Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние азотных удобрений и ассоциативных диазотрофов на продуктивность зернового сорго в степном Поволжье

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние азотных удобрений и ассоциативных диазотрофов на продуктивность зернового сорго в степном Поволжье"

Алинкина Татьяна Александровна

ВЛИЯНИЕ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ И АССОЦИАТИВНЫХ ДИАЗОТРОФОВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВОГО СОРГО в СТЕПНОМ ПОВОЛЖЬЕ

06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 3 ИЮН 2011

Саратов 2011

4850649

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Пронько Виктор Васильевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Данилов Александр Никифорович кандидат сельскохозяйственных наук Эленбергер Руслан Андреевич

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

«Волжский НИИ гидротехники и мелиорации»

Защита диссертации состоится «01 » июля 2011 года в _10 часов на заседании диссертационного совета Д.220.061.05 при ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная площадь, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова»

Автореферат разослан « 30 » мая 2011 года и размещен на сайте www.sgau.ru E-mail: dissovetO 1 @,sgau.ru

Ученый секретарь диссертационного совета доктор сельскохозяйственных наук, профессор

H.A. Пронько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с аридизацией климата, наблюдаемого в последние десятилетия во многих регионах России (в том числе и в Поволжье), одним из перспективных направлений повышения продуктивности земледелия должно стать расширение посевов засухоустойчивых культур, например, таких как зерновое сорго.

В агрохимических исследованиях последних лет большое внимание уделяется бактериальным препаратам ассоциативных диазотрофов. Установлено, что они способны улучшать азотный режим почвы. Их высокая эффективность установлена в опытах с просом (Надежкина Е.В., 2004), озимой рожью (Широких И.Г., 2004), озимой пшеницей (Завалин A.A., Алметов Н.С., 2006), гречихой (Юрченко Е.С., 2007) и др. Однако, разобщенность и недостаточное количество выполненных исследований по почвенно-климатическим зонам, различия в методологических подходах при постановке опытов пока еще не позволяют считать данную задачу полностью решенной и сделать научно-обоснованные рекомендации по эффективному использованию бактериальных диазотрофов. В степном Поволжье ранее подобные исследования не проводились.

Слабая изученность данного вопроса, несмотря на его бесспорную значимость для науки и практики, послужила основанием для выбора темы настоящей работы и составления схемы опыта.

Цель исследований - изучить на южных черноземах Поволжья влияние азотных удобрений и препаратов ассоциативных диазотрофов при раздельном и совместном применении на урожай зерна сорго и его качество. Задачи исследований:

- изучить влияние азотных удобрений и препаратов мизорина и флавобакте-рина на пищевой режим почвы в посевах зернового сорго;

- определить влияние минеральных и бактериальных удобрений на рост и развитие растений сорго;

- установить величину потребления и выноса питательных веществ растениями сорго при использовании азотных удобрений и бактериальных препаратов;

- выявить влияние азотных удобрений и препаратов мизорин и флавобакте-рин на урожай зерна сорго и его качество;

- дать экономическую оценку изучаемым видам удобрений.

Научная новизна. Впервые на южных черноземах Поволжья изучено действие бактериальных препаратов мизорин и флавобактерин, а также их сочетаний с азотными удобрениями на рост, развитие, урожай и качество зерна сорго. Установлено, что в сочетании с азотными удобрениями лучшее действие на продуктивность сорго оказывал мизорин. На неудобренном фоне мизорин и флавобактерин дали одинаковые прибавки урожая. Определены размеры выноса и потребления на единицу урожая зерна и соответствующее количество побочной продукции азота, фосфора и калия при использовании азотных удобрений и бактериальных препаратов. Установлено положительное влияние изучаемых видов удобрений на выход растительного белка с единицы площади.

Практическая значимость. Использование на южных черноземах Поволжья азотных удобрений N45 повышает урожай зерна сорго на 0,49 т/га. Совместное применение N45 и мизорина увеличивает урожай на 0,91 т/га, а флавобактерина в сочетании с этой же дозой удобрений - на 0,67 т/га. Это обеспечивает получение в денежном выражении (в ценах 2010 года) соответственно 8085 и 7317 руб./га условно-чистого дохода.

