Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Урожайность и качество подсолнечника в зависимости от минеральных удобрений и биопрепарата Байкал ЭМ-1 при нулевой обработке чернозема выщелоченного

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Урожайность и качество подсолнечника в зависимости от минеральных удобрений и биопрепарата Байкал ЭМ-1 при нулевой обработке чернозема выщелоченного"

005015637

Новнчихин Олег Васильевич

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПОДСОЛНЕЧНИКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТА БАЙКАЛ ЭМ-1 ПРИ НУЛЕВОЙ ОБРАБОТКЕ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО

Специальность 06.01.01 — общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 мдр 2012

Воронеж - 2012

005015637

Работа выполнена на кафедре технических культур ФГБОУ ВПО Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Колягин Юрий Сидорович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Мязин Николай Георгиевич, заведующий кафедрой агрохимии ФГБОУ ВПО Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Доманов Николай Михайлович, заведующий кафедрой защиты растений ГНУ Белгородский НИИСХ Россельхозака-демии

Ведущая организация: ГНУ Воронежский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени В.В. Докучаева Россельхозакадемии

Защита состоится «21» марта 2012 г. в 10 часов в ауд. на заседании диссертационного совета Д 220.010.03 при ФГБОУ ВПО Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1., тел./факс: (473) 253-86-51, e-mail: biolog201 l@rambler.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1, с авторефератом -на сайтах vak.ed.jsoRru и http://www.vsau.ru/science/diss/

Автореферат разослан и размещен на сайтах «17» февраля 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор с.-х. наук , '/ Ващенко Татьяна Григорьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В настоящее время в условиях сложившейся экономической ситуации, когда резко снижаются инвестиции в сельскохозяйственное производство и не хватает средств для приобретения необходимых материально-технических ресурсов, возникает необходимость в разработке и изучении высокоэффективных технологий возделывания технических культур, в том числе и подсолнечника.

На современном этапе развития сельского хозяйства большую актуальность приобретает проблема снижения доз и соотношений дорогостоящих минеральных удобрений и применения микробиологических препаратов под подсолнечник на фоне нулевой обработки (прямого посева), как одной из экономически выгодной технологии выращивания культуры и повышения плодородия почвы (Anderson 1990; Collins, Fowier 1992; Черепанов, 1994; Безлер, 2001, 2004; Без-лер, Крафт, Никульников, Боронтов, 2006).

Такие технологии являются актуальными, их внедрение резко снижает производственные затраты, способствует повышению продуктивности и технологических качеств подсолнечника, а также снижает себестоимость получаемой продукции и способствует повышению плодородия чернозёма.

Цель работы - установить и научно обосновать на фоне технологии нулевой обработки почвы оптимальные дозы внесения минеральных удобрений отдельно и совместно с микробиологическим препаратом Байкал ЭМ-1, которые способствуют повышению урожайности подсолнечника и плодородия чернозема выщелоченного, улучшению технологических показателей и качества семянок этой культуры, снижению себестоимости.

Задачи исследований:

1. Выявить влияние биопрепарата Байкал ЭМ-1 в сочетании с уменьшенными дозами минеральных удобрений на рост и развитие растений подсолнечника на фоне технологии нулевой обработки почвы.

2. Установить влияние биопрепарата Байкал ЭМ-1 и удобрений в различных сочетаниях на урожайность и технологические показатели качества семянок подсолнечника.

3. Выявить эффективность действия микробиологического препарата Байкал ЭМ-1 раздельно и в сочетании с минеральными удобрениями на показатели плодородия чернозема выщелоченного на фоне технологии No-till.

4. Рассчитать экономическую и биоэнергетическую эффективность применения биопрепарата и удобрений на фоне технологии нулевой обработки почвы.

Научная новизна исследований. Впервые на чернозёме выщелоченном при технологии нулевой обработки почвы (No-till) в условиях Воронежской области определены параметры роста, развития, формирования урожайности и качества семянок подсолнечника в зависимости от различных сочетаний биопрепарата Байкал ЭМ-1 и уменьшенных доз минеральных удобрений. Получены новые данные о влиянии препарата и удобрений на улучшение активности микроорганизмов в почве, усиливающих ее целлюлозолити-ческую активность в 2,8 раза, что способствует повышению плодородия чернозёма выщелоченного. Определена экономическая эффективность совместного применения удобрений и биопрепарата.

Практическая значимость работы. Обоснована целесообразность возделывания подсолнечника на фоне технологии нулевой обработки почвы (No-till). Разработанные технологические приёмы, включающие внесение оптимальных доз микробиологического препарата Байкал ЭМ-1 и минеральных удобрений, позволяют повысить урожайность подсолнечника до 3,51т/га, что существенно больше, чем на контроле (на 53,3%), и получить продукцию высокого качества (содержание масла в семянках подсолнечника увеличивается в сравнении с контролем на 3,1 %).

В производственном опыте, проведенном в колхозе «Большевик» Хохольского района на площади 12 га, максимальная урожайность подсолнечника на лучшем по продуктивности варианте (N30P30K30+5 л/га Байкал ЭМ-1) составила 2,94 т/га, что достоверно больше, чем на контроле (2,32 т/га) и на варианте по агрорекомен-дациям (2,58 т/га), где вносили ^оРбоК-бо- Дополнительный доход от применения данного технологического приема составил 11 640 руб/га. Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении курса лекций по земледелию и агроэкологии на агрономическом факультете ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», а также при проведении студентами исследовательской работы по энергосберегающим технологиям в земледелии на базе ЗАО «Аг-росвет» Новоусманского района Воронежской области.

Апробация работы. Основные положения и материалы диссертации были опубликованы в центральной печати, доложены и

получили одобрение на научных и учебно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ФГБОУ ВПО Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I в 20092011 гг., на Всероссийских научно-практических конференциях: «Роль селекции в формировании агротехнологий для обеспечения стабильного производства зерна в условиях меняющегося климата» (15 июня 2011 года, Каменная Степь Воронежской области) и «Перспективные направления исследований в земледелии и растениеводстве» (27 октября 2011 года, г. Ульяновск).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы пять статей, в том числе в журнале «Аграрная наука», рекомендованном ВАК РФ для публикации основных результатов исследований.

Основные защищаемые положения

1. Совместное внесение микробиологического препарата Байкал ЭМ-1 и уменьшенных доз минеральных удобрений на фоне технологии нулевой обработки почвы создаёт благоприятный пищевой режим для растений и способствует повышению урожайности подсолнечника на 1,22т/га (на 53,3%).

2. Различное корневое питание растений способствует увеличению массы вегетативной части и корней подсолнечника, что ведет к увеличению урожайности культуры.

