Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ НА МИКРОБНОЕ СООБЩЕСТВО ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ НА МИКРОБНОЕ СООБЩЕСТВО ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ"

35-№3

На правах рукописи

Крафт Анна Викторовна

ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ НА МИКРОБНОЕ СООБЩЕСТВО ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

Специальность 06.01.09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Рамонь -2004

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте сахарной свеклы и сахара им. АЛ. Мазлумова, РАСХН

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук

Везлер Надежда Викторовна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Щедрина Диана Ивановна,

доктор сельскохозяйственных наук Ступа ко в Алексей Григорьевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский и

проектно-технологический институт рапса

Защита состоится «24» декабря 2004 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.065.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова по адресу. 396030, Воронежская обл., Рамонский район, п. ВНИИСС.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова.

Автореферат диссертации разослан «24» ноября 2004 года

Ученый секретарь

диссертационного совета, ^-с/

кандидат сельскохозяйственных наук СЗшу^^^*/^ Л.Н. Путилина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Свеклосахарному производству принадлежит важное место в структуре АПК России, как одному из высокойндустриальных и энергоемких производств (Серегин, 2002). Возделывание сахарной свеклы и ЦЧЗ принципиально ограничено обострением экологических проблем, а поддержание даже минимально необходимого уровня эффективного плодородия почв на фоне пониженного потенциального требует колоссальных ежегоишх затрат материальных ресурсов и энергии (Щербаков, 1994).

Перспективным путем решения этих вопросов является биологюания земледелия и, в частности, регулирование основных микробиологических процессов в агроэкосистемах свекловичных севооборотов с использованием микробных биопрепаратов, применение которых уже в ближайшее время позволит снизить расход минеральных удобрений, повысить уровень экологической безопасности растениеводческой продукции и обеспечить высокую продуктивность сельскохозяйственных культур (Прищепа, 1997; Жученко, 1999). Одним из таких биопрепаратов является «Байкал ЭМ-1», в состав которого входит ряд полезных группировок почвенной микрофлоры, полученных из природной среды экосистемы Байкала (Шаблин, 2001; Добровольская, 2002).

В связи с необходимостью повышения продуктивности сахарной свеклы в ЦЧЗ поиск и разработка новых экологически безопасных способов возделывания этой культуры с использованием микробпологических препаратов является актуальным.

Цель работы. Повысить продуктивность сахарной свеклы в ЦЧЗ за счет воздействия препарата «Байкал ЭМ-1» на микрофлору почвы, участвующую в формировании эффективного и потенциального плодородия.

Задачи исследований: установить влияние препарата «Байкал ЭМ-1» на продуктивность и технологические качества корнеплодов сахарной свеклы;

выявить влияние «Байкал ЭМ-1» на динамику численности трофических и таксономических группировок микроорганизмов, определяющих эффективное и потенциальное плодородие почвы;

определить активность полифенолоксидазы, пероксидазы и суммы фосфа-таз в почве под действием «Байкал ЭМ-1»;

установить влияние препарата на содержание элементов питания в почве и вынос их с урожаем сахарной свеклы;

дать энергетическую и экономическую о ненку применения микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» на сахарной свекле.

Научная новизна работы. Впервые установлено влияние «Байкат ЭМ-1» на численность группировок почвенной микрофлоры, определяющих эффективное и потенциальное плодородие, и на ферментативную активность почвы. Получены данные о динамике эффективного плодородия под воздействием «Байкал ЭМ-1». Установлено стимулирующее действие препарата на пролук-

ЦНБМСХА I фонд научной литературы

ю Л-зяоз

тивность сахарной свеклы и ее технологические качества, что подтверждается полученными данными об экономической эффективности использования предлагаемою биопрепарата.

Практическая значимость работы заключается в решении одной из сторон экологической проблемы, связанной с восстановлением нарушенного мнкробопеноза чернозема выщелоченного с помощью ми крой иолoi ичсского препарата «Байкал ЭМ-1» при возделывании сахарной свеклы и повышении ее продуктивности, Выявление влияния препарата па сахарную свеклу позволяет использовать «Байкал ЭМ-1» мри производстве сахарной свеклы па неудобренном фоне в условиях ЦЧЗ.

Установленные особенности его взаимодействия с микрофлорой почвы могут быть включены в курс лекций «Микробонснозы почв агрофитосистсмы» в высших учебных заведениях биологической специальности.

Положения, выноснмые ня зашнту.

1. Применение биопрепарата «Байкал ЭМ-1» стимулирует развитие агрономически полезной микрофлоры.