Основные положения, выносимые на защиту:

- применение мизорина и флавобактерина повышает в черноземах южных запасы минерального азота и усиливает активность ферментов;

- совместное применение азотных удобрений и препаратов ассоциативных диазотрофов усиливает рост растений и повышает урожай зерна сорго.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов СГАУ им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2009-2010), международных научно-практических конференциях «Вавилов-ские чтения - 2009» и «Вавиловские чтения - 2010» (Саратов, 2009, 2010).

Материалы диссертации использовались для подготовки практических рекомендаций специалистам сельского хозяйства по возделыванию сорго через Ассоциацию «Аграрное образование и наука» (Саратов, 2009,2010).

Реализация результатов исследований. Применение мизорина для предпосевной обработки семян зернового сорго осуществлялось в 2009 и в 2010 гг. в ООО ВПО «Покровское» Энгельсского района на площади 10 и 25 га. Прибавка урожая составила соответственно 0,47 и 0,61 т/га.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 5 печатных работах, в т. ч. одна - в издании, рекомендованном Перечнем ВАК РФ.

Степень личного участия. Закладка полевых опытов, проведение наблюдений и исследований, обработка и анализ экспериментального материала проводились лично соискателем. Агрохимические анализы почвы и определение ее ферментативной активности выполнялись соискателем. Анализ растений производился на станции агрохимической службы «Саратовская».

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 119 страницах компьютерного текста, содержит 28 таблиц. Состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций производству. В приложении помещено 28 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 211 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований. Полевые опыты по изучению эффективности азотных удобрений и бактериальных препаратов проводились в 2007-2009 гг. на опытном поле ФГНУ «Российский научно-исследовательский и проектно-технологический институт сорго и кукурузы» (г. Саратов). Почва - чернозем южный тяжелосуглинистый среднемощный среднегумусный. Содержание гумуса в слое 0-40 см - 3,05%, общего азота -0,232, валового фосфора - 0,121, валового калия - 1,60%. Обеспеченность минеральным азотом средняя (65 мг/кг легкогидролизуемого азота), доступным фосфором - средняя и повышенная (30-35 мг/кг Р205 по Мачигину), обменным калием - высокая (345 мг/кг К20), рН водн. - 7,0-7,2.

Климат района проведения опытов засушливый, коэффициент континентальное™ - 185-200 (средне- и сильно континентальный). Сумма активных температур составляет 2600-2800°С. За время исследований вегетационный период 2007 г. был среднезасушливый, 2008 г. - влажный и 2009 г. -острозасушливый. Гидротермические коэффициенты (ГТК) вегетационного периода составили соответственно 0,7; 1,0; 0,5.

Таким образом, опыты проводились в типичных для степного Поволжья почвенных и климатических условиях.

Закладка опыта осуществлялась следующим образом. Под основную обработку почвы вносили аммиачную селитру (Ы= 34,5%) в дозах 30, 45, 60, 90 кг/га д. в. При наступлении оптимальных температур приступали к посеву сорго. Высевали необработанные семена (контроль) и обработанные препаратами мизорин и флавобактерин. Обработку семян производили за 2 часа до посева полусухим способом (из расчета 10 л воды на 1 т семян). Бактериальные препараты ежегодно получали из ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Санкт-Петербург). Препарат мизорин содержит в своем составе

ризосферные диазотрофы Arthrobacter mysorens, штамм 7, флавобактерин - р. Flavobacterium, штамм 130.

В опытах использовали сорт сорго Волжское 651. Семена высевали широкорядным способом (0,7 м), норма высева - 400-450 тыс. всхожих семян на 1 га. Обработка почвы и уход за посевами соответствовала зональным рекомендациям по возделыванию этой культуры.

Повторность опыта - трехкратная, расположение делянок однорядное систематическое. Размер делянок первого порядка (удобрения) - 184,8 м2, второго порядка (биопрепараты) -61,6 м2. Уборку урожая осуществляли комбайном «Сампо».