3. Использование микробиологического препарата Байкал ЭМ-

I и уменьшенных доз минеральных удобрений под подсолнечник на фоне технологии нулевой обработки существенно улучшает биологические показатели и влагообеспеченность чернозема выщелоченного.

4. Расчёт экономической эффективности свидетельствует о целесообразности применения под подсолнечник ЫзоРзоКзо + 5 л/га биопрепарата Байкал ЭМ-1, позволяющей получить чистый доход

II 400 руб/га и уровень рентабельности - 127,9 %.

Личный вклад соискателя заключается в проведении полевых опытов и лабораторных анализов, обработке полученного экспериментального материала, осуществлении производственной проверки и разработке рекомендаций сельскохозяйственному производству.

Научные и производственные опыты проведены в 2008-2010 гг. на полях колхоза «Большевик» и ООО «Грань» Хохольского района Воронежской области. Эти хозяйства полностью перешли на

выращивание сельскохозяйственных культур по технологии No-till в соответствии с нашими рекомендациями. Результаты исследований включены в научно-исследовательский отчет кафедры технических культур по теме: «Разработать и внедрить системы экологически безопасных технологий возделывания сахароносных и масличных культур при сохранении плодородия почвы» (номер государственной регистрации - 01.200.1003982) и используются при обучении студентов в Воронежском ГАУ.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 145 страницах компьютерного текста и состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложений. В работе содержится 30 таблиц, 9 рисунков и 19 приложений. Список литературных источников включает 203 наименования, в том числе 27 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения исследований

Исследования выполнены в 2008-2010 гг. в соответствии с тематическим планом: «Разработать и внедрить системы экологически безопасных технологий возделывания сахароносных и масличных культур при сохранении плодородия почвы», государственный регистрационный № 01.200.1003982. Опыт заложен на чернозёме выщелоченном с содержанием гумуса в пахотном слое почвы от 3,9 до 4,02%, обеспеченность фосфором -94,9-101,8 мг/кг, обменным кали-ем-102,9-121,0 мг/кг, имеющем зернистую структуру с глинистым или тяжелосуглинистым гранулометрическим составом; гидролитическая кислотность-3,5-4,3 мг-экв/100г почвы, рН-4,85-5,07, сумма поглощённых оснований-23,6-25,5 мг-экв/100г почвы, степень насыщенности основаниями-85,9-87,8%.

Объект исследований - среднеспелый гибрид подсолнечника НК Брио, который широко возделывают в Российской Федерации, в том числе с 2000 года в Воронежской области.

Опыты с подсолнечником размещали в полевом севообороте по технологии No-till со следующим чередованием культур: 1) горох, 2) озимая пшеница, 3) подсолнечник Уг, кукуруза на зерно Уг, 4) ячмень, 5) кукуруза на зерно.

Опыты проведены по методике Б.А. Доспехова (1985) в 4-кратной повторности, общая площадь делянки - 500 м2. Размещение вариантов систематическое.

Растения подсолнечника отбирали в три срока (через 35 и 70 дней от массового появления всходов и за 7 дней перед уборкой) в количестве десяти типичных, нормально развитых растения, по двум несмежным повторностям. Определяли в динамике: нарастание высоты, количество и площадь листьев, накопление вегетативной массы подсолнечника в зависимости от различного корневого питания растений (Никитенко, 1982).

В период массовых всходов и перед уборкой подсолнечника определяли количество и биомассу дождевых червей путём выкапывания монолита почвы размером 0,30 м3 с последующим подсчётом и взвешиванием (Чекановская, 1960).

Активность целлюлозолитических бактерий определяли на основе интенсивности разложения в почве льняного полотна, которое закладывали в почву на глубину 0-10, 10-20, 20-30 и 0-30 см (Тепплер, Шильников, Переверзева, 2004).

Убирали подсолнечник поделяночно при побурении в общем массиве 85-90 % корзинок. Семянки подсушивали до стандартной влажности и чистоты. Определяли лузжистость семянок, содержание в них масла и сырого протеина, а также кислотное и йодное число жира. Рассчитывали выход масла с 1 гектара.

Исследования почвы и растительных образцов проводили с использованием следующих методик: общие требования к проведению анализов - ГОСТ 29260-91; отбор почвы - ГОСТ 28168-89; содержание подвижного фосфора и обменного калия - ГОСТ 26261-84; определение органического вещества (гумуса) (по Тюрину в модификации Симакова) - ГОСТ 26213-91; общий азот (по Кьельдалю) - ГОСТ 26107-84; азот в растительных образцах -ГОСТ 134964-84; фосфор в растительных образцах - ГОСТ 2665785; калий - на пламенном фотометре; сырой жир в семянках подсолнечника - ГОСТ 13496.15-83; жирнокислотный состав масла -ГОСТ 22391-89; масса 1000 семянок - ГОСТ 10842-76.

Расчёт экономической эффективности и энергетической оценки проводили в соответствии с методиками В.Г. Минеева, Б. Деб-рецени, Т. Мазур (1993) и В.Г. Минеева (2004).

Математическая обработка экспериментальных данных выполнена на компьютере методами дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов согласно «Методике полевого опыта» Б.А. Доспехова (1985).

Рост и развитие подсолнечника в зависимости от различного корневого питания

Внесение в почву удобрений совместно с микробиологическим препаратом способствует улучшению питания растений, размножению почвенных микроорганизмов, которые выделяют продукты метаболизма, повышая плодородие почвы и увеличивая вегетативную массу подсолнечника.

Стабильным показателем сорта или гибрида подсолнечника является формирование определенного количества листьев. Наиболее распространённые в Центральном Черноземье сорта подсолнечника обычно имеют от 18 до 32 листьев. Скороспелые сорта и гибриды имеют меньшее число листьев.

Количество листьев по исследуемым вариантам опыта формируется по-разному. На контроле, где в почву под подсолнечник не вносили элементы питания, количество листьев составило в среднем 16 шт. Наибольшее количество их в среднем за 3 года (24 листа) сформировалось на варианте ^0РзоК.з0 + 5 л/га биопрепарата.

Листовая поверхность растений всех вариантов, где использовали минеральные удобрения отдельно или вместе с микробиологическим препаратом, была значительно больше, чем у растений контрольного варианта. В процессе всего вегетационного периода максимальная площадь листьев подсолнечника отмечена на двух вариантах: где применяли заниженную дозу минеральных удобрений совместно с 5 л/га препарата Байкал ЭМ-1 (ЫзоРзоКзо + 5 л/га Байкал ЭМ-1), и на варианте, где снизили дозу биопрепарата до 3 л/га (КзоРзоКзо + 3 л/га Байкал ЭМ-1). На этих вариантах площадь среднего листа подсолнечника через 35 дней после всходов составила соответственно 283,5 и 245,4 см2. Через 70 дней площадь листовой поверхности подсолнечника была наибольшей и составила соответственно 591,8 и 550,9 см2.

