаратами в фазу полные всходы увеличивается число стеблей на кустах картофеля, а, следовательно, растет обли-ственность куста (произведение числа листьев на число стеблей). Эффект от биопрепаратов примерно одинаков и равен на фоне без удобрений 2 млн. м 2/ га сутки, на среднем фоне 1.4-1.7 , а на высоком фоне минеральных удобрений - 1.9-2.2 млн. м2/ га сутки по горчице на сидерат.

Чрезмерное развитие вегетативной массы и ее фотосинтетический потенциал вызывают снижение чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ). Минимальное снижение по горчице наблюдается на фоне средней нормы минеральных удобрений, как от Био-алгин С90Птос2 (- 0,7 г/м 2/ сутки), так и от Стимулайфа (-0,9 г/м 2/ сутки).

Био-алгин С90Плюс2 и Стимулайф способствуют удлинению корневой системы (корни + столоны) и нарастанию биомассы корней и столонов в 1,5-2,5 раза. Прирост тем выше, чем более удобренный агрофон. Самые высокие показатели длины (до 50 см) и массы корней и столонов (до 50 г) отмечены нами на агрофоне МшРшК^о кг.д.в./га минеральных удобрений по озимой пшенице. Эффект от Био-алгин С90Плюс2 выше, чем от Стимулайфа в среднем за 2011-2013 гг.

Наибольший прирост числа клубней (+2- 3; при снижении числа мелких клубней на 2 шт.), массы клубневого гнезда (+ 238-350 г) выделен на среднем фоне минеральных удобрений. Прирост массы среднего клубня (+21 - 28 г) максимален на высоком фоне минеральных удобрений. Урожайность картофеля в зависимости от изучаемых факторов показана в таблицах 2 и 3. В среднем за три года максимальная урожайность получена по горчице на сидерат (27,6-38,4 т/га), причем самая высокая на фоне минеральных удобрений ЫадРэдКпо кг.д.в./га - 38,7 т/га с применением некорневых подкормок Био-алгин С90Плюс2 и 34.0 т/га от Стимулайфа. Прибавки, соответственно, 7,3 -12.0 т/га или 27-45 %.

Минимальные прибавки от биопрепаратов получены по однолетним травам на сидерат (5,0-8,0 т/га или 17-27 %) по среднему фону минераль-

ных удобрений. В тоже время от самого сидерата доля в прибавке урожая картофеля максимальна и равна 27 %.

Следовательно, если мы выигрываем в одном факторе, то проигрываем в другом. Оптимальной следует считать норму минеральных удобрений ^оРэдКпо кг.д.в./га (урожайность 38,7 т/га с Био-алгин С90ПлюС2 и 34 т/га со Стимулайфом). Все прибавки существенны.

Таблица 2- Влияние Био-алгин С90ПЛЮС2 на урожайность картофеля, т/га

Сидераты Урожайность, т/га Прибавка урожая от

2011 2012 2013 ср. за 3 г. биоудобрения сидерата минер, удобрений

т/га | % т/га | % т/га | %

Фон без удобрений

Озимая пшеница (К,) 24,0 19,2 19,6 20,9 3.8 22 -

Однолетние травы 29,5 31,0 25,6 28.6 7,0 33 4.5 26

Клевер 2 года 28,8 27,6 24,0 26.8 6.9 35 2.8 16

Горчица 30,0 30,0 26,0 28,7 7.8 37 3.8 22 - -

НСР05 1.4 1.6 1.4

ФОН ^оРздКпо

Озимая пшеница (К,) 32,0 31,6 32,4 32.0 9,1 40 5.8 34

Однолетние травы 42,0 35,8 33,6 37,1 8,0 27 6.2 27 5.8 34

Клевер 2 года 37,6 32,4 27.6 32.5 7.6 27 2.0 9 5.8 34

Горчица 43,0 45,0 28,0 38,7 12.0 45 3.8 17 5.8 34

НСР05 0,7 0,9 0,8

Фон ГЧ120Р12оК15о

Озимая пшеница (К,) 32,8 34,2 32,6 33.2 8,6 34 7.5 44

Однолетние травы 38,0 36,2 34,4 36.2 5,2 17 6.4 26 7.5 44

Клевер 2 года 33,8 31,6 30,0 31.8 4,6 17 2.6 11 7.5 44

Горчица 38,0 42,0 35,2 38,4 10,6 38 3.2 13 7.5 44

НСР05 0,8 1.1 0,7

С ростом удобренности фона возрастает доля минеральных удобрений в урожае картофеля от 0 до 44 %, снижается долевое участие сидератов с 21 до 17 %, увеличивается значение биопрепаратов с 28 до 30 % (средний фон минеральных удобрений), а затем снижается до 21 % (высокий агрофон).