Постановка полевых опытов сопровождалась следующими сопутствующими наблюдениями и исследованиями:

- фенологические наблюдения - по методике Госсортсети (1978);

- количество доступных для растений элементов питания в слое почвы 0-40 см - нитратный азот: с ионоселективным электродом (ГОСТ 26951-84), аммиачный азот: с реактивом Несслера, доступный фосфор: по Мачигину (ГОСТ 26205-84), обменный калий: на пламенном фотометре (ГОСТ 2620584);

- активность почвенных ферментов: каталаза, перексидаза, полифено-локсидаза, инвертаза, уреаза, амилаза - по методике Т. А. Щербаковой (1983);

- содержание азота, фосфора, калия в растениях - после мокрого озоле-ния по Кьельдалю в одной навеске;

- прирост сырой и сухой надземной биомассы - взвешиванием пробных снопов с 0,5 м2 в двукратной повторности;

- вынос питательных веществ - расчетным путем на основе данных по химическому составу и приросту биомассы растений;

- структура биологического урожая - методом пробного снопа по H.A. Майсуряну (1971);

- экономическая эффективность применения удобрений - по методике, утвержденной РАСХН (1991);

- статистическая обработка данных полевого опыта - по Б.А. Досггехо-ву (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Пищевой режим почвы. В посевах зернового сорго на неудобренном контроле содержание нитратного азота в первой половине вегетации (кущение - выметывание) находилось на уровне 34,6-42,5 кг/га в слое 0-40 см

(табл. 1). При этом максимальное количество нитратного азота (70,6 кг/га) отмечалось на контроле в 2009 г., а минимальное (13,3 кг/га) - в 2008 г. Рыхление почвы при трехкратном проведении междурядных обработок и выпадающие во второй половине вегетации атмосферные осадки способствовали стабилизации нитрификационной активности неудобренной почвы и поддержанию запасов нитратного азота на одном уровне в течение всего периода роста растений сорго.

Таблица 1

Запасы минеральных соединений азота в посевах сорго, кг/га в слое 0-40 см (среднее за 2007 - 2009 гг.)

Обработки семян Удобрения N-N01 N-N114

1 2 3 4 1 2 3 4

Без обработки контроль 34,6 36,0 42,5 35,6 21,4 28,0 23.3 23,4

N45 76,0 67,9 64,1 39,4 31,8 40,4 25,2 25,6

N90 82,2 76,9 65,1 44,2 30,9 37,0 27,5 25,6

Мизорип контроль 50,0 41,4 49,5 36,1 20,4 30,9 20,9 24,2

N45 67,9 72.7 80,7 47,5 29,0 48,4 33.7 24,7

N90 76.5 78,8 68,4 49,4 29,9 47,0 41,3 32,3

Флаво-бактерин контроль 37,5 39,9 40,8 37,5 20,4 34,7 21,8 22,3

N45 71,7 65,1 62,7 44,2 30,4 43,2 36,1 35,6

N90 78,4 71.7 59,8 44,2 32,3 43,7 44.2 33,7

НСР05, кг 19,8 17,6 14,4 12,2 6,3 13,2 7,7 6,6 4

Примечание: 1 - кущение, 2 - выход в трубку, 3 - выметывание, 4 - полная спелость

Внесение минеральных азотных удобрений увеличивало запасы нитратного азота по годам исследований в 1,5-2 раза по сравнению с контролем. Действие одних бактериальных препаратов на процессы накопления нитратного азота проявилось гораздо слабее и к концу вегетации оно уже не просматривалось. При посеве обработанных семян на фоне минеральных удобрений содержание нитратного азота было выше, чем при использовании одних биопрепаратов, но меньше, чем при внесении одних минеральных азотных удобрений.

Обменного аммония в черноземе южном во все годы исследований и на всех изучаемых вариантах было меньше, чем нитратов (на контроле в слое 0-40 см - 21,4-28,0 кг/га). При этом его содержание в изучаемом слое почвы повышалось только при внесении минеральных азотных удобрений. Применение бактериальных препаратов заметного действия на эту форму минерального азота заметного влияния не оказало.

Почва опытного участка имела среднюю и повышенную обеспеченность доступными для растений соединениями фосфора (30-35 мг/кг) по Ма-чигину. Изучаемые нами виды минеральных и бактериальных удобрений не

влияли на фосфатный режим почвы. Содержание данного элемента было довольно стабильным как по годам исследований, так и по срокам взятия почвенных проб. Даже к уборке сорго в почве имелось достаточное для формирования высокого урожая сорго количество фосфатов (170-180 кг/га).

Изучаемые нами удобрения также не оказали какого-либо влияния на калийный режим чернозема южного.