Установлено, чем мощнее развита надземная часть растения, тем крупнее корзинка и тем больше в ней формируется семянок. Масса всего растения на фоне Ы60РбоКбо (рекомендованная норма) через 35 дней после всходов составила 206,3 г, через 70 дней -682,4 и перед уборкой - 599,4 г, что больше контрольных растений соответственно на 11,0 %, 16,7 и 24,3 %. Максимальное накопление вегетативной массы отмечено на варианте КзоРзо^зо + 5 л/га Байкал ЭМ-1, где масса растений подсолнечника была больше варианта по агрорекомендациям соответственно на 23,7 %, 43,6 и 36,9 %.

Таким образом, минеральные удобрения совместно с микробиологическим препаратом Байкал ЭМ-1 в дозе 5 л/га оказали существенное положительное влияние на увеличение количества листьев растений подсолнечника, вегетативной массы и площади листьев.

Различное корневое питание оказывает большое влияние на рост, развитие и формирование всех частей растения и особенно репродуктивных органов. Составляющими элементами продуктивности подсолнечника являются диаметр и продуктивная площадь корзинки, число семянок в корзинке и масса 1000 семянок (табл. 1 и 2).

Таблица 1 - Изменение компонентов корзинки гибридного подсолнечника НК Врио под влиянием удобрений и биопрепарата (2008-2010 гг.)

Вариант Масса г Диаметр см Диаметр непродуктивной части, см Площадь, см2

общая продуктивной части непродуктивной части

1. Контроль, без удобрений и биопрепарата 90,1 16,2 1,9 206,0 203,2 2,8

2. ^оРбоКбо, ПО агрорекомендациям 114,0 18,1 2,1 257,2 253,7 3,5

3. Ы|5Р!5К15 + Зл/га Байкал ЭМ-1 103,2 17,6 1,9 243,2 240,4 2,8

4. Ы15Р15К,5 + 5 л/га Байкал ЭМ-1 107,0 17,9 1,9 251,5 248,7 2,8

5. ЫзоРзоКзо + 3 л/га Байкал ЭМ-1 109,0 18,2 1,8 260,0 257,5 2,5

6. ИзоРзоКзо + 5 л/га Байкал ЭМ-1 114,9 18,6 1,9 271,6 268,8 2,8

Одним из важных показателей характеристики корзинки подсолнечника является её диаметр. Чем больше диаметр, тем больше площадь корзинки и тем больше в ней формируется семянок. Минимальный диаметр корзинки (16,2 см) отмечен на варианте, где не вносили под посевы подсолнечника удобрения. На варианте по аг-рорекомендациям (М^Р^К^о) диаметр корзинки увеличился на 11,7 % по сравнению с контролем. Внесение в почву уменьшенных доз минеральных удобрений и Байкал ЭМ-1 способствовало увели-

чению диаметра корзинки с 17,6 до 18,6 см. На варианте МзоРзоК-зо + 3 л/га Байкал ЭМ-1 диаметр увеличился на 12,3 % по сравнению с контролем, а на варианте на том же фоне минеральных удобрений с добавлением биопрепарата 5 л/га размеры корзинки увеличились на 14,8 %.

Таблица 2 - Характеристика элементов структуры урожайности подсолнечника

Вариант Годы Количество семянок в корзинке, шт. Масса 1000 семянок, г Продуктивность растения, г

1. Контроль, без удобрений и биопрепарата 2008 865 53,8 46,3

2009 892 53,7 47,9

2010 676 50,1 33,6

Среднее 811 52,5 42,6

2. МбоРбоКбО) по агрорекомендациям 2008 945 58,3 55,0

2009 977 58,8 57,4

2010 762 54,5 41,5

Среднее 895 57,2 51,2

3.1^15Р|5К.15 + 3 л/га Байкал ЭМ-1 2008 902 56,5 50,9

2009 945 56,4 53,3

2010 720 52,1 37,3

Среднее 856 55,0 47,1

4.Н5Р|5К.|5 + 5л/га Байкал ЭМ-1 2008 919 57,9 53,2

2009 975 57,3 55,5

2010 730 54,7 39,9

Среднее 875 56,6 49,5

5. ЧоРзоКзо + 3 л/га Байкал ЭМ-1 2008 940 58,3 54,8

2009 992 57,9 57,4

2010 758 Г" 56,2 42,6

Среднее 897 57,5 51,6

6. 'ЫзоРзоК.зо + 5 л/га Байкал ЭМ-1 2008 977 58,9 57,5

2009 1074 58,8 63,1

2010 783 58,1 45,5

Среднее 945 58,6 55,4

Площадь корзинки на варианте, где не вносили удобрения, составила всего 206,0 см2. На остальных вариантах корзинки были значительно крупнее. Установлено, что внесение в почву минеральных удобрений МбоРбоК«) способствует резкому увеличению полезной площади всей корзинки (257,2 см"). На варианте 1^зоРзоКзо + 3 л/га Байкал ЭМ-1 отмечено дальнейшее увеличение площади корзинки до 260,0 см2. Максимальная ее площадь наблюдалась на варианте МзоРзоК-зо + 5 л/га Байкал ЭМ-1-271,6 см2, что больше диаметра корзинки контрольных растений на 65,6 см2, или на 31,8%.

Продуктивная часть корзинки наименьшей (203,2 см2) была на контрольном варианте. На вариантах, где вносили разные дозы удобрений, она изменялась в широких пределах (от 240,4 см2 на варианте N ^Р^К^ + 3 л/га Байкал ЭМ-1 до 268,8 см2 на варианте ^оРзоКзо + 5 л/га Байкал ЭМ-1).

В среднем за 3 года количество семянок в корзинке у растений контрольного варианта составило 811 шт., а на вариантах с удобрениями и биопрепаратом этот показатель изменялся от 856 до 945 шт. В 2010 аномальном году их сформировалось на 135 семянок (на 20,0 %) меньше. Такая же закономерность отмечалась по всем вариантам опыта.

С той же закономерностью по погодным условиям и годам исследования изменялись масса 1000 семянок и урожайность одного растения.

Максимальная продуктивность растений (55,4 г) отмечена на варианте ^оРзоКзо + 5 л/га Байкал ЭМ-1, что на 30,0 % больше, чем на контрольном варианте, и на 8,2 % больше, чем на варианте по агрорекомендациям.

Таким образом, анализ структуры элементов продуктивности подсолнечника показал, что основной вклад в урожайность этой культуры вносят такие элементы, как масса корзинки, ее диаметр и площадь продуктивной части, количество семянок, а также масса семянок одной корзинки. Наибольшая прибавка урожайности за счёт этих показателей получена на варианте НздРзоК-зо + 5 л/га Байкал ЭМ-1.