2. Оказывая положительное влияние на ферментативную активность почвы, «Байкал ЭМ-1» оптимизирует ход биохимических процессов, связанных с синтезом гумуса и формированием эффективного плодородия.

3. Использование биопрепарата повышает продуктивность сахарной свеклы, не ухудшая ее технологических качеств.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвяшенной 9(Кпетию Воронежского государственного аграрного университета им. К .Д. Глинки (Воронеж, 2003г„ выдан диплом за лучший доклад), на заседаниях Ученого Совета ВНИИСС (20012003 гг.)

По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы.

Структура н объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, рекомендаций производству и списка литературы, включающего 160 наименований, из них 20 на иностранных языках. Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц, 11 рисунков и 8 приложений.

Автор глубоко признателен научному руководителю канд. с.-х. паук БезлерП.В.

Автор выражает искреннюю благодарность доктору с.-х. на\к, проф., члену-корреспонденту РЛСХН A.B. Корниенко; доктору с.-х. наук В.К. Кура-кову; доктору с.-х. паук И.М. Никульпикову; доктору с.-х. наук (i.A. Дворян кипу; доктору с.-х. паук А.Т. Калинину, кандидату с.-х. наук O.K. Боронтову; кандидату с.-х. наук Г.Я. Сергееву, а также всему коллективу отдела плодородия за большую помощь в организации научных исследований и в интерпретации полученных данных.

УСЛОВИЯ,ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная часть работы выполнена в лабораторных и полевых опытах во Всероссийском НИИ сахарной свеклы и сахара им, Л.Л, Мазлу мола в соответствие с тематическим планом (раздел 11.05,04. - Разработать приемы биологизации свекловичных севооборотов с минимальным использованием химических средств).

Гидротерм и чески й коэффициент (ГТК) в 2001 г. равен 1,48, в 2002 г. -1,03, в 2003 г. - 1,24. Средний многолетний ГТК - 1,23, Сумма эффективных температур в 2001 г. составила 3361 °С, в 2002 г. - 3424 °С, а в 2003 г. - 2936 °С. Сумма эффективных температур, необходимая для сахарной свеклы, составляет 2400 °С. Поэтому погодные условия за годы исследований складывались удовлетворительно для се возделывания.

Исследования проводились в 2001 - 2002 гг, во многофакторном стационарном опыте 9-польного зерносвекловичного севооборота с чередованием культ}р: черный пар - озимая пшеница — сахарная свекла — ячмень с подсевом клевера — клевер 1-го года пользования — озимая пшеница — сахарная свекла -горох - ку куруза на силос, В 2003 г. опыт был заложен на новом опытном поле ВИИИСС.

Почва - чернозем выщелоченный среднсмощный срслнсгумусный сред-иссугл инистый на карбонатных лессовидных суглинках со средним содержанием элементов питания.

Агротехника возделывания сахарной свеклы - общепринятая для областей Центрально —Черноземной зоны.

Эффективность микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» изучалась на двух фоках минерального питания: без удобрений н Ы^оРпо^мво-

Обьект исследований - почва и сахарная свекла (1*МС-70), высеваемая в звене севооборота: чистый пар - озимая пшеница - сахарная свекла. Норма препарата «Байкал ЭМ - Ъ> - I л/га, расход рабочей жидкости - 200 л/га. Препарат вносили ранцевым опрыскивателем под предпосевную культивацию почвы.

Почвенные образцы отбирались микробиологическим буром под сахарной свеклой иа глубину 0-25 см на двух фонах обработки почвы:

1. Отвальная вспашка под все культуры севооборота: под озимую пшеницу в черном пару на 25-27 см, а в звене с клевером па 20-22 см; под ячмень с подсевом клевера, клевер, горох на 20-22 см; под кукурузу на 25-27 см; под сахарную свеклу на 30-32 см по схеме улучшенной зяби.

2. Комбинированная обработка почвы: безотвальная (плоскорсзная) под озимую пшеницу после клевера на 14-16 см; под ячмень с подсевом клевера и клевер, горох на 20-22 см; отвальная под озимую пшеницу в черном пару па 2527 см; под кукурузу на 25-27 см, а под сахарную свсклу на 30-32 см по схсмс улучшенной зяби (Никудьников, 2004).

Мелкоделяночные полевые опыты проводили в 4-х кратной повторно-сти, площадь посевной делянки 54 м\ учетной - 4,05 м".