Ферментативная активность. Каталаза, участвующая в разложении перекиси водорода на воду и молекулярный кислород, на всех изучаемых аг-рофонах действовала практически одинаково. Как азотные минеральные удобрения, так и бактериальные препараты мизорин и флавобактерин на активность данного фермента существенного влияния не оказали.

Пероксидазы и полифенолоксидазы, катализирующие процессы превращения органических соединений в компоненты гумуса, максимальную активность проявили в фазу кущения растений сорго. Активность этих ферментов была выше на вариантах, где совместно применяли азотные удобрения и бактериальный препарат мизорин. В отношении полифенолоксидаз можно отметить, что их активность в фазу кущения сорго была достаточно высокой и при внесении одних азотных удобрений без обработки семян бактериальными препаратами.

Инвертаза, в отличие от двух предыдущих ферментов, практически на всех вариантах максимальную активность проявила в фазу выхода в трубку растений сорго. В этот срок определения наиболее интенсивно превращение углеводов, происходящее с участием инвертазы, происходило на делянках, где применяли среднюю дозу азота (N45) и мизорин.

В условиях наших экспериментов гидролиз мочевины с участием фермента уреазы в фазу кущения сорго активнее проходил в неудобренной почве. Применение азотных удобрений в этот период заметно угнетало деятельность уреазы. В фазу выхода в трубку различия между разноудобренными вариантами несколько сгладились, и в этот период определения максимальная активность уреазы отмечалась при совместном использовании азотных удобрений (N45) и мизорина.

Определение фермента амилазы позволило установить, что ее активность по годам исследований совпадала с колебаниями температурного режима почв. В среднем за три года исследований максимальной в условиях наших опытов она была в фазу выхода в трубку. Среди изучаемых вариантов на интенсивность гидролиза крахмала находящихся в почве растительных

остатков наиболее заметное воздействие оказало совместное применение азотных удобрений и мизорина.

Прохождение фенологических фаз. Появление полных всходов у обработанных и необработанных семян во все годы исследований происходило равномерно. В течение вегетации растений сорго каких-либо отклонений в сроках наступления фенологических фаз по отдельным вариантам не наблюдалось.

Высота растений. Азотные удобрения и бактериальные препараты во все годы исследований положительно влияли на рост растений зернового сорго, что в первую очередь проявилось в изменении высоты растений. Начиная с фазы кущения, удобренные растения по высоте превышали контрольные на 4,2-4,4 см. К фазе созревания метелок различия между удобренными и контрольными вариантами составляли 10-11 см. При этом самые высокие растения (в среднем 128,4 см против 117,4 см на контроле), равно как и максимальные среднесуточные приросты их, отмечались при совместном использовании мизорина и минеральных азотных удобрений.

Прирост сухой надземной массы. Положительное влияние минеральных азотных удобрений и бактериальных препаратов на формирование надземной биомассы растений сорго проявилось уже в фазу кущения (табл. 2). Так, в среднем за три года в этот срок определения на варианте N45 надземной биомассы было на 20% больше, чем на контроле, после обработки семян мизорином и флавобактерином - соответственно на 18 и 5% больше. При сочетании N45 и мизорина превышение надземной биомассы над контролем составило 59%.

К концу вегетации различия между контрольными и удобренными растениями сохранились.

Таблица 2

Прирост сухой биомассы, кг/га (среднее за 2007-2009 гг.)

Обработки семян Удобрения Кущение Выход в трубку Выметыва ние Полная спелость

вегет. масса зерно всего

Без обработки контроль 90 326 621 1517 3190 4707

N45 108 431 762 1780 3640 5420

Мизорин контроль 106 337 729 1806 3467 5272

N45 143 451 915 2190 4100 6290

Флаво-бактерин контроль 94 354 678 1693 3443 5136

N45 134 433 832 2094 3857 5951

НСР 05, кг 31,8 62,5 108,6 - - 434,3

Полученные нами данные показывают, что максимальная биомасса растений зернового сорго во все сроки определения формировалась на вариантах совместного применения минеральных и бактериальных удобрений.

Химический состав растений. Удобренные растения сорго лучше развивались и активнее использовали запасы питательных веществ почв. В силу данных обстоятельств содержание элементов питания в растениях повышалось. Так, в фазу кущения в надземной биомассе сорго, возделываемого на удобренных делянках, азота было на 8-11% больше, чем у контрольных растений. Такая тенденция проявилась во все годы исследований и сохранялась на протяжении всего вегетационного периода. К уборке сорго ее вегетативная масса на удобренных вариантах содержала азота на 5-6% больше, чем на контроле.