Урожайность и технологические показатели качества семян подсолнечника в зависимости от влияния удобрений и микробиологического препарата

Исследования показали, что минеральные удобрения отдельно и совместно с микробиологическим препаратом Байкал ЭМ-1 оказывали различное влияние на урожай и качество семянок подсолнечника (табл. 3).

Таблица 3 - Урожайность семян подсолнечника при разных уровнях корневого питания растений, т/га

Вариант Урожайность по годам, т/га Средняя

2008 2009 2010 урожайность, т/га прибавка к контролю

т/га %

1. Контроль, без удобрений и биопрепарата 2,26 2,45 2,16 2,29 - -

2. 1^6оРб£)К6о 3,02 3,47 2,75 3,08 0,79 34,5

3. Т^РиКи + 3 л/га Байкал ЭМ-1 2,80 3,12 2,72 2,88 0,59 25,8

4. Ы15Р,5К15 + 5 л/га Байкал ЭМ-1 2,91 3,32 2,80 3,01 0,72 31,4

5. ^оРзоКзо + 3 л/га Байкал ЭМ-1 3,08 3,49 3,00 3,19 0,90 39,3

6. ^оРзоКзо + 5 л/га Байкал ЭМ-1 3,32 3,95 3,26 3,51 1,22 53,5

НСРо, 0,24 0,42 0,19

Урожайность подсолнечника варьировала как по годам, так и в зависимости от использования удобрений и биологического препарата. Так, в 2008 году урожайность семян подсолнечника изменялась по вариантам опыта от 2,26 до 3,32 т/га. Максимальная урожайность отмечена на варианте с внесением в почву КзоР30Кз0 + 5 л/га Байкал ЭМ-1, где получено 3,32 т/га маслосемян подсолнечника. На том же фоне минеральных удобрений, но при снижении дозы биологического препарата до 3,0 л/га уменьшается урожайность до 3,08 т/га. Прибавка относительно контроля составила 0,82 т/га, или 36,3 %. Использование под подсолнечник одних минеральных удобрений Ь'йоР^Кйо (доза по агрорекомендациям) ведет к снижению урожайности на 0,06 т/га. При снижении дозы минеральных удобрений в четыре раза (И^Р^К^,) и добавлении 3,0 л/га биопрепарата отмечено повышение урожайности маслосемян подсолнечника до 2,8 т/га, что достоверно больше на 0,54 т/га (или 23,9 %), чем на контроле. Дальнейшее повышение дозы биопрепарата Байкал ЭМ-1 до 5,0 л/га на том же фоне удобрений (М^РиКи) способствует повышению урожайности до 2,91 т/га. Наибольшая урожайность (3,32 т/га) отмечена при уменьшении Ыб0РбоКбо в два раза (К30РзоКз0) и увеличении дозы микробиологического препарата Байкал ЭМ-1 до 5 л/га.

Вегетационный период 2010 г. был аномально засушливым с высоким температурным режимом и небольшим количеством

осадков. Однако в целом для роста и развития растений подсолнечника по технологии прямого посева условия года были относительно благоприятными. Урожайность по всем вариантам опыта, где вносили с минеральными удобрениями биологический препарат Байкал ЭМ-1, снизилась лишь незначительно по сравнению с другими годами исследований.

Но совместное внесение уменьшенных доз минеральных удобрений и микробиологического препарата на варианте N30P30K30 + 5 л/га Байкал ЭМ-1 на фоне технологии No-till максимально способствует повышению урожайность подсолнечника до 3,26 т/га.

Максимальный сбор масла с каждого гектара посевов отмечен по всем вариантам опыта в наиболее благоприятном 2009 году. На контрольном варианте урожайность масла составила 1,15 т/га, а на лучшем варианте, где под подсолнечник вносили половинную дозу минеральных удобрений N30P30K30 совместно с 5 литрами биологического препарата Байкал ЭМ-1, сбор подсолнечного масла составил 1,98 т/га.

Таким образом, совместное внесение в почву минеральных удобрений и микробиологического препарата на фоне технологии No-till на варианте N30P30K30 + 5 л/га Байкал ЭМ-1 максимально способствует повышению урожайности подсолнечника до 3,51 т/га, что достоверно больше, чем на контроле (на 53,5 %), а сбор жира - до 1,56 т/га.

Изменение показателей плодородия почвы

При технологии No-till послеуборочные растительные остатки на поверхности поля оказывают существенное положительное влияние на водно-физические свойства почвы, которые являются основными составляющими компонентами плодородия.

Результаты наших исследований показали, что использование под подсолнечник микробиологического препарата Байкал ЭМ-1 позволяет существенно снизить дозы минеральных удобрений и на этой основе увеличить количество продуктивной влаги в почве, что способствует значительной активизации почвенных микроорганизмов (табл. 4).

Наиболее высокая влажность почвы послойно установлена в фазе массовых всходов подсолнечника на всех вариантах, где вносили минеральные удобрения совместно с биопрепаратом. Особенно много влаги было в верхнем слое (0-10 см), где она находилась в пределах от 23,35 до 33,88 мм. На варианте, где вносили только

минеральные удобрения ^РбоКбо и проводили вспашку зяби, влаги в слое 0-10 см было 9,76 мм. Углубляясь в почву до 30 см, влажность на этом варианте имела тенденцию к увеличению, а на остальных вариантах - к уменьшению. С той же закономерностью изменялась влажность в почве перед уборкой подсолнечника.

Таблица 4 - Влияние минеральных удобрений и биопрепарата

на активизацию микрофлоры чернозема выщелоченного

Вариант Слой почвы, см Количество червей, шт. Разложение льняного полотна % Количество доступной влаги, мм

массовые всходы перед уборкой массовые всходы перед уборкой

1. Контроль, без удобрений и биопрепарата 0-10 14 7 13,12 14,9 13,4

10-20 10,07 13,5 11,8

20-30 8,46 12,0 9,5

2. Ь!6оРбоКбо, по агрорекоменда-циям 0-10 9 4 9,76 10,7 7,8

10-20 16,28 10,7 8,7

20-30 18,30 12,7 10,4

3. Ы15Р,5К15 + 3 л/га Байкал ЭМ-1 0-10 17 8 23,35 15,1 13,0

10-20 21,57 14,8 11,5

20-30 14,59 14,2 10,9

4. Ы,5Р,5К|5 + 5 л/га Байкал ЭМ-1 0-10 17 9 24,52 15,4 13,2

10-20 21,64 14,5 11,7

20-30 17,34 14,2 11,2

5. ЫзоРзоКзо + 3 л/га Байкал ЭМ-1 0-10 18 12 30,21 15,3 12,6

10-20 25,29 15,1 10,9

20-30 15,14 14,1 11,4

6. ^оРзоКзо + 5 л/га Байкал ЭМ-1 0-10 19 12 33,88 16,2 13,6

10-20 28,28 15,8 12,0

20-30 18,71 14,5 11,4

Увеличение содержания влаги в почве способствует росту численности дождевых червей. Их количество и масса значительно увеличились при внесении в почву уменьшенных доз минеральных удобрений совместно с микробиологическим препаратом. Так, чис-

ленность дождевых червей на варианте с минеральными удобрениями (NeoPeoKio) была на уровне 9,0 шт./м2, а при снижении дозы удобрений на 50 % и добавлении 3,0 или 5,0 л/га Байкал ЭМ-1 их число увеличилось более чем в два раза.