Количественный учет почвенных микроорганизмов, относящихся к разным трофическим и таксономическим группам, проводили метолом высева почвенной суспензии на элективные питательные срсды («Методы почвенной микробиологии и биохимии» — под редакцией проф. Д.Г. Звягинцева, 1991),

Численность аммонификаторов учитывали на мясо пептон ном агаре (МИД). Численность бактерий, использующих минеральные формы азота, - на крахмало - аммиачном агаре (КАЛ), Учет автохтонной микрофлоры проводился путем высева почвенной суспензии на среду ИЛ (нитратный агар). Коэффициент минерализации выражен условной величиной как отношение численности микроорганизмов, использующих минеральные формы азота, к аммонифи-каторам. Коэффициент гумификации выражается соотношением зимогенной к автохтонной группировке микрофлоры почвы.

В почвенных образцах, отобранных для определения численности микроорганизмов, после их высушивания до воздушно — сухого состояния, определяли активность пероксидазы (ПО), нолифенолоксидазы (ПФО) и сумму фос-фатаз (по Хазиеву, 1982).

Им'фнфикацнонную способность почвы определяли по методу Кравкова (Петербургский, 1968). Подвижный фосфор, обменный калий и натрий определяли в уксуснокислой вытяжке по Чирикову (Аринушкина, 1961). Щелочногид-ролизуемый азот определяли но Корнфнлду (Соколов, 1975). Определение сахаристости и технологических качеств сахарной свеклы проводили на автоматической линии «Уепета».

Расчет энергетической эффективности изучаемых технологий осуществляли по методу ВГАУ (Зезюков, 1993). Экономическая эффективность рассчитана с использованием нормативов и расненок, действующих в 2004 г.

Данные учета урожайности и основные сопутствующие исследования подвергались статистической обработке методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1979).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БИОПРЕПАРАТА «БАЙКАЛ ЭМ-1» С МНКРОБОЦЕНОЗОМ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО

1. Взаимодействие микробиологических составляющих биопрепарата «Байкал ЭМ-1» с микроорганизмам», участвующими в процессах синтеза - распада гумуса

В настоящее время сложились определенные представления о деятельности различных группировок почвенной микрофлоры и их роли в процессе почвообразования. Это даст возможность использовать микробиологический анализ для установления направленности и интенсивности почвенных процессов под воздействием на почву разных факторов.

Почвообразовательный процесс мс прекращается мри распашке целинных земель и вовлечении их в сельскохозяйственное производство. Однако при этом активизируется минерализация свежего органического вещества, а процессы синтеза-распада гумуса смешаются в сторону его деструкции.

Одним из способов сохранения и повышения почвенного плодородия будет активизация деятельности микрофлоры, определяющей эффективное и потенциальное плодородие, с помощью комплексно!« микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1».

Отношение численности микроорганизмов, использующих минеральные формы азота, к общему количеству аммонификагоров, отражает относительную величину минерализации и называется коэффициентом минерализации.

С учетом снижения численности аммонификаторов при внесении в почву «Байкал ЭМ-1» при отвальной обработке почвы, коэффициент минерализации увеличивается на фоне без удобрений в июле на 1,82, а в сентябре - на 0,75 (рис. I). На удобренном фоне увеличение коэффициента минерализации при использовании биопрепарата отмечено лишь в июле. В этот период зафиксирована наибольшая величина этого показателя - 3,89. Минеральные удобрения, интенсифицируя микробиологи ческу к> деятельность и усиливая минерализаци-онкые процессы, приводят к повышению степени минерализации и подвижности органического вещества, содержание которого увеличивается не только в пахотном горизонте, но и во всей почиенно-грунтовой толще, что указывает на увеличение потерь гумусовых всшсств (Миронова, 1988).

Без удобрений 1416ОР170К1ЕО

I - май: 1 - июль; III * сентябрь

Рис. 1. Влияние микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» на процессы минерализации при отвальной обработке почвы (2001 —2002 гг.)

Но результаты наших анализов показали, что ожидаемого снижения коэффициента гумификации ввиду интенсификации минерализационных процессов отмечено не было. Вероятно, благодаря внесению в почву микробиологиче-

ского препарата «Байкал ЭМ-1», достигнута оптимальная биохимическая активность почвы, усиливающая гумификационные процессы даже на фоне высокой степени минерализации

О направленности процессов гу мификации в почве можно сулить по коэффициенту гумификации, который представляет собой соотношение зимоген-нон и автохтонной группировок микрофлоры почвы. Чем этот показатель выше, тем активнее идет синтез гумуса.