Содержание фосфора в растениях сорго в фазу кущения колебалось от 0,59 до 0,60%. К уборке в вегетативной массе данного элемента было в пределах 0,23-0,28%. Также как и азота, самое высокое содержание фосфора обнаруживалось в растениях, семена которых были обработаны бактериальными препаратами и высеяны на фоне азотных минеральных удобрений.

Неоднозначные данные были получены по содержанию калия в растениях сорго. В фазу кущения различия между разно удобренными вариантами по его содержанию не превышали 4-5%, т. е. были незначительными. В фазы выхода в трубку и выметывания удобренные растения сорго накапливали калия на 16-19% больше, чем на контроле и такая тенденция сохранялась до фазы полной спелости.

На поступление азота, фосфора и калия в растения оказывали влияние и погодные условия. Самое высокое содержание азота на всех вариантах опыта отмечалось в острозасушливом 2009 г., а минимальным оно было в среднезасушливом 2007 г. Фосфора, наоборот, больше всего находили в 2007 г., а минимальное его количество было во влажном 2008 г. Минимальное количество калия в период созревания урожая отмечено в 2007 г.

Потребление и вынос элементов питания. Потребление азота растениями сорго в фазу кущения колебалось от 3,1 кг/га на контроле до 5,6 кг/га на варианте N45 + мизорин и по мере развития растений оно нарастало (табл. 3). К фазе полной спелости зерна разница между рассматриваемыми вариантами составила 33,0 кг/га азота.

Вынос данного элемента при совместном использовании N45 + флаво-бактерин оказался несколько ниже (112,7 кг/га). Стоит отметить, что азотные удобрения в дозе 45 кг/га д. в. и бактериальные препараты на вынос азота повлияли практически одинаково.

Таблица 3

Потребление и вынос азота, фосфора, калия растениями сорго, кг/га

Обработки семян Удобрения Кушение Выход в трубку Выметывание Полная спелость

вегет. масса зерно всего

Азот

Без обработки контроль 3,1 7,6 10,4 17,5 69,8 87,3

• N45 4,2 11,2 14,9 21,3 82,3 103,6

Мизорин контроль 3,9 8,9 13,3 22,1 77,6 99,7

N45 5,6 12,3 17,2 26,3 94,0 120,3

Флаво-бактерин контроль 3,4 8,9 12,1 20,1 75,8 95,9

N45 4,9 11,4 14,8 26,2 86,5 112,7

Фосфор

Без обработки контроль 0,5 1,4 2,3 3,4 19,2 22,6

N45 0,7 2,0 2,9 4,6 22,8 27,4

Мизорин контроль 0,7 1,7 3,0 4,8 21,5 26,3

N45 0,9 2,2 4,0 5,9 26,2 32.1

Флаво-бактерин контроль 0,6 1,6 2,7 3,8 21,5 25,3

N45 0,9 2,0 3,5 5,0 24,3 29,3

Калий

Без обработки контроль 3,4 8,4 12,5 27,3 22,5 49.8

N45 3,9 11,0 16,0 31,8 25,9 57,7

Мизорин контроль 4,1 10,3 16,4 32,5 26,1 58,6

N45 5,5 13,5 20,6 40,0 30,6 70,6

Флаво-бактерин контроль 3,7 11,0 15,6 31,1 24,2 55,3

N45 5,1 13,0 20,1 39,7 29,4 69,1

Из представленных в таблице 3 данных также видно, что в структуре выноса азота на долю зерна данного элемента приходится примерно в 3-4 раза больше, чем на вегетативную массу.

Потребление фосфора растениями зернового сорго изменялось от 0,5-0,9 кг/га в фазу кущения до 22,6-32,1 кг/га в фазу полной спелости. Потребление и вынос фосфора максимальных значений достигал на вариантах, где мизо-рин и флавобактерин применяли совместно с азотными удобрениями. В структуре выноса фосфора на долю зерна приходится в 4-6 раз больше, чем на вегетативную массу.

Калия растения сорго выносили больше, чем фосфора, но меньше, чем азота. Его вынос самым высоким оказался при совместном применении азотных удобрений и препаратов ассоциативных диазотрофов.