На долю других факторов, не изученных нами, приходится 18 % от урожая картофеля.

Таблица 3 - Влияние Стимулайфа на урожайность картофеля, т/га

Сидераты Урожайность, т/га Прибавка урожая от

2011 2012 2013 ср. за 3 г. биоудобрения сидерата мине-раль-ных удобрений

т/га | % т/га | % т/га | %

Фон без удобрений

Озимая пшеница (К,) 20,8 18,6 17,0 18,8 1,7 10

Однолетние травы 28,0 29,0 25,0 27,3 5,7 26 4.5 26 _ _

Клевер 2 года 25,6 26,6 23,6 25.2 5,3 26 2.8 16

Горчица 28,0 30,0 25,0 27,6 6,7 32 3.8 22 - -

НСРП, 1.6 1.2 0,9

Фон 1Ч<,„Р9ПК17„

Озимая пшеница (К,) 30,0 32,0 24,0 28,6 5,7 31 5.8 34

Однолетние травы 34,6 36,8 31,0 34,1 5.0 17 6.2 27 5.8 34

Клевер 2 года 30,4 34,4 28,4 31,1 6,2 25 2.0 9 5.8 34

Горчица 34,0 36,0 32,0 34,0 7,3 27 3.8 17 5.8 34

НСРп, 0,9 1.0 0,7

Фон 1ЧШР 20^150

Озимая пшеница (К,) 31,6 32,2 30,0 31,3 6,7 27 7.5 44

Однолетние травы 32,5 33,8 31,2 32,5 1,5 5 6.4 26 7.5 44

Клевер 2 года 28,3 32,0 27,8 29,3 2,1 8 2.6 11 7.5 44

Горчица 33,0 34,8 30,2 33,2 5,4 19 3.2 13 7.5 44

НСРо, 0,7 0,9 1.1

Качественные показатели нового урожая клубней также определяются изученными нами факторами. Содержание сухого вещества и крахмала (0,1-0,3 %) в клубнях картофеля снижается, что, по-видимому, связано с очень ранним внесением биопрепаратов по немецкой технологии (фаза полных всходов) и направлением эффекта от внесения на развитие, в первую очередь, вегетативной массы и улучшение условий почвы.

Выход крахмала, наоборот, увеличивается (+1,0-1,8 т/га), что определяется не его содержанием в клубнях картофеля (от биопрепаратов идет еще укрупнение клубней, особенно, на среднем фоне минеральных удобрений), а его урожайностью.

Применение биопрепаратов в качестве некорневой подкормки способствует снижению содержания нитратов (ПДК-80 мг/кг N03') на 3,316,5 мг/кг в зависимости от фона минеральных удобрений и сидерата. На фоне без минеральных удобрений максимальное снижение нитратов наблюдается по сидерату - клевер 2 года пользования после 1 укоса (на 13,7-15,4 мг/кг Ы03"), а по фону минеральных удобрений либо по однолетним травам (на 14,0 мг/кг N03"), либо по озимой пшенице (на 13,0 -17,5 мг/кг ЫОз").

Некорневые подкормки биопрепаратами в фазу полных всходов способствуют накоплению витамина-С в клубнях нового урожая, причем от Био-алгин С90Плюс2 (на 4-5,1 мг/%) по клеверу, а от Стимулайфа (2,0-2,7 мг/%) по озимой пшенице.

Нами был предложен еще один способ применения биопрепаратов: обработка сидеральной массы перед заделкой ее в почву с осени. В течение трех лет мы обрабатывали надземную биомассу однолетних трав (ви-ка+овес) Био-алгин С90Плюс2 (в норме 4 л/га) и Стимулайфом (норма 1 л/га) непосредственно в поле с помощью опрыскивателя (средний фон минеральных удобрений). При обработке сидеральной измельченной массы перед заделкой в почву биопрепаратами улучшились показатели вегетативной массы, фотосинтетической деятельности, структуры урожая и урожайности клубней картофеля сорта Невский (урожайность 34,4-40,0 т/га; прибавка 5,3-10,9 т/га или 18-47 %). Доля биопрепаратов выросла с 25 до 32 % (рисунок 1).

Улучшились также товарные и технологические качества клубней нового урожая (товарность выросла на 10-14 %, выход крахмала на 0.4-1,1 т/га, витамина-С на 4-6 мг/%). Наблюдалось снижение содержания сухого вещества и крахмала (на 0,9-1,0 %), а также нитратов (на 21-25 мг/кг N03").

Все изменения, по-видимому, связаны с повышением микробиологической активности почвы (целлюлозоразлагающей активности), накоплением фульвокислот и гуминовых кислот (они содержатся в биопрепаратах), а также в итоге быстрого разложения органической массы сидерата однолетних трав (вика + овес). В этом случае, биопрепараты действуют как почвенные удобрения. Это обусловлено и технологией их внесения (в фазу полные всходы, через 8 дней после 1 обработки и через 8 дней после 2 обработки), когда междурядья картофеля почти свободны от растений.

Контроль 2 (озимая пшеница) на фоне ^РадКцо

Однолетние травы на сидерат

Биопрепараты как некорневая подкормка Биопрепараты для обработки сндеральной

биомассы перед заделкой в почву

Рисунок 1 - Долевое участие изученных факторов в урожае картофеля сорта Невский: минеральные удобрения (34 %); сидераты (27 %); биопрепараты (25-32 %); другие факторы (7 -66 %)

После первого окучивания практически нет сорняков, а кусты картофеля занимают незначительное пространство. В наших исследованиях биопрепарат Био-алгинС90Плюс2 оказывает большее влияние, чем Стиму-лайф, на биологическую активность почвы. Степень разложения льняного полотна выше по однолетним травам (31-51 %) и горчице (33 -57 %). Биопрепараты содержат штаммы микроорганизмов, повышают общую микробиологическую активность, а ударное их внесение в начале вегетации картофеля способствует процессам сохранения почвенного плодородия.

Они безвредны для почвы и возделываемых культур, так как их применение снижает в клубнях картофеля содержание токсичных элементов (свинца, мышьяка, кадмия и ртути) и радионуклидов (цезия 137 и стронция 90). Особенно эффективен Био-алгинС90Плюс2.

Заключение. Применение биопрепаратов способствует росту показателей вегетативной массы, фотосинтетической деятельности, структуры урожая, урожайности картофеля и качества продукции. Их использование необходимо сочетать с оптимальными нормами минеральных удобрений (в нашем исследовании это ИэдРдаК^о кг д.в./га), сидеральной культурой -горчица белая и способом применения биопрепаратов - усиленные некор-

невые подкормки в фазу полные всходы или обработка этой же нормой (4л/га) измельченной массы сидерата перед заделкой в почву.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СИДЕРАТОВ И БИОПРЕПАРАТОВ НА КАРТОФЕЛЕ

Из всех сидеральных культур экономически выгодно возделывание картофеля по запаханным однолетним травам: уровень рентабельности выше, чем на контроле 2 (151, 9 % против 114.8%) и ниже себестоимость (198,9 рублей против 232,8 рублей).

С внесением биопрепарата Био-алгинСдоПлюсг экономическая эффективность максимально проявилась по горчице на сидерат. В этом варианте себестоимость 154.5 рубля за 1 ц, что ниже, чем на контроле - по пшенице без удобрений и биопрепаратов (163.7 рубля). В этом же варианте самый высокий уровень рентабельности 223.5 % (против 205.3 % на контроле). Окупаемость дополнительных затрат 2.4 рубля на 1 рубль вложений.

Наибольшая энергетическая эффективность (6,4) отмечена нами в этом же варианте - агрокомплекс горчица на сидерат в сочетании с трехкратной некорневой подкормкой биопрепаратом Био-алгин С90Плюс2 по немецкой технологии внесения.

ВЫВОДЫ

1. Из изученных нами сидеральных культур в среднем за три года исследований следует отметить однолетние травы (вика +овес), так как заделка их биомассы в почву способствовала росту показателей вегетативной массы (облиственности и площади среднего листа в 1,2 -1,5 раз), фотосинтетической деятельности (прирост ПЛП на 4 тыс. м2/га; ФПП на 0,3 млн. м2/га/сутки и снижению ЧПФ на 0,7-2,2 г/м2/сутки) и корневой системы (рост длины до 3542 см; массы до 38-40 г) картофеля. Четкой зависимости структуры урожая картофеля от вида сидерата нами не установлено.

2. В среднем за три года исследования самая значительная урожайность картофеля была получена по сидерату однолетних трав (вика + овес) - от 21,6 (контроль) до 31,0 т/га (фон N12(^120*450 кг д.в./га). Прибавка от минеральных удобрений - 5,8 -7,5 т/га (34-44 %), от сидератов 4,5 -6,4 т/га или 26-27%.

3. На качество клубней нового урожая наибольшее влияние оказал клевер второго года пользования (после первого укоса на сидерат), который вызвал накопление в них сухого вещества, крахмала, витамина С и снижение нитратов за счет сбалансированности процессов фотосинтеза и небольшой надземной биомассы.

4. Биопрепараты Био-алгин С9оПлюс2 и Стимулайф способствовали удлинению корневой системы (корни + столоны) и нарастанию биомассы

корней и столонов в 1,5-2,5 раза. Самые высокие показатели длины и массы корней и столонов отмечены нами на агрофоне Т^гоРшКш кг.д.в./га минеральных удобрений по озимой пшенице.

5. Наибольший прирост от биопрепаратов числа клубней (+2- 3; при снижении числа мелких клубней), массы клубневого гнезда (+ 238-350 г) выделен на среднем фоне минеральных удобрений. Прирост массы среднего клубня (+21 - 28 г) максимален на высоком фоне минеральных удобрений. В среднем за три года исследования максимальная урожайность получена по сидеральной культуре горчица белая на фоне среднем фоне минеральных 38,7 т/га с применением биопрепарата Био-алгин С^Плюсг и 34.0 т/га -Стимулайфа. Прибавки, соответственно, 7,3 -12.0 т/га или 27-45 %.

6. С ростом удобренности фона возросла доля минеральных удобрений в урожае картофеля от 0 до 44 %, снизилось долевое участие сидера-тов с 21 до 17 %, выросло значение биопрепаратов с 28 до 30 % (средний фон) и уменьшилось до 21 % (высокий фон).

7. При обработке сидеральной измельченной массы перед заделкой в почву биопрепаратами улучшились показатели вегетативной массы, фотосинтетической деятельности, структуры урожая и урожайности клубней картофеля сорта Невский (урожайность 34,4 - 40,0 т/га; прибавка 5,3-10,9 т/га или 18-47 %). Улучшились также товарные и технологические качества клубней нового урожая (товарность выросла на 10-14 %, выход крахмала на 0.4-1,1 т/га, витамина С на 4-6 мг/%). Наблюдалось снижение содержания сухого вещества и крахмала (на 0,9-1,0 %), а также нитратов (на 21-25 мг/кгЖ>3').

8. Биопрепарат Био-алгинС90Плюс2 оказал большее влияние на биологическую активность почвы, чем Стимулайф. Степень разложения льняного полотна была выше по однолетним травам (31-51 %) и горчице (33 -57 %). Изученные биопрепараты безвредны для почвы и возделываемых культур, так как их применение снизило в клубнях картофеля содержание токсичных элементов (свинца, мышьяка, кадмия и ртути) и радионуклидов (цезия 137 и стронция 90).

9. Наибольший экономический эффект отмечен в варианте некорневая подкормка картофеля биопрепаратом Био-алгинС90Плюс2, возделываемого по горчице на сидерат. В этом варианте ниже себестоимость 154.5 руб. за 1 ц против 163.7 руб. на контроле (картофель по пшенице). В этом же варианте самый высокий уровень рентабельности 223.5 % (против 205.3 % на контроле). Наибольшая энергетическая эффективность (6,4) отмечена нами в этом же варианте.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях Центрального Черноземья рекомендуем возделывать картофель по сидеральным культурам горчица или однолетние травы (вика +овес) на фоне N9oP90K.no кг д. в./га минеральных удобрений в комплексе с трехкратной некорневой подкормкой биопрепаратами Био-

алгинС9оПлюс2 (норма 4 л/га: 2:1:1) и Стимулайф (норма 1 л/га: 500:250:250 мл). Некорневые подкормки проводить по немецкой технологии в фазу полных всходов (первая); затем через 8 дней после первой и через 8 дней после второй подкормки.

2. Рекомендуем обработку сидеральной измельченной биомассы, предназначенной для заделки в почву под картофель, проводить биопрепаратами Био-алгинС90Плюс2 (норма 4 л/га) и Стимулайф (норма 1 л/га) на фоне ^оРэоКпо кг д. в./га минеральных удобрений.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации результатов научных исследований

1. Семыкин, В.А. Технология применения биопрепаратов на картофеле в Центральном Черноземье / В.А. Семыкин, Э.В. Засорина, А.В.Толмачев, В.В.Прокудин // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. - № 1. - С.61-64.

2. Засорина, Э.В. Изучение влияния применения биопрепаратов на урожай и элементы структуры урожая картофеля Solanum Tuberozum L. в Центральном Черноземье / Э.В. Засорина, А.В.Толмачев, В.В.Прокудин // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2013. т. 3.- С. 138-145.

3. Пигорев, И .Я. Перспективы применения нетрадиционных органических удобрений на картофеле в Центральном Черноземье / И.Я. Пигорев, Э.В. Засорина, A.B. Толмачев, В.В. Прокудин // Аграрная наука. -

2013.-№ 11.-С. 17-20.

Статьи в научных сборниках, материалах конференций

1. Прокудин, В.В. Реакция раннеспелых сортов картофеля на органическое удобрение Био-алгинС90Плюс2 /В.В. Прокудин // Научное обеспечение агропромышленного производства (материалы Международной научно-практической конференции - 25-27 января 2012 г, ч.1). -Курск: Изд-во Курск, гос. с.-х. ак. -2012. - С. 7-8

2. Прокудин, В.В. Применение нетрадиционных органических удобрений под картофель / В.В. Прокудин // Актуальные проблемы агропромышленного производства (материалы Международной научно-практической конференции - 23-25 января 2013 г.). - Курск: Изд-во Курск, гос. с.-х.ак.-2013.-С. 113-114.

3. Толмачев, A.B. Урожайность и качество картофеля в зависимости от технологии внесения биопрепаратов / A.B. Толмачев, В.В. Прокудин // Агропромышленный комплекс: контуры будущего (материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых - 13-15 ноября 2013 г.). - Курск: Изд-во Курск, гос. с.-х. ак.-

2014.-С. 118-121.

Формат 60x84 1/16. Бумага для множительных аппаратов.

Печать на копировальном аппарате КГСХА. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 108.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Прокудин, Вячеслав Викторович, Курск

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «КУРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени профессора И.И.Иванова»

U'fZUl ¿гЗОУ.5Э

на правах рукописи

ПРОКУДИН ВЯЧЕСЛАВ ВИКТОРОВИЧ

ПРИМЕНЕНИЕ СИДЕРАТОВ И БИОПРЕПАРАТОВ БИО-АЛГИН С9оПЛЮС2, СТИМУЛ АИФ В КАРТОФЕЛЕВОДСТВЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ

06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Засорина Эльза Владимировна

Курск-2013

СОДЕРЖАНИЕ

с.

ВВЕДЕНИЕ............................................................................... 3

Глава 1. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СИДЕРАЛЫ1ЫХ КУЛЬТУР И БИОПРЕПАРАТОВ ПОД КАРТОФЕЛЬ...................... 8

1.1. Эффективность сидералытых культур при возделывании картофеля .......................................................................... 8

1.2. Особенности применения биопрепаратов в картофелеводстве........ 20

Глава 2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.............................................. 29

2.1. Погодные условия в годы исследований................................. 30

2.2. Характеристика почвенных условий........................................ 33

2.3. Программа и методика исследований..................................... 36

Глава 3. АГРОКОМПЛЕКС «СИДЕРАТЫ И БИОПРЕПАРАТЫ» ЭФФЕКТИВНЫЙ ПРИЕМ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ.......................................................... 46

3.1. Влияние сидеральных культур на рост, развитие

и продуктивность картофеля.............................................................46

3.2. Применение биопрепаратов в агрокомплексе

с сидеральными культурами для повышения урожайности и качества клубней картофеля...................................................60

Глава 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СИДЕРАТОВ И БИОПРЕПАРАТОВ В КАРТОФЕЛЕВОДСТВЕ........................... 82

ВЫВОДЫ.............................................................................. 87

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.......................................... 89

ЛИТЕРАТУРА........................................................................ 90

ПРИЛОЖЕНИЯ...................................................................... 106

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Картофель для России - ценная продовольственная, кормовая и стратегическая культура (Анисимов Б.В., 2013). Инновационный проект «ФАТ-АГРО» по производству семенного картофеля, реализуется при поддержке ЕЭК ООН при участии ВНИИКХ и Федерального исследовательского центра «Агроскоп» (Швейцария). В основе этого проекта лежит создание и функционирование экспериментальной базы круглогодичного выращивания здорового исходного материала, развития семеноводства и контроля качества семенного картофеля, обязательной его сертификации и аттестации производителей.

По данным Росстата РФ в 2012 году посадочная площадь под картофелем во всех категориях хозяйств России составила 2224 тысяч га. По сравнению с 2008 годом посадочная площадь под картофелем увеличилась на 140 тысяч га, из них в сельскохозяйственных организациях (промышленный картофель) на 59 тысяч га и составила 230 тысяч га, в крестьянских (фермерских) хозяйствах на 82 тысячи га (168 тысяч га). В хозяйствах населения картофель занимает 1845 тысяч га. На основе современных машинных технологий картофель в России выращивается на площади 399 тысяч га, что составляет 17,8 % от общей площади картофельных посадок (Анисимов Б.В., 2013).

Валовой сбор картофеля в 2012 году составил 29,4 млн. т, что превышает среднегодовой показатель за 2006-2010 годы.