При отвальной обработке почны на фоне без удобрений биопрепарат «Байкал ЭМ-1» увеличивает коэффициент гумификации в мае в 1,4 раза, а в июле — и 1,8. На удобренном фоне эффективные микроорганизмы, входящие в состав «Байкал ЭМ-1», повышают эту величину почти в 2 раза (рис, 2). Минеральные удобрения усиливают ростовые процессы в растениях сахарной свеклы, что увеличивает количество выделяемых ими в почву органических веществ, используемых микрофлорой почвы в своей жизнедеятельности.

>

I

щ

месяцы

МЕСЯЦЫ

Баз удобрений

Н160Р170К1№

I - май; Я - нш*ь; Ш - «ктнбрь

Рис. 2. Влияние микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» на процессы гумификации при отвальной обработке почвы (2001 - 2002 гг.)

Микробиологический препарат «Байкал ЭМ-1» на фоне комбинированной обработки почвы повышает уровень гумификационных процессов лишь в копне периода вегетации сахарной свеклы (рис. 3), Здесь коэффициент гумификации увеличивается на неудобренном фоне на 1,37, а на удобренном - на 2,39, Таким образом, микробиологический препарат «Байкал ЭМ-1» наиболее широко раскрывает свой потенциал на 01 вольной обработке почвы, так как при ней он стимулирует развитие гумификационных процессов в почве, поддерживая соотношение зимогенной и автохтонной группировок на благоприятном для растений и почвенного плодородия уровне.

12 10 в в

* 4 1 О

f X £

I

II

"МЕСЯЦЫ

месяцы

Без удобрений

N16QP170K160

I - и - мал*: in - сентябрь

Рис. 3. Влияние микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» на процессы гумификации при комбинированной обработке почвы (2001 - 2002 гг.)

2, Изменение численности микроорганизмов, участвующих в трансформации сложных полимерных соединений, под воздействием биопрепарата «Байкал ЭМ-1»

Важную роль в процессе трансформации органического вещества в почве играют микроорганизмы, разлагающие сложные полимерные соединения. К ним относят микромиисты, актиномииеты и целлюлозоразрушающие микроорганизмы.

Микромицсты - это типичные редуценты, разлагатели органических веществ. Они синтезируют внеклеточные гидролитические ферменты, что обеспечивает возможность их питания такими сложными компонентами растительных тканей, как пектин, целлюлоза и даже лигнин (Бабьева, 1983).

В нашем опыте повышенное распространение почвенных грибов обусловлено тем, что сахарная свекла выделяет в почву сахарозу - основной субстрат для их развития. Поэтому в почве под посевами сахарной свеклы значительно усиливается доминирование ряда сапротрофных грибов и специфических фитопатогенов — корнееда (Pythium debaryanum, Pythium ultimum, Foma Beta), возбудителей корневых гнилей (Fusarium spp.), серых и кагатных гнилей (Botrytis cincrea) (Свистова, 2003). Однако внесение в почву микробиологического препарата «Байкал Э\1-1» понижает численность микромицетов почти на 20% при отвальной обработке почвы, за исключением удобренного варианта в начале периода вегетации (рис. 4).

Сокращение численности микромицетов снижает вероятность распространения фитопатогенных грибов. Это вполне закономерно, так как в состав «Байкал ЭМ-1» входят бактерии рода Pseudomonas, которые, в свою очередь, являются антагонистами широкого спектра фитопатогенных грибов. Антагонизм псевдомонад обусловлен продуцированием сидсрофоров, антибиотиков, летучих соединений, таких как аммиак и циановодород (Голо в л сна. 1987;

С воин Икона, 2003). Пилимо, именно эш составляющие биопрепарата являются сдерживающим фактором для развития почвенных грибов.

100 во «о

40

го

1 11 "Месяцы Без удобрений

юо во во

40

20

□ контроль

□ «Байкал ЭМ-1в

< " %ЕСЯЦЫ N160P1T0K1W

I - май; II - июль; ш - »н*лбр*.

Рис, 4. Влияние «Байкал ЭМ-1» на численность микром пистон при отвальной обработке почвы (2001-2002 гг.)

3. Воздействие биопрепарата «Байкал ЭМ- I» на динамику численности микроорганизмов, участвующих в формировании эффективного плодородия почвы

О глубине разложения свежего органического вещества свидетельствует численность споровых бацилл. Кроме того, представитель этого рода Bacillus subtilis является антагонистом микроскопических грибов, среди которых встречаются наиболее агрессивные формы патогенов.

Проведенные исследования показывают, что внесенный в почву препарат «Байкал ЭМ-1» создает положительные условия для развития споровых форм при комбинированной обработке на удобренном фоне. В начале периода вегетации численность этой группировки увеличивается в 2,4 раза, в середине -в 1,3, а к концу вегетационного периода сахарной свеклы намечается тенденция к увеличению численности споровых бацилл.