Потребление азота зерновым сорго на 1 т зерна с соответствующим количеством побочной продукции на контроле составило 27,8 кг/т, фосфора - 7,0 кг/т, калия - 16,3 кг/т. Под влиянием изучаемых нами удобрений эти показатели увеличивались на 10-12%. Больше всего расходовалось элементов питания на единицу продукции при сочетании минеральных азотных удобрений и бактериальных препаратов.

Урожай зерна. В среднем за три года исследований урожай зерна сорго на неудобренном контроле составил 3,19 т/га (табл. 4). При этом максимальный сбор был получен в среднезасушливом 2007 г., минимальный - в острозасушливом 2009 г. Применение азотных удобрений повышало урожай зерна, и максимальная прибавка была получена от N45 (0,48 т/га).

При средней обеспеченности почвы минеральным азотом увеличение дозы удобрений в широкорядных посевах до N90 не имело практического значения.

Посев семян, обработанных мизорином и флавобактерином на неудобренном фоне в среднем за три года, повысил урожай зерна на 0,28 и 0,25 т/га соответственно. Эти результаты позволяют заявить о равнозначном действии изучаемых препаратов на неудобренном фоне.

При совместном использовании минеральных азотных удобрений и ми-зорина выяснилось, что в подобных сочетаниях увеличение дозы азота свыше N45 также нецелесообразно. Посев на его фоне семян, обработанных мизорином, позволил получить максимальную прибавку в условиях наших экспериментов - 0,91 т/га в среднем за три года.

Совместное применение азотного удобрения и флавобактерина показало, что увеличение дозы азота свыше 45 кг/га д. в. экономически нецелесообразно: при внесении N45, N60 и N90 были получены практически одинаковые результаты.

Анализ структуры биологического урожая показал, что прибавки урожая получены в основном за счет увеличения числа побегов кущения со зрелыми метелками, озерненности метелок и повышения массы 1000 семян.

Таблица 4

Урожай зерна сорго, т/га

Обработки семян (фактор А) Удобрения (фактор В) 2007 год 2008 год 2009 год Среднее Прибавка, ц

к контролю от удобрений от препарата

Без обработки контроль 4,00 3,41 2,16 3,19 - - -

N30 4,27 3,90 2,50 3,56 0,37 0,37 -

N45 4,45 3,86 2,71 3,67 0,48 0,48 -

N60 4,55 3,62 2,65 3,61 0,42 0,42 -

N90 4,69 3,46 2,64 3,60 0,41 0,41 -

Мизорнн контроль 4,20 3,70 2,50 3,47 0,28 - 0,28

N30 4,40 3,77 2,93 3,70 0,51 0,23 0,14

N45 4,54 4,41 3,35 4,10 0,91 0,63 0,43

N60 4,70 3,91 3,19 3,94 0,75 0,47 0,33

N90 4,68 4,02 3,09 3,93 0,74 0,46 0,33

Флавобактерин контроль 4,20 3,68 2,45 3,44 0,25 - 0,25

N30 4,27 3,83 2,64 3,58 0,39 0,14 0,02

N45 4,53 4,00 3,04 3,86 0,67 0,42 0,19

N60 4,73 3,92 3,07 3,91 0,72 0,47 0,30

N90 4,70 3,86 2,88 3,81 0,62 0,37 0,21

НСР 05, т, общ. 0,38 0,37 0,26 0,26

Фактор А 0,17 0,16 0,12

Фактор В 0,22 0,21 0,14

Питательная ценность зерна. Содержание белка в зерне сорго под влиянием удобрений повышалось на 0,2-0,5% (в абсолютных значениях). Лучшее влияние на этот показатель качества зерна оказали минеральные азотные удобрения, а также их сочетание с мизорином (табл. 5).

Максимальный выход растительного белка с единицы площади составил 537 кг/га (N45 + мизорин), что на 135 кг/га больше контрольного варианта. Вариант N45 + флавобактерин позволил получить белка на 92 кг/га больше, чем на контроле.

Содержание в зерне сорго клетчатки, золы и жира под влиянием азотных удобрений, бактериальных препаратов и их сочетаний несколько снижалось.

Таблица 5

Питательная ценность зерна сорго, % на абсолютно сухое вещество (среднее за 2007-2009 гг.)