Интенсивность разложения льняного полотна (целлюлозы) в почве позволяет судить о скорости распада растительных остатков. Нами установлено, что наиболее активно целлюлозоразлагающие бактерии работают на варианте N30P30K30 + 5 л/га Байкал ЭМ-1.

В корневой системе подсолнечника максимальным по диаметру (23,0-37,0 мм) является главный корень. Но при технологии No-till на главном корне формируется от 2 до 4 боковых корней. На их формирование лучше влияет сочетание удобрений с биопрепаратом (N30P30K30 + 5 л/га Байкал ЭМ-1), при котором их длина (255,3 см) была на 41,9 %, а диаметр (10,2см) на - 67,2 % больше по сравнению с вариантом по агрорекомендациям (ЫбоРбоКбо)-

Следовательно, применение биопрепарата совместно с уменьшенными дозами минеральных удобрений на фоне технологии нулевой обработки почвы способствует увеличению влажности почвы, усилению микробиологических процессов и размножению дождевых червей, что приводит к повышению плодородия чернозема выщелоченного.

Результаты производственного опыта

Производственная проверка результатов опыта по влиянию микробиологического препарата Байкал ЭМ-1 совместно с минеральными удобрениями на урожайность и качество подсолнечника проводили в 2011 г. по технологии No-till на полях колхоза «Большевик» Хохольского района Воронежской области на площади 12 га. Результаты исследований показали, что урожайность подсолнечника на контроле без удобрений составила 2,32 т/га, содержание масла в семянках-47,7 %, сбор масла -1,11 т/га (табл. 5).

Внесение в почву одних удобрений N^PeoK«) обеспечивает дополнительную прибавку урожайности 2,6 ц/га, или 11,2 %, и сбор масла на 0,2 т/га. Уменьшение дозы минеральных удобрений в два раза и добавление 3,0 л/га Байкал ЭМ-1 способствует повышению урожайности до 2,62 т/га, а сбора масла - до 1,28 т/га. Дальнейшее увеличение количества биопрепарата до 5 л/га, на том же фоне удобрений (N30P30K30), способствует улучшению питания растений и получению максимальной урожайности семян подсолнечника-до 2,94 т/га.

Таблица 5 - Урожайность, содержание и сбор масла с 1 га при внесении разных доз минеральных удобрений и биопрепарата Байкал ЭМ-1 (результаты производственного опыта)

Вариант Урожайность, т/га Содержание масла в семянках, % Сбор масла, т/га

1. Контроль, без удобрений и биопрепарата 2,32 47,7 1,11

2. М60РбоКбо, по агрорекомендациям 2,58 50,8 1,31

3. ^оРзоКзо + 3 л/га + Байкал ЭМ-1 2,62 48,7 1,28

4. Ы30Рз0Кзо + 5 л/га + Байкал ЭМ-1 2,94 51,9 1,53

НСР(В 0,32 0,18

Таким образом, в условиях производства подтверждены результаты полевых опытов, где также лучшим оказался вариант применения половинных от рекомендованных доз минеральных удобрений (N30P30K.30) и внесение 5 л/га биопрепарата Байкал ЭМ-1.

Экономическая и энергетическая оценка применения удобрений совместно с препаратом Байкал ЭМ-1

Наибольший экономический эффект при возделывании подсолнечника на фоне технологии No-till на черноземе выщелоченном получен на варианте при использовании биопрепарата Байкал ЭМ-1 в дозах 3 и 5 л/га совместно с N30P30K30. На этих вариантах стоимость валовой продукции с 1 га составила соответственно 20 475 и 23 638 руб., а условный чистый доход - соответственно 8 477 и 11 640 руб. с 1 га. Использование биопрепарата Байкал ЭМ-1 в дозе 5 л/га совместно с N30P30K30 позволяет снизить себестоимость 1 тонны подсолнечника на 1 496 руб., или 28,4 %, а при дозе 3 л/га - на 1 179 руб., или 21,1 % по сравнению с контролем. Наибольшая рентабельность (127,9 %) была также при внесении биопрепарата Байкал ЭМ-1 в дозе 5 л/га совместно с N30P30K30.

Больше чистой энергии (17,53 ГДж/га) получено при возделывании подсолнечника на фоне технологии No-till при внесении минеральных удобрений N30P30K.30 совместно с биопрепаратом Байкал ЭМ-1 в дозе 5 л/га. Коэффициент энергетической эффективности на этом варианте был также наибольшим (5,15).

выводы

1. Внесение в почву уменьшенных доз минеральных удобрений совместно с биопрепаратом Байкал ЭМ-1 способствует существенному повышению продуктивности подсолнечника. Наибольшая урожайность семян гибрида НК Врио отмечена на вариантах ЫзоРзоКзо + 3 л/га Байкал ЭМ-1 и Ы30РзоК.зо + 5 л/га Байкал ЭМ-1 (3,19 и 3,51 т/га), что достоверно больше, чем на контроле.

2. Развитие растений подсолнечника проходило с большей интенсивностью на вариантах, где дозы удобрений были снижены в два раза и добавлены 3,0 или 5,0 л/га микробиологического препарата. Процесс созревания подсолнечника сократился на варианте ЫзоРзоКзо + 3 л/га Байкал ЭМ-1 на 3 дня, а на варианте ^оРзоКзо + 5 л/га - на 4 дня.

3. Наибольшие диаметр стебля (23,7 мм), количество и площадь листьев (24 шт. и 591,8 см2), площадь продуктивной часта корзинки (268,8 см2), вегетативная масса одного растения (980 г) подсолнечника через 70 дней после всходов были отмечены на варианте внесения в почву ЫзоРзоКзо + 5 л/га Байкал ЭМ-1. Большая продуктивность одного растения отмечена на вариантах МзоРзоКзо + 3 л/га Байкал ЭМ-1 и ЫзоРзоКзо + 5 л/га Байкал ЭМ-1, которая составила соответственно 51,6 и 55,4 г.

4. Максимальное содержание протеина и масла в семянках подсолнечника отмечено на вариантах по агрорекомендациям (М60РбоКбо) и при совместном внесении уменьшенной дозы минеральных удобрений ЫзоРзоКзо) и 5 л/га биопрепарата Байкал ЭМ-1. Содержание протеина в семянках составило соответственно 15,8 и 15,9 %, а масла - 51,4 и 52,3%.

5. Сбор масла с единицы площади обусловлен урожайностью и содержанием масла в семянках подсолнечника. Больше всего масла (1,31 т/га) получено при внесении в почву удобрений в дозе ИбоРбоКбо и при совместном использовании уменьшенной дозы минеральных удобрений (^оРзоКзо) в сочетании с 3,0 или 5,0 л/га биопрепарата Байкал ЭМ-1 (1,40 и 1,56 т/га), что больше контроля на 47,4 и 64,2 %.

6. Анализ качества подсолнечного масла показал, что во все годы проведения исследований оно относится к пищевому, так как йодное число составляет не более 135,3 мг 12/100 г жира.

7. Минеральные удобрения отдельно и в сочетании с биопрепаратом Байкал ЭМ-1 способствуют изменению морфологических признаков корневой системы подсолнечника. Отмечено увеличение числа боковых корней на варианте N30P30K30 + 5 л/га Байкал ЭМ-1, где их длина была на 9,3 %, а диаметр - на 22,3 % больше по сравнению с вариантом по агрорекомендациям (N6oP6oK$o)-

8. Большая влажность и микробиологическая активность почвы отмечена в верхнем слое всех вариантов технологии No-till . Численность дождевых червей на варианте с минеральными удобрениями (N6oP6oK6o) была на уровне 9,0 шт./м2, а при снижении дозы удобрений на 50 % и добавлении 3,0 или 5,0 л/га Байкал ЭМ-1 их число увеличилось более чем в два раза.

9. Наиболее экономически эффективным является совместное внесение биопрепарата Байкал ЭМ-1 в дозе 5 л/га и минеральных удобрений N30P30K30. При этом получены наибольшие рентабельность (127,9 %), условный чистый доход (11 640 руб./га) и наименьшая себестоимость продукции (5 244 руб./га).

10. Больше чистой энергии (17,53 ГДж/га) и наибольший коэффициент энергетической эффективности (5,15) получены при возделывании подсолнечника на фоне технологии No-till при внесении минеральных удобрений N30P30K30 совместно с биопрепаратом Байкал ЭМ-1 в дозе 5 л/га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Внедрить технологию No-till при возделывании подсолнечника, которая способствует увеличению продуктивности культуры и повышению плодородия почвы.

2. Для повышения урожайности подсолнечника и снижения себестоимости получаемой продукции применять уменьшенные в 2 раза дозы минеральных удобрений совместно с 5 л микробиологического препарата Байкал ЭМ-1.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

В изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации

1. Колягин Ю.С. Влияние корневого питания на рост растений и урожайность подсолнечника / Ю.С. Колягин, О.В. Новичихин // Аграрная наука. - 2011. - № 10. - С. 15-16 (Соискатель - 80%).

В прочих изданиях

2. Колягин Ю.С. Влияние удобрений и биопрепарата Байкал ЭМ-1 на урожайность и репродуктивные органы подсолнечника при нулевой обработке почвы / Ю.С. Колягин, О.В. Новичихин // Материалы Всероссийской научно-практической конференции и заседания Совета по земледелию Центрально-Чернозёмной зоны, Отделения земледелия Россельхозакадемии. - Воронеж: изд. «Истоки», 2011. - С. 208-210 (Соискатель - 85%).

3. Колягин Ю.С. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Байкал ЭМ-1 на урожайность подсолнечника / Ю.С. Колягин, О.В. Новичихин // Информ. листок. - Воронеж: ФГУ «Воронежский ЦНТИ». -36-037-10. - 2010. - 5 с. (Соискатель - 87%).

4. Колягин Ю.С. Влияние корневого питания растений на продуктивность подсолнечника при нулевой технологии обработки почвы / Ю.С. Колягин, О.В. Новичихин // Перспективные направления исследований в земледелии и растениеводстве: материалы Всероссийской конференции ГНУ Ульяновский НИИСХ Россельхозакадемии (п. Тимирязевский, 26-28 октября 2011 г.). - Ульяновск. - 2011. - С. 220-223 (Соискатель - 86%).

5. Колягин Ю.С. Влияние удобрений и микробиологического препарата на урожайность и формирование корневой системы подсолнечника / Ю.С. Колягин, О.В. Новичихин // Информ. листок,-Липецк: ФГУ «Липецкий ЦНТИ». - 48-027-11. - 2011. - 4 с. (Соискатель - 90%).

Подписано в печать 17.02.2012. Формат 60х841/16 Печать офсетная. Бумага офсетная №1. Гарнитура Тайме. Усл. п. л. 1.0. Тираж 100 экз. Заказ 7 79

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра 1" Типография ФГОУ ВПО ВГАУ 394087, Воронеж, ул. Мичурина 1

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Новичихин, Олег Васильевич, Воронеж

61 12-6/369

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ

ИМПЕРАТОРА ПЕТРА I»

УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПОДСОЛНЕЧНИКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТА БАЙКАЛ ЭМ-1 ПРИ НУЛЕВОЙ ОБРАБОТКЕ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО

На правах рукописи

Новичихин Олег Васильевич

Специальность 06.01.01 - общее земледелие

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, Колягин Ю.С.

Воронеж-2012

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................4

1. ПРИМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПОДСОЛНЕЧНИКА

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)........................................................ 8

1.1. Ботаническая и биологическая характеристика подсолнечника ... 8

1.2. Влияние различных факторов на продуктивность сельскохозяйственных культур и микробиологические процессы в почве...... 10

2. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ...........................................29

2.1. Почвенно-климатические условия Воронежской области...........29

2.2. Агрометеорологические условия в годы проведения опытов...... 30

2.3. Исходный материал, схемы опытов и методика проведения исследований ................................................................... 41

3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ СОВМЕСТНО С

БИОПРЕПАРАТОМ БАЙКАЛ ЭМ-1 ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ

ПОДСОЛНЕЧНИКА ПО ТЕХНОЛОГИИ НУЛЕВОЙ ОБРАБОТКИ

ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО............................................ 47

3.1. Влияние удобрений и микробиологического препарата на изменение вегетативной массы растений гибридного подсолнечника Ж Брио........................................................................ 47

3.2. Действие биопрепарата и минеральных удобрений на развитие растений и корзинки подсолнечника..................................... 58

3.3. Изме нение элементов продуктивности подсолнечника при совместном влиянии удобрений и биопрепарата Байкал ЭМ-1 на фоне нулевой технологии................................................... 66

3.4. Урожайность и технологические показатели качества семян подсолнечника в зависимости от влияния удобрений и препарата Байкал ЭМ-1 ................................................................... 72