В общем объеме производства картофеля доля сельскохозяйственных организаций и крестьянских (фермерских) хозяйств составляет почти 20 % или около 6 млн. т. Самообеспеченность картофелем в 2011 году в среднем по России была на уровне 113 %, а в 2012 году на уровне 100-105 %.

Тем не менее, экспорт картофеля не превышает 100 тысяч тонн в год, а импорт постоянно растет с 845 тыс. т. в 2008 году до 1536 тыс. т. в 2011 году (Симаков Е.А.. Анисимов Б.В., Чугунов B.C., Шатилова О.Н., 2012, 2013).

Уровень товарности картофеля во всех категориях хозяйств 2008-2011 годах в среднем составлял 24 %, в сельскохозяйственных предприятиях - 60 %, в КФХ - 48 %, в хозяйствах населения -17%.

В перспективе крупные предприятия и фермеры неизбежно будут все больше вытеснять мелкотоварные хозяйства населения на картофельном рынке (Анисимов Б.В., Чугупов B.C., Шатилова O.Ii., 2010; Ульяненко Л.Н., Филипас A.C., Амелюшкина Т.А. и др., 2011).

В Курской области картофель в хозяйствах всех категорий занимает площадь около 90 тысяч гектар при урожайности от 6 до 15 т/га. Промышленное картофелеводство в 2013 году насчитывало чуть более 3000 га. Намечено довести уровень промышленного картофелеводства до 10000 га.

В условиях интеграции сельского хозяйства возрастает роль органических удобрений, которые не только снабжают растения питательными веществами, но и являются средством улучшения структуры почвы и ее водно-воздушного и теплового режимов, уменьшения вредного действия почвенной кислотности на рост и развитие растений, активизируют жизнедеятельность микроорганизмов.

Известны традиционные виды органических удобрений: навоз, компо-сты, сидераты, сапропель, торф. В последнее время, кроме традиционных, появилось много новых инновационных органических и органо-минеральных удобрений (биопрепаратов), полученных с помощью биотехнологии из растительных объектов (морские водоросли, торф и т.д.). Эти удобрения легко усваиваются растениями, содержат набор макро и микроэлементов, штаммы ризосферных микроорганизмов, живые бактерии. Они одновременно являются объектом питания, активатором биологических процессов и способствуют сохранению и увеличению почвенного плодородия, так как содержат готовые гумииовые и фульвокислоты.

В этой связи основной цслыо исследования является: сравнительный анализ действия биопрепаратов (Био-алгииСуоПлюсг и Стимулайф) с тради-

ционными органическими (сидераты) и минеральными удобрениями, внесенными под картофель на его продуктивность.

В задачи исследований входило:

- дать обоснование срокам внесения биопрепаратов по немецкой технологии;

- обосновать необходимость совместного применения биопрепаратов и сидеральных культур на фоне минеральных удобрений под картофель;

- изучить влияние сидератов и биопрепаратов на показатели вегетативной массы, фотосинтетической деятельности, структуры урожая, урожайность картофеля и качество клубней;

- показать экологическую безопасность биопрепаратов и их роль в повышении биологической активности почвы;

- дать экономическую и энергетическую оценку приемам, используемым для повышения урожая и качества клубней картофеля.

Научная новизна работы. Автором предлагается:

1 - агрокомплекс, включающий заделанные в почву сидеральные культуры и биопрепараты, как некорневую подкормку под картофель, на оптимальном фойе минеральных удобрений;

2 - прием использования биопрепаратов для обработки сидеральной биомассы перед заделкой в почву под последующую посадку картофеля;

Практическая ценность. Разработанный нами агрокомплекс, включающий посев сидеральных культур с целыо заделки в почву под картофель, в сочетании с некорневой подкормкой биопрепаратами по немецкой технологии, внедренный автором в хозяйстве Курской области, позволил повысить продуктивность картофеля сорта Невский и качество клубней нового урожая.

Для картофелеводов практический интерес представляет обработка сидеральной биомассы, перед заделкой в почву, новыми биопрепаратами с целыо повышения продуктивности последующих посадок картофеля и повышения почвенного плодородия.

Реализация и апробация работы. Материалы исследований проверены в производственных условиях и внедрены в ООО «Знаменское» Рыль-ского района Курской области, о чем свидетельствуют акты внедрения.

Основные результаты исследований докладывались на международных конференциях профессорско-преподавательского состава: «Научное обеспечение агропромышленного производства» (Курск, 2012); «Актуальные проблемы агропромышленного производства» (Курск, 2013); международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Агропромышленный комплекс: контуры будущего» (Курск, 2013).

Основные положения, выносимые на защиту:

- однолетние травы (вика +овес) в качестве сидерата - оптимальный фактор роста урожайности последующей культуры картофеля на среднем фоне минеральных удобрений (прибавка от нормы минеральных удобрений 5,8 т/га или 34 %, от сидерата 6,2 т/га или 27 %);

- клевер второго года пользования, запаханный в почву под картофель, - источник повышения качества клубней нового урожая (повышение сухого вещества до 21,3%, крахмала до 14 %, витамина-С до 20 мг/% и снижение нитратов в клубнях картофеля до 71,0 мг/кг Ы03");

- биопрепараты Био-алгин С90Плюс2 и Стимулайф, применяемые в качестве некорневой подкормки, наиболее эффективны по сидерату горчицы на среднем фоне минеральных удобрений (прибавки 7,3 -12.0 т/га или 27-45 %). С ростом удобренности фона возрастает доля минеральных удобрений с 34 до 44 %, снижается доля сидератов с 21 до 17 %, и повышается доля биопрепаратов с 28 до 30 % в урожае картофеля.

- биопрепараты, используемые для обработки сидеральной измельченной массы перед заделкой в почву, повышают урожайность картофеля (до 34,0 - 4,0 т/га; прибавка 5,3-10,9 т/га или 18-47 %) и качество клубней (товарность на 10-14 %, выход крахмала на 0.4-1,1 т/га, витамина-С на 4-6 мг/%).

Исследования с новыми биопрепаратами Био-алгинСэдПлюсг и Стиму-лайф проводились согласно хозяйственным соглашениям о взаимодействии и договорам с ООО «Базу Русь» (Курск-филиал агрофирмы «Байер», Германия) и Агрофизическим НИИ РАСХН (г. Санкт-Петербург).

ГЛАВА 1. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СИДЕРАЛЬНЫХ КУЛЬТУР И БИОПРЕПАРАТОВ ПОД КАРТОФЕЛЬ (по обзору литературных источников)

За последние десятилетия потери гумуса в почвах основных земледельческих зон страны достигли значительных размеров. Например, в почвах Нечерноземной зоны потери его от сходного значения достигли 40 %, а в Черноземной зоне - 27 %. Снижение гумусированности почвы отрицательно сказывается на ее агрофизических свойствах за счет разрушения агрономически ценной структуры. Как следствие этого ухудшается водно-воздушный, тепловой и пищевой обмены. При выращивании картофеля на такой почве для достижения желаемого результата происходит чрезмерный перерасход удобрений, во время дождливых периодов клубни страдают от удушья. При сегодняшнем дефиците органических удобрений в сельском хозяйстве возникает необходимость введения сидеральных паров, которые становятся не только дешевой и высококачественной формой удобрения, но и важным элементом чередования культур в специализированных севооборотах с ограниченным набором возделываемых культур. Зеленое удобрение - альтернативный источник органического вещества и биологического азота.

1.2. Эффективность сидеральных культур при возделывании

картофеля

Зеленое органическое удобрение - это растительная масса, частично или полностью запахиваемая в почву для обогащения ее органическим веществом, азотом, а также для улучшения водного, воздушного и теплового режимов.

Сидерация — агротехническое мероприятие, которое базируется на использовании зелеными «машинами-растениями» неограниченных, экологически безопасных и дешевых ресурсов солнечной энергии для производства органических удобрений. Это, в сущности, перегной, который скаплива-

ется на поле, подлежащем удобрению. Очень удачно о сидерации высказался выдающийся российский агроном XIX века П.А. Костычев: «Сидеральное удобрение может сделать хозяев независимыми от многих условий, стесняющих хозяйства в настоящее время. Поэтому будет жаль, если наши хозяйства воздержатся от настоятельных советов ввести это удобрение в регулярную практику».

Отрицательные последствия химизации земледелия, сверхвысокие дозы минеральных удобрений, химических средств защиты, нерациональное использование жидкого навоза от крупных животноводческих комплексов, приводившее к загрязнению водоемов, питьевой воды и сельскохозяйственных продуктов, сделали популярной теорию так называемого биологического (органического, альтернативного, экологического и т. п.) земледелия. Суть биологического земледелия - необходимость восполнения вынесенных питательных веществ путем интенсификации биологического круговорота (Молчанова Е.Я., 2013; Ивенин В.В., Ивенин A.B., Магомедкасумов A.M., 2013; Ивенин В.В., Ивенин, A.B., Бахметьева А.Н., 2013).