Обработки семян Удобрения Белок Клетчатка Зола Жир

% ВЫХОД кг/га

Без обработки контроль 12,6 402 2,47 2,20 2,80

N45 13,0 477 2,13 2,04 2,62

Мизорин контроль 12,8 444 2,68 2,14 2,61

N45 13,1 537 2,42 1,95 2,45

Флаво-бактерин контроль 12,7 437 2,44 2,15 2,59

N45 12,8 494 2,33 2,06 2,43

НСР 05, кг - 46,7 - - -

Экономическая эффективность. С увеличением дозы азотных удобрений и повышением урожая стоимость валовой продукции возрастала. Но при этом росли и затраты (табл. 6).

Расчеты показали, что при посеве необработанными семенами на разных агрохимических фонах максимальный условно-чистый доход получен на варианте N30 с уровнем рентабельности 159%.

Таблица 6

Экономическая эффективность применения минеральных и бактериальных удобрений на зерновом сорго, среднее за 2007-2009 годы (в ценах 2009 г.)

Варианты Стоимость валовой продукции, рубУга Затраты, руб./га Условно-чистый доход, руб./га Затраты на 1 т продукции, руб. Рентабельность, %

обработки семян удобрения

Без обработки контроль 10208 3410 6798 1069 200

N30 11392 4400 6992 1236 159

N45 11776 4895 6881 1334 141

N60 11552 5390 6162 1493 115

N90 11520 6380 5140 1772 81

Мизорин контроль 11104 3550 7554 1023 213

N30 11840 4485 7355 1212 164

N45 13120 5035 8085 1228 161

N60 12608 5416 7192 1375 133

N90 12576 6445 6131 1640 96

Флаво-бактерин контроль 11040 3550 7490 1032 211

N30 11456 4485 6971 1253 156

N45 12352 5035 7317 1304 146

N60 12512 5416 7096 1385 131

N90 12192 6445 5747 1692 90

Примечание: стоимость 1 т зерна сорго - 3200 руб.

Препараты ассоциативных диазотрофов мизорин и флавобактерин обеспечили получение условно-чистого дохода соответственно 7554 руб./га и 7490 руб./га с уровнем рентабельности 213 и 211%. Это выше показателей, полученных от применения азотных удобрений в изучаемых дозах ввиду значительных различий в затратах на применение разных видов удобрительных средств.

Максимальная масса условно-чистого дохода в условиях наших экспериментов получена на варианте N45 + мизорин - 8085 руб./га при уровне рентабельности 161%. Совместное использование азотных удобрений и фла-вобактерина по экономическим показателям уступило варианту с мизорином.

Минимальные затраты на получение 1 т зерна сорго были отмечены при использовании бактериальных удобрений (1023 и 1032 руб./т). Ввиду высокой стоимости азотных удобрений затраты на 1 т продукции при их применении (как в чистом виде, так и в сочетании с биопрепаратами) резко возрастали (на 18-70% выше по отношению к вариантам с бактериальными удобрениями).

ВЫВОДЫ

1. При возделывании зернового сорго на черноземах южных Саратовского Правобережья оптимальная доза азотных удобрений (N45) обеспечила прирост урожая 0,48 т/га. Применение препаратов ассоциативных диазотро-фов мизорина и флавобактерина повысило сбор зерна соответственно на 0,28 и 0,25 т/га.

2. Максимальный прирост урожая зерна сорго (0,91 т/га в среднем за три года) получен от внесения N45 и посеве на этом фоне семян, обработанных мизорином. Совместное применение N45 и флавобактерина позволило дополнительно собрать 0,67 т/га зерна.

3. При использовании препаратов ассоциативных диазотрофов мизорина и флавобактерина достигнут самый высокий в условиях наших экспериментов уровень рентабельности (соответственно 213 и 211%). Максимальный условно-чистый доход (8085 руб./га в ценах 2009 г.) получен на варианте N45 + мизорин. Повышение дозы азота с N45 до N90 экономически нецелесообразно.

4. Совместное применение азотных удобрений и ассоциативных диазотрофов положительно сказалось на содержании белка в зерне. Его выход с единицы площади на варианте N45 + мизорин в среднем за три года составил 537 кг/га, что выше контроля на 135 кг/га.