3.5. Химическая характеристика семянок и масла подсолнечника в связи с различными условиями корневого питания растений........82

3.6. Рост и развитие корневой системы подсолнечника в зависимости от различных условий питания растений................................ 87

3.7. Урожайность и качество подсолнечника в условиях производственного опыта.................................................................. 91

4. ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ ПОД

ВЛИЯНИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОПРЕПАРАТА... 97

4.1. Изменение влажности почвы в связи с различными условиями корневого питания растений подсолнечника........................... 97

4.2. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата на целлюло-золитическую активность почвы.......................................... 100

4.3. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата на численность дождевых червей в почве.......................................... 106

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ

ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

СОВМЕСТНО С БИОПРЕПАРАТОМ ПРИ ТЕХНОЛОГИИ НУЛЕВОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ.................................................109

5.1. Экономическая эффективность........................................... 109

5.2. Энергетическая оценка..................................................... 112

6. ТЕХНОЛОГИЯ НУЛЕВОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ (No-Till)

В ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ ................................................ 116

ВЫВОДЫ............................................................................. 124

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.............................................. 126

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...............................127

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................ 146

Актуальность исследований. В настоящее время в условиях сложившейся экономической ситуации, когда резко снижаются инвестиции в сельскохозяйственное производство и не хватает средств для приобретения необходимых материально-технических ресурсов, возникает необходимость в разработке и изучении высокоэффективных технологий возделывания необходимых технических культур, в том числе и подсолнечника.

На современном этапе развития сельского хозяйства большую актуальность приобретает проблема снижения доз и соотношений дорогостоящих минеральных удобрений и применения микробиологических препаратов под подсолнечник на фоне нулевой обработки (прямого посева), как одной из экономически выгодной технологии выращивания подсолнечника и повышения плодородия почвы (Anderson 1990; Collins, Fowier 1992; Черепанов 1994; Безлер 2001, 2004; Безлер, Крафт, Никульников, Боронтов, 2006).

Такие технологии являются актуальными, их внедрение резко снижает производственные затраты, повышает продуктивность и технологические качества подсолнечника, а так же снижает себестоимость получаемой продукции и повышает плодородие чернозёма.

Цель исследований. Установить и научно обосновать оптимальные дозы внесения минеральных удобрений отдельно и совместно с микробиологическим препаратом Байкал ЭМ-1, который повышает урожайность подсолнечника и технологические показатели качества семянок на фоне нулевой технологии. При этом снижается себестоимость получаемой продукции и улучшается плодородие почвы.

За последние годы наметились тенденции ухудшения многих качественных показателей почв. Наряду с традиционными методами повышения плодородия почвы, необходимо разрабатывать и внедрять новые способы.

Задачи исследований:

1. Выявить влияние биопрепарата Байкал ЭМ-1 и минеральных удобрений на рост и развитие растений подсолнечника на фоне нулевой обработки почвы.

2. Установить влияние биопрепарата и удобрений в различных сочетаниях на урожайность и технологические показатели качества семянок подсолнечника.

3. Выявить эффективность микробиологического препарата Байкал ЭМ-1 раздельно и в сочетании с минеральными удобрениями на показатели плодородия почвы.

4. Рассчитать экономическую и энергетическую эффективность применения биопрепарата и минеральных удобрений на фоне нулевой обработки почвы под подсолнечник.

Научная новизна исследований. Впервые на чернозёме выщелоченном при нулевой технологии в условиях Воронежской области определены параметры роста, развития и формирования урожайности и качества подсолнечника в зависимости от влияния различных сочетаний препарата Байкал ЭМ-1 и минеральных удобрений. При этом получены новые данные о влиянии препарата и удобрений на улучшение активности микроорганизмов в почве, которая способствует повышению продуктивности подсолнечника. Совместное внесение биологического препарата и удобрений влияет на динамику целлюлозолитической активности почвы, ускоряет процесс разложения органики и повышает плодородие чернозёма. Определена эффективность совместного применения удобрений и биопрепарата на урожайность подсолнечника и повышения плодородия.

Практическая значимость работы. Разработанные технологические приёмы, включающие внесение оптимальных доз и соотношений совместного применения микробиологического препарата Байкал ЭМ-1 и удобрений, позволяет существенно повысить урожайность подсолнечника (до 3,51 т/га,

что на 53,3 % больше контрольного варианта) и получить продукцию высокого качества. Содержание масла в семянках подсолнечника лучшего варианта превышает контроль на 3,1 %.

Научные положения, сформулированные в диссертации, подтверждены производственным опытом на площади 12 га. Максимальная урожайность подсолнечника на лучшем по продуктивности варианте (КзоРзоКзо + 5 л/га Байкал ЭМ-1) составила 2,94 т/га, что достоверно выше, чем на контроле (2,32 т/га) и варианте по агрорекомендациям (2,58 т/га), где вносили ]\Гб0РбоКбо- Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении курса лекций по земледелию и агроэкологии на агрономическом факультете ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени Петра I», а также при проведении студентами исследовательской работы по энергосберегающим технологиям в земледелии на базе ЗАО «Аг-росвет» Новоусманского района Воронежской области. Уровень рентабельности от внедрения составил 128,8 %.

Апробация работы. Основные положения и материалы диссертации были опубликованы в центральной печати, доложены и получили одобрение на научных и учебно-методических конференциях профессорско-преподаватель-ского состава, научных сотрудников и аспирантов ФГБОУ ВПО «Воронежского государственного аграрного университета имени императора Петра I» в 2009-2011 годах, а также материалы диссертации доложены на Всероссийской научно-практической конференции ЦентральноЧернозёмной зоны (15 июня 2011 года, Каменная Степь Воронежской области) и Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные направления исследований в земледелии и растениеводстве» (27 октября 2011 года, г. Ульяновск).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы пять научных работ, из них одна в рецензируемом журнале «Аграрная наука», рекомендованном ВАК РФ для публикации основных результатов исследований.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Совместное внесение микробиологического препарата Байкал ЭМ-1 и минеральных удобрений на фоне нулевой технологии создаёт благоприятный пищевой режим растений и повышает урожайность подсолнечника на 1,22 т/га или на 53,3 %.

2. Различное питание растений увеличивает вегетативную массу и изменяет корневую систему подсолнечника.

3. Использование микроорганизмов и удобрений под подсолнечник улучшает биологические показатели и влагообеспеченность почвы.

4. Расчёт экономической эффективности показал целесообразность применения под подсолнечник минеральных удобрений совместно с микробиологическим препаратом Байкал ЭМ-1. Самый высокий уровень рентабельности составил 127,9 % в варианте МзоРзоКзо + 5 л/га Байкал ЭМ-1.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 145 страницах компьютерного текста и состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложений. В работе содержится 30 таблиц, 9 рисунков и 19 приложений. Список литературных источников включает 203 наименований, в том числе 27 на иностранных языках.

1. ПРИМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И БИОЛОГИЧЕСКИХ

ПРЕПАРАТОВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПОДСОЛНЕЧНИКА

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Ботаническая и биологическая характеристика подсолнечника

Современный культурный подсолнечник, НеНап&ш аппиш Ь., относится к семейству астровых. Это однолетнее растение с прямостоячим, не-ветвящимся, грубым стеблем высотой от 0,5 до 3,0 м. Сердцевина стебля заполнена белой губчатой массой, а сверху покрыт жёсткими волокнами. Листья - овально-сердцевидной формы, черешковые с зазубренными краями, черешки длинные, густо опушённые волосками. Нижние 2-3 пары листьев супротивные, последующие - очередные (Иванов, Сильченко, Ролдугин и др., 1969; Васильев, 1990).

Соцветие подсолнечника представляет собой многоцветковую корзинку. В один ряд по окружности корзинки расположены краевые язычковые цветки. Они всегда бесполые, состоят из крупного ярко-жёлтого венчика и нижней завязи. На цветоложе корзинки расположены трубчатые обоеполые цветки. Они имеют чашечку, венчик пятерного типа с нижней завязью и дву-лопостным рыльцем. Цветение одной корзинки продолжается от 7 до 10 дней. Плод подсолнечника - семянка. Он состоит из плодовой оболочки (околоплодника, лузги) и собственно семени - ядра. В семянках накапливается жир. У современных сортов и гибридов его синтезируется от 42 до 57 % (Пустовойт, 1975; Васильев, 1983; Вавилов и др., 1986).

Подсолнечник имеет стержневую корневую систему. Главный корень образуется из зародышевого корешка семянки и интенсивно растёт вертикально вниз. В начале вегетации скорость его роста в 2,0-2,5 раза превышает скорость роста стебля. От главного корня образуются боковые корни пер-

вого порядка, часть из которых до 10-40 см растёт горизонтально, а затем углубляется и растёт вертикально вниз. При этом боковые корни дают разветвления высших порядков, образуя густую сеть тонких корней на глубине 25-27 см. Самые крупные боковые корни первого порядка проникают на глубину 60 см. Основная масса корневой системы подсолнечника сосредоточена в верхней её части. Эта биологическая особенность позволяет хорошо расти и укореняться при нулевой обработке почвы.

Главный стержневой корень проникает на глубину больше 3,0 м. В годы с достаточным количеством осадков корневая система располагается ближе к поверхности почвы. В засушливых условиях мощная и глубоко проникающая в землю корневая система позволяет использовать влагу и питательные вещества во всём корнеобитаемом слое. Транспирационный коэффициент подсолнечника - 450-670. Он относится к засухоустойчивой культуре (Морозов, 1978; Колягин, 2000; Таволжанский, 2000).

Лучшие сорта и гибриды подсолнечника содержат в семянках свыше 50 % пищевого масла. Ценность этого продукта определяется жирно-кислотным составом и содержанием в нём необходимых для человека биологически активных веществ: витаминов и провитаминов (А, Д, Е, К), фосфатидов, фитина и др. В состав масла входит около 90 % ценных для питания глицеридов жирных ненасыщенных (линолевой и олеиновой) и около 10 % насыщенных (пальмитиновой и стеариновой) кислот. По питательности и усвояемости подсолнечное масло немного уступает сливочному, но заметно превосходит другие животные жиры (Ермаков, 1938, 1948; Плешков, 1965; Пустовойт, 1975; Васильев, 1990; Мязин, 2009).

Россия является родиной культурной формы подсолнечника, где он был освоен как первая масличная культура, а затем стал широко распространяться в других странах (Подгорный, 1957; Жуковский, 1971).

1.2. Влияние различных факторов на продуктивность сельскохозяйственных культур и микробиологические процессы в почве

Сегодня Российскому земледелию необходимы ресурсосберегающие технологии (без плуга), которые помогут аграриям пережить засушливые годы без больших потерь. Это не просто отказ от вспашки, а целый комплекс мероприятий, включающий сохранение и восстановление плодородия земель сельскохозяйственного назначения, управление накоплением растительных остатков, использование биотехнологий и подбора минеральных удобрений (Орлова, 2009).

Подсолнечник предъявляет высокие требования к наличию в почве элементов минерального питания. На формирование вегетативной массы он потребляет большое количество питательных веществ. Поэтому подсолнечник выносит из почвы элементов питания больше, чем другие сельскохозяйственные культуры. Многие учёные отмечают, что с одной тонной семян и соответствующего количества побочной продукции, выносится из почвы 6065 кг азота, 20-25 кг фосфора и 90-120 кг калия (Иванов, Сильченок, Ролду-гин и др., 1969; Пустовойт, 1975; Морозов, 1978; Белевцев, 1990; Лукашев, Тишков, 1989; Васильев, 1990; Таволжский, 2000; Минеев, 2004).

Подсолнечник очень пластичная культура и вне зависимости от поч-венно-климатических условий, потребляет элементы минерального питания в определённой последовательности. В период от появления всходов до начала формирования корзинки происходит повышенное потребление фосфора и умеренное - азота и калия. В следующий период от формирования корзинки до начала цветения, растениями усиленно поглощаются все три элемента, а в период от цветения до созревания - умеренное усвоение азота и фосфора и повышенное потребление калия (Жданов, 1964; Семихненко, Сухарева, 1970, 1975; Сустов, Полянская, 1983; Павленко, 1986; Кондусов, 2004). Из этого следует, что научно-обоснованная система применения минеральных удоб-

рений под подсолнечник основана на знании требовании растений к уровню минерального питания по периодам роста и развития (Авдонин, 1972; Мине-ев и др., 1993; Мязин, 2009). Минеральные удобрения вносят с учётом поглощения элементов питания. Так, ко времени цветения подсолнечника им усваивается 60 % азота, 80 % фосфора и 90 % калия от общей потребности за весь период вегетации. Особенно много питательных веществ требуется в период образования корзинки до цветения, когда растения дружно расходуют влагу и интенсивно накапливают органическую массу. На данных фазах вегетации, когда идёт закладка генеративных органов, растения подсолнечника особенно требовательны к фосфорному питанию, накапливая в своих тканях более половины всей фосфорной кислоты общего её потребления (Ягодин, 1980; Панченко, 1982).

Однако у других учёных иная точка зрения о поступлении фосфора в растения подсолнечника по фазам роста и развития. Они отмечают, что от фазы полных всходов до формирования двенадцати листьев фосфорные удобрения потребляются в незначительных количествах, а в дальнейшем развитии до полной спелости поступление их возрастает (Горяинов, 1940).

Отри