По мнению многих исследователей, получение высоких урожаев картофеля предусматривает внесение органических удобрений и биологического азота, внедрение правильных севооборотов с обязательным травосеянием и максимально широким применением зеленых удобрений или сидератов (Се-мыкин В.А., Беседин Н.В., 2009; Постпиков П.А., 2010; Ряховская Н.И., Ша-лагина Н.М., 2009, 2011).

Таким образом, в условиях современного сельскохозяйственного производства для стабилизации гумусового состояния почв важнейшее значение приобретают сидеральные кулдьтуры, положительное влияние которых заключается в улучшении пищевого режима почв и повышении продуктивности культур (Малышева Ю.А., Полякова Н.В., Платоиычева Ю.Н., 2008; Куликова А.Х., Тигин В.П., Голубков А.И., 2008).

Повышение плодородия почвы в первую очередь связано с соблюдением севооборотов и обеспечением органическим веществом. Применение

традиционных органических удобрений (навоз, торф, сапропель, птичий помет) увеличивает долю сорной растительности в почве и, соответственно, процент использования гербицидов, а также повышает необходимость постоянных прополок. Зеленые удобрения или сидераты - это выращенные и запаханные в почву растения бобовых трав (донник, клевер, люцерна) и зернобобовых культур (горох, вика, соя, кормовые бобы, люпин). Хороший эффект дают растения из семейства Капустные (горчица белая, рапс озимый и яровой, редька масличная). (Картамышев Н.И., Нескородов В.В., Долгополова Н.В., Куркин A.M., Должепков A.M., 2007; Беляк В.Б., Зеленин И.Н., Черны-шов A.B., 2008; Кузьминых А.Н., 2011).

Изучение разложения сидеральных сесей в динамике показало, что биомасса смесей с наибольшими нормами высева их компонентов минерализуется несколько интенсивнее (Зеленин И.Н., Чернышов A.B., 2012).

Дешевые, доступные и достаточно эффективные зеленые удобрения могут быть неисчерпаемым, постоянно возобновляемым источником органического вещества (Довбан К.И., 1990).

Сидераты по своему действию на продуктивность культур в лесостепной зоне не уступают подстилочному навозу. Их окупаемость равна 71 кг зерн. ед. (Маругина H.H., 2012)

Исследования, проведенные В.Г. Лошаковым (2007) показали, что внесение равноценных норм (20 т/га) обеспечило прибавку картофеля на 48 % (от навоза), на 36 % (от минеральных удобрений), на 50 % (от зеленой массы горчицы) и на 59 % (от сочетания минеральных удобрений, солохмы и горчицы).

Целлюлозоразрушающие микроорганизмы за теплый период года перерабатывают от 40 до 60 % запаханных корневых и стеблевых остатков. При этом пахотный слой обогащают азотом, калием, микроэлементами, ферментами (каталаза и инвертаза) и диоксидом углерода. Запашка измельтченных сидератов и соломы улучшают физические свойства почвы, что особенно

важно для суглинистых почв, которые быстро уплотняются и теряют влагу (Ярушин A.M., 2007).

В исследованиях последних лет, проведенных на различных типах почв, доказана целесообразность формирования сидеральных комплексов из растений различных видов, а также выращивания в занятых парах по два урожая зеленой массы различных по функциональным свойствам культур. Так, озимая рожь и культуры раннего срока сева - овес и ячмень формируют достаточно высокий урожай зеленой массы уже к июлю, обеспечивая возможность повторных посевов. Гречиха лучше усваивает из почвы труднодоступный фосфор и накапливает его в своей зеленой массе. Улучшают фито-сапитарную ситуацию в почве и формируют высокий урожай зеленой массы рапс и редька масличная (Ярушин A.M., 2007; Скорочкин Ю.П., 2007, 2011; Ряховская Н.И., Шагалина Н.М., Астафьева В.И., 2009).

Таким образом, традиционные сидеральные культуры под картофель (горчицу белую, редьку масличную) лучше использовать в виде смеси, которая позволяет получать сидеральную массу более высокого качества (Алексеев В.А., Майстренко H.H., 2008).

Смесь сидеральных культур, как яровых, так и озимых, способствует уменьшению числа клубней при росте количества средних и крупных клубней (Ступаков И.А., Засорина Э.В., Коротченков A.A.. Прийменко Ю.М., 2012).

Сидераты необходимы в биохозяйствах, когда их используют как промежуточные культуры. Вырастая между основными культурами в севосмен-ных полях, сидераты затеняют почву, угнетают сорняки, выступают в роли фитосанитаров. Они положительно влияют на качество выращиваемой продукции. Большим резервом в увеличении прихода биологического азота могут быть сидераты бобовых культур. В зависимости от би