5. Внесение азотных удобрений и обработка семян ассоциативными диазотрофами увеличивало содержание нитратного азота в удобренной почве (слой 0-40 см) в 1,5 - 2 раза. Количество обменного аммония повышалось только при внесении азотных удобрений, а применение бактериальных препаратов заметного действия на эту форму минерального азота влияния не оказало. На содержание доступного фосфора и обменного калия изучаемые системы удобрений не повлияли.

6. Активизация почвенных ферментов пероксидаз, полифенолоксидаз, инвертаз и частично амилаз происходила при внесении азотных удобрений и обработке семян сорго мизорином и флавобактерином. Активность каталаз на всех агрофонах была одинаковой, а деятельность уреазы при внесении азотных удобрений и биопрепаратов снижалась.

7. Азотные удобрения и бактериальные препараты во все годы исследований положительно влияли на рост и развитие зернового сорго, что проявилось в увеличении высоты растений и накопления сухой надземной массы. Преимущество в развитии удобренных растений отмечалось уже в фазу

кущения зернового сорго. Максимальное количество биомассы накапливалось на варианте N45 + мизорин.

8. Удобренные растения сорго больше содержали азота, фосфора, калия. Особенно отчетливо различия между удобренными и неудобренными растениями проявились в первой половине вегетации, и затем они сохранялись до полной спелости.

9. Максимальный вынос азота с зерном и соответствующим количеством побочной продукции (120,3 кг/га) отмечен при совместном использовании N45 и мизорина. Превышение над контролем составило 33,0 кг/га. Потребление этого элемента на 1 т зерна колебалось от 27,8 кг/т на контроле до 29,4 кг/т на варианте N45 + мизорин.

10. Вынос фосфора из почвы на удобренных фонах возрастал и максимального значения достигал при совместном использовании азотных удобрений и мизорина (32,1 кг/га против 22,6 кг/га на контроле). Соответственно увеличивалось и потребление данного элемента на 1 т продукции (7,8 кг/т против 7,0 кг/т на контроле).

11. Максимальное количество калия отчуждалось из почвы на варианте N45 + мизорин (70,6 кг/га против 49,8 кг/га на контроле). Его потребление на

^ 1 т продукции при использовании азотных удобрений и бактериальных препаратов также повышалось (17,5 кг/т против 16,3 кг/т на контроле).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

При возделывании сорго на зерно в зоне южных черноземов Поволжья для получения урожая зерна 4,0 т/га рекомендуется:

- на почвах со средним содержанием азота и фосфора вносить N45 и на этом фоне высевать семена, обработанные мизорином.

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных в ВАК РФ:

1. Пронько В.В. Влияние минеральных и бактериальных удобрений на потребление элементов питания и продуктивность зернового сорго в Степном Поволжье / В.В. Пронько, Т.А. Алинкина // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова, 2011, № 4, С. 17-19 (пл.: общее - 0,6, авторских - 0,3).

В прочих изданиях:

2. Куницы на Т.А. Влияние минеральных удобрений и биопрепаратов на урожай зерна сорго в Поволжье // Материалы международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения - 2009». - Саратов: Изд. «КУБиК», 2009, Ч. 1. - С. 78 (пл.: общее - 0,3, авторских - 0,3).

3. Алинкина Т.А. Влияние бактериальных препаратов на рост и развитие растений сорго на черноземных почвах Поволжья // Материалы международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения -2010». - Саратов: Изд. «КУБИК», 2010, Т. 1. - С. 100-103 (пл.: общее -0,4, авторских - 0,4).

4. Алинкина Т.А. Влияние удобрений на урожай зерна сорго в чернозем-ностепном Поволжье II Материалы международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения - 2010». - Саратов: Изд. «КУБИК», 2010, Т. 1. - С. 104-106 (пл.: общее - 0,3, авторских -0,3).

5. Алинкина Т.А. Потребление и вынос питательных веществ растениями зернового сорго // Материалы международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения - 2010». - Саратов: Изд. «КУБИК», 2010, Т. 1. -С. 106-109 (пл.: общее-0,4, авторских - 0,4).

Сдано в набор 30.05.11. Подлисано в печать 30.05.11. Формат 60x84 '/[б- Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печ. л. 1,00. Тираж 100. Заказ 311/282.

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» 410012, Саратов, Театральная пл., 1.