При отвальной обработке почвы биопрепарат повышает численность этой группировки на неудобренном фоне - в сентябре, а на удобренном — в июле.

Важную роль в процессе производства и повышении продуктивности многих систем в растениеводстве играет биологическая азотфиксация. Увеличение вклада свобод! юживущих микроорганизмов - аэотфикеаторов в фонд связанного азота возможно за счет увеличения численности популяции этих представителей почвенной микрофлоры (Псребитюк, 1983),

Одними из микробиологических составляющих препарата «Байкал ЭМ-1» являются азотфиксаторы рода Azotobacter, поэтому динамика численности

этой фулнировкн в почве отчасти зависит от приживаемости и конкурентоспособности вносимых под сахарную свсклу микроорганизмов.

Результаты исследований показывают, что в начале период и вегетации численность азотфиксаторов при внесении «Байкал ЭМ-1» увеличивается на неудобренном фоне при отвальной обработке почвы на 0,72 млп. шт., а при комбинированной — па 1,65 млн. шт. (таб.ч, 1).

В середине периода вегетации увеличение численности этой фупниров-кн отмечено на фоне с удобрениями независимо от способа обработки почвы,

К концу периода вегетации сахарной свеклы положительное действие биопрепарата па эту группировку зафиксировано лишь при комбинированной обработке почвы на фоне с удобрениями. Здесь численность азотфиксаторов увеличивается почти в 2 раза.

Таблица 1

Влияние «Байкал ЭМ-1» на численность азотфиксаторов и фосфобактсрий (млн. шт. в 1 г абсолютно сухой почвы) (2001-2002П.)

Обработка почвы Фон удоб-ренности Препарат Л зотфи ксаторы ФоС1 юбиктерии

май июль сентябрь май июль сентябрь

Отвальная Без удобрений Контроль 1.97 0,71 2,85 0,7(1 1.06 1,90

«Байкал ЭМ-1» 2.69 0.83 0,58 1.53 1,80 1,04

ЬЬмД'тК-К)!) Контроль 1.84 0,78 1,36 1,56 2.52 0.88

«Байкал ЭМ-1» 1,66 !,П 1,04 1,18 1,49 2,01

Комбинированная Без удобрений Контроль 1.69 0,71 1,92 1,45 1,95 0,90

«Байкал ЭМ-1» 3,34 0,97 1,99 1,16 1,18 1.28

Контроль 2.66 0.70 1,58 2.66 2.33 1,45

«Байкал ЭМ-1» 2.23 1,16 ,3,08 1,65 1.10 1,98

НСР№ 0.30 нет

Препарат «Байкал ЭМ-1» стимулирует развитие фосфобактсрий в мае и июле при отвальной обработке почвы на неудобренном фоне, увеличивая их численность в среднем на 0,8 млн, шт. в 1 г абсолютно сухой почвы.

При отвальной обработке почвы па удобренном фоне и при комбинированной обработке на обоих фонах удобрен) юсти, повышение численности фосфобактсрий при использовании «Байкал ЭМ-1» отмечено в конце вег етационного периода сахарной свеклы. В среднем оно составляет 0,68 млн. шт.

Этот факт подтверждается полученными в ходе лабораторных анализов результатами но определению доступной растениям фосфорной кислоты в почве »о метолу Ф. Чирикова. Увеличение численности фосфобактсрий к концу периода вегетации на удобренном фоне при внесении биопрепарата, пилимо, сопровождается активизацией их деятельности, то есть трансформацией органического фосфора ло ортофосфориой кислоты, поскольку ее содержание в

почве возрастает именно в этот период при обеих обработках почвы. Вынос фосфора с урожаем сахарной свеклы в среднем на 7,3 кг с га выше на вариантах, где вносится «Байкал ЭМ-1».

4. Изменение ферментативной активности почвы в результате применения комплексного микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1»

При характеристике почв кроме состава и численности разных групп микрофлоры, учитывают еще и суммарную активность биохимических процессов, происходящих в почве, которые обусловлены наличием в ней некоторого количества ферментов, выделяемых микроорганизмами прижизненно, а также аккумулируемых почвенными частицами после разрушения клеток. Псе эти показатели включаются в обшее понятие биологической активности почв (Попова, 1987).

Определение активности полифенолоксидазы и пероксидазы, участвующих в процессах гумусообразования, является дополнительной характеристикой процессов синтеза и распада гумусовых вещест в.

Соотношение активности полифенолоксидазы к пероксидазе представляет собой условный коэффