Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Продуктивность зерновых культур и сахарной свеклы при разных способах применения биопрепаратов в условиях Центрального черноземья

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Казначеев, Михаил Никифорович, Курск



КУРСКИЙ ^АУЧНО-ИССЛВДОВАТВЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

На правах рукописи

Казначеев Михаил Никифорович

ПРОДУКТИВНОСЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И САХАРНОЙ СВЕКЛЫ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ПРИМЕНЕНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО

ЧЕРНОЗЕМЬЯ.

Специальность - 06.01.09. Растениеводство Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители: Заслуженный деятель науки Российской Федерации,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.И. Стифеев, доктор сельскохозяйственных наук, В.И. Лазарев

КУРСК - 1999 г.

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

4

1. ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)............8

1.1. роль биологических средств в интегрированной системе защиты растений............................................................................................ 10

1.2. Регуляторы роста растений..........................................................13

1.3. Биологические удобрения...........................................................26

1.4. Технология применения биопрепаратов.......................................30

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ» УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЕЛЕДОВАНИЙ...............................................................................37

2.1. Методика проведения исследований...........................................37

2.2. Характеристика почвенного покрова Курской области и района исследований....................................................................................41

2.3. Климатические условия Курской области и погодные условия в период полевых исследований...........................................................45

3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР..................52

3.1. Эффективность биопрепаратов на посевах озимой пшеницы........52

3.2. Эффективность биопрепаратов на посевах яровой пшеницы.........65

3.3. Эффективность биопрепаратов на посевах гречихи.......................77

3.4. Эффективность биопрепаратов на посевах сахарной свеклы.........87

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР...............................................95

4.1. Экономическая эффективность биопрепаратов на посевах озимой пшеницы...............................................................................95

4.2. Экономическая эффективность биопрепаратов на посевах

яровой пшеницы................................................................................98

4.3. Экономическая эффективность биопрепаратов на посевах гречихи............................................................................................100

4.4. Экономическая эффективность биопрепаратов на посевах

сахарной свеклы.............................................................................. 102

ВЫВОДЫ ......................................................................................10S

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ....................................................109

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................110

ПРИЛОЖЕНИЯ...................................................................................126

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы: В современных условиях повышения урожайности сельскохозяйственных культур можно достичь на основе высокой культуры земледелия путем научно-обоснованного экологически безопасного применения удобрений и пестицидов, широкого внедрения прогрессивных ресурсосберегающих технологий с минимальным использованием средств химизации.

Состояние агробиоценозов в связи с широкомасштабным использованием химических средств защиты растений нуждается в поисках альтернативных способов защиты, отличающихся высокой эффективностью и экологичностью. Это открывает пути разработкам и внедрению в производство новых направлений при возделывании сельскохозяйственных культур с выявлением и использованием биопрепаратов, позволяющих повышать иммунитет растений к наиболее опасным возбудителям болезней при высокой биологической и хозяйственной эффективности.

Резкое удорожание минеральных удобрений и ядохимикатов вынуждает товаропроизводителей искать иные способы увеличения производства растениеводческой продукции.

Наиболее перспективным направлением решения этой проблемы является широкое использование биологических средств защиты растений, стимуляторов роста и бактериальных удобрений.

Преимущества биологических средств защиты растений весьма многообразны: они обеспечивают гибель вредных организмов на всех стадиях развития, долговременность эффекта действия за счет приживаемости расселенных

энтомофагов и продления действия бактериальных препаратов на последующие поколения фитофагов (метатоксический эффект), избирательность в отношении природных энтомофагов и насекомых опылителей, отсутствие токсичных остатков. Биопрепараты не создают угрозы нарушения экологического равновесия в биосфере, играют существенную роль в антирезистенстной стратегии, высоко экономичны.

Особую актуальность приобретает внедрение биологических препаратов на посевах, размещенных вблизи перерабатывающих предприятий, нуждающихся в экологически чистом сырье для производства диетического и детского питания.

Цель исследований. Основной целью работы являлось определение влияния биопрепаратов на фитосанитарное состояние посевов, микробиологическую активность почвы, урожайность и качество продукции озимой, яровой пшеницы, гречихи и сахарной свеклы.

Задачи исследований:

1. Определить сроки и способы внесения биопрепаратов на посевах зерновых культур и сахарной свеклы.

2. Изучить влияние биопрепаратов на продуктивность и качество урожая зерновых культур и сахарной свеклы.

3. Определить влияние биопрепаратов на фитосанитарное состояние посевов.

4. Выявить влияние биопрепаратов на микробиологическую активность почвы.

Научная новизна работы. Впервые в условиях Центрального Черноземья проведено сравнительное изучение комплексного влияния биологических препаратов на рост, развитие растений, урожайность, качество продукции, снижение заболеваемости сельскохозяйственных культур.

Практическая значимость. Проведенные исследования свидетельствуют о высокой эффективности биопрепаратов. Применение их на посевах сельскохозяйственных культур способствует повышению урожайности, улучшает качество получаемой продукции, сокращает использование минеральных удобрений и пестицидов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на заседаниях ученого совета Курского НИИ АПП в 1996-1998 годах научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Курской госсельхозакадемии им. проф. И.И.Йванова в 1998 году на международной научно-практической конференции в Орловской государственной сельскохозяйственной академии в 1998 году.

По материалам исследований опубликовано 9 научных работ, в которых отражено основное содержание диссертационной работы.

Основные положения, выносимые на защиту:

• применение биопрепаратов в условиях Курской области на посевах озимой пшеницы обеспечивает повышение урожайности на 3-5 ц/m и содержание сырой клейковины на 2-9%, снижает заболеваемость озимой пшеницы бурой ржавчиной и септориозом на 30-50%.

• применение биопрепаратов на посевах яровой пшеницы повышает ее урожайность на 4-5 ц/га, снижает заболеваемость бурой ржавчиной в 2-3 раза,

• биопрепараты оказывают стимулирующее влияние на рост растений гречихи, площадь листовой поверхности, и, как следствие, продуктивность на 10-25% .

• использование биологических препаратов на посевах сахарной свеклы способствует повышению ее урожайности на 2874 ц/га или 10-27%.

• на содержание сахара в корнеплодах биопрепараты существенного влияния не оказывают.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, включает 25 таблиц, 11 графиков, выводов, предложений производству, списка литературы, включающего 156 наименований, в том числе 21 на иностранных языках.

Работа по изучению эффективности биопрепаратов на посевах сельскохозяйственных культур является частью тематического плана Курского НИИ агропромышленного производ- ' ства: 01.02. "Разработать ресурсосберегающие экологически чистые технологии выращивания зерновых и кормовых культур".

Автор настоящей работы выражает искреннюю благодарность научным руководителям А.И. Стифееву и В.И. Лазареву, директору Курского НИИ агропромышленного производства А.С.Мяснянкину, а также научным сотрудникам отдела земледелия В.М. Алифанову, З.С. Масловой, И.П. Чаплыгину, А.И.Скобелкину за оказанную ими помощь в постановке и проведении полевых опытов по теме диссертации.

ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Экологическая ситуация, сложившаяся в Курской области, характеризуется деэкологизацией производства, деградацией природных комплексов, ухудшением медико-демографических показателей здоровья населения. По оценкам экспертов, на данном этапе экономического развития существует серьезная опасность дальнейшего ухудшения экологической ситуации из-за нарушения проектных техноло-гаческих режимов, финансовых трудностей предприятий, недостаточных бюджетных ассигнований на отрасли лесного, водного хозяйства, гидрометеорологическое обеспечение и др.

Главная задача экологической политики Курской области на ближайшие годы, поставленная в разработанной "Комплексной программе Экологическая безопасность и охрана природных ресурсов Курской области" (Курск, 1998) состоит в поэтапном преодолении негативных проявлений деэкологиза-ции производства, улучшении состояния окружающей среды за счет экологизации экономической деятельности, ведении хозяйственной деягельности на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий.

Использование на протяжении многих лет в сельском хозяйстве в больших количествах химических средств защиты растений и минеральных удобрений отрицательно повлияло на почвенную микрофлору и повлекло за собой изменение структуры почв, их реакции, накопление вредных веществ, нарушение почвенного биоценоза в целом.

За последние же годы в Российской Федерации количество вносимых минеральных удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур снизилось с 14 млн. до 1,5млн. тонн. Это привело к возникновению отрицательного баланса питательных веществ в почве (дефицит азота составил 54, фосфора - 38, калия - 75 кг/га) и, как следствие к снижению урожайности (А.А.Жученко,1990,1994; М.С.Соколов, Е.В.Литвиненко,1993; М.С.Соколов, О.А.Монастырская, 1994; М.С.Соколов, 1995; А.Ф. Зубков, 1995; В.В.Вакуленко, А.О.Шаповал, Е.В.Кандыба, 1997).

Практика показала, что решить задачу борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур массовым применением пестицидов не удается. Во-первых резко возрастают затраты на производство продукции. Во-вторых нарушается биологическое равновесие в природе из-за гибели многих полезных организмов. В-третьих, увеличивается загрязнение среды и продукции токсическими веществами. И хотя в числе загрязнителей природы на долю пестицидов приходится лишь 2%, масштабное их применение может привести к непредсказуемым последствиям (Т.Е.Изотова, 1987; В.Э.Савздарг, 1989).

Обострившаяся экологическая обстановка, стремление снизить загрязнение агроландшафтов, получать сельскохозяйственную продукцию без применения химических пестицидов ставит задачу ускоренной разработки альтернативных мер защиты растений. Среди них важное место отводится агротехническим приемам, использованию микробиологических средств, росто- и иммунорегуляторов, активаторов полезной микрофлоры.

1.1. Роль биологических средств в иитегрироваииой системе защиты растении

Одним из основных направлений научно-технического прогресса в сельском хозяйстве в настоящее время является широкое внедрение биотехнологий. Этому способствуют два обстоятельства: с одной стороны, бурное развитие современной молекулярной биологии и генетики изменило представление о биологических ресурсах и возможностях использования потенциала живых организмов в интересах хозяйственной деятельности человека, с другой - наблюдается острая потребность в новых технологиях, призванных ликвидировать нехватку продовольствия, содействовать решению проблем энергетических ресурсов, улучшения качества продукции, охраны окружающей среды и пр. (В.Н.Буров, 1987; А.П.Сазонов, Ю.А.Баскаков, 1988; К.А. Дэй, С.Д.Лисанский, 1990; А.С.Филипас, А.Н.Ульяненко, И.В. Дьяченко, В.В.Вакуленко, 1996; Budia Е., Ilovai Z., 1997; Т.И.Чуканова, Л.И.Мурая, 1988; М.И.Зазимко, 1998; Э.Г.Воронина, 1998).

Основополагающим принципом биотехнологий является "проявление скромности по отношению к природе* (В.Н.Писаренко, A.A. Матюха, 1989), подразумевающее проведение защитных мероприятий с учетом охраны окружающей среды и человека.

Основные направления биологического метода -использование для защиты растений от вредных организмов их естественных врагов - хищников, паразитов, антагонистов, гербифагов. Развитие физиологии, биохимии, экологии и микробиологии выявило новые перспективные направления в

биологической защите растений, связанные с применением феромонов, гормонов и антибиотиков. Поэтому в настоящее время термин биологической защиты растений трактуется более широко - как использование живых организмов или продуктов их жизнедеятельности для предотвращения или уменьшения ущерба, наносимого вредными организмами (И.А.Чураев, 1977; О.И.Петруха, 1979; Р.А.Хрякина, 1984; Ю.Н.Фадеев, Н.А.Прилепская, 1984; Н.А.Вилкова, И.Д.Шапиро, 1996; В.Г.Конарев, 1987; Твердюков, 1992;В.Ф.Дьяченко, 1992; А.А.Шадрина, 1996).

Преимущества биологических средств защиты растений весьма многообразны: они обеспечивают гибель вредных организмов на всех стадиях развития, долговременность эффекта действия за счет приживаемости расселенных энтомофагов и продления действия бактериальных препаратов на последующие поколения фитофагов (метатоксический эффект), избирательность в отношении природных энтомофагов и насекомых опылителей, отсутствие токсичных остатков, безопасность для человека, теплокровных животных и объектов окружающей среды. (Kremer R., Stanley, 1991; Rhodes В., Ronell К., 1994; Н.С.Карпачева, Г.Н.Полях, Т.Е.Изотова, 1995; Charles В., 1995; В.Ф.Кобзарь, 1995; С.В.Сторожук, И.А.Сидоров, М.С.Соколов,1995; М.Н.Васецкая,

B.П. Кратенко, В.П. Голобоков, 1995; Е.В. Кандыба, М.Б. Никитина, А.М.Фатеев, 1996; Duffi В., Weller D., 1996; Е.В.Шерстобаева, 1997; А.И.Прищепа, Н.И.Микульская, 1997;

C.Д. Гилев, 1998; A.A. Мотовилин, Т.З. Ибрагимов, А.М.Дым-ченко, 1999).

Биологические препараты дешевы, обладают высокой специфичностью, то есть очень токсичны для узкого круга

вредителей, не убивают полезных насекомых, не повреждают урожай, быстро разрушаются в природной среде. Встречающиеся в природе белковые токсины привычны и не опасны для окружающей среда, так как в процессе эволюции уже выработались механизмы их распада, тогда как синтетические химические пестициды являются, как правило, новыми для природа соединениями и еще нет способов их биодеградации (К.В.Новожилов, Е.М.Шумаков, 1977; Н.В.Зольникова, М.В.Добронравова, А.Й.Врыкалов, 1994; С.й. Попова, В.В.Радостев, 1995; Е.И.Киров, Ю.Н.Самсонов, 1996; А.П Твердюков, 1997; 8о1уто81 Р., 1997; Натег А., 1998).

Известно, что в течение многих лет возникновения устойчивости к природным белковым токсинам практически не наблюдается, а к синтетическим химическим препаратам может возникать очень быстро (А.Сассон, 1987; П.В.Никонов,

A. П.Твердюков, 1992; О.Н.Шеховцова, 1994; С.Е.Штайн,

B.Г. Коваленков, 1997).

Однако в создании фитосанитарной стабильности агро-ценозов должны быть задействованы две взаимосвязанные составляющие: 1) упорядочение применения химических средств; 2) возрастающее замещение пестицидов биопрепаратами.

Простая замена первого метода вторым или одномоментное крупномасштабное исключение из сельскохозяйственной практики химических препаратов успехов не приносит. Основополагающим условием успешного применения биопрепаратов является их взаимодополняемое сочетание со всеми средствами защиты растений в рамках единой интегрированной региональной системы. Ее элементы являются составной частью технологии возделывания

сельскохозяйственных культур при условии защиты ее от всего комплекса вредных организмов {насекомых, клещей, патогенов) на протяжении всего периода их развития (С.С.Ижевский, 1986; Н.А.Филиппов, 1990; С.С.Ижевский, 1990; В.Г.Коваленков, Н.М.Тюрина, С.Е. Штайн, 1997).

Так, например, в новых адаптивных системах защиты растений картофеля биологические методы могут быть использованы для подавления патогена в конкуренции за железо, как в случае с препаратами на основе Pseudomonas fluorescens (Н.Н.Гусева, А.С.Афанасенко, Р.И.Высоцкая, 1990; М.С.Соколов, 1990), или для вытеснения патогенных грибов в результате искусственного иноку лирования микоризостиму-лирующими препаратами (Ф.Ю.Гельцер, 1990), или же повышать иммунный статус растения с помощью веществ-иммунизаторов (Л.Г.Елисеева, В.В.Латушкин, Н.М.Личко,1994),

1.2. Регуляторы роста растений

Одно из важнейших направлений биотехнологии является использование регуляторов роста растений. Это обширная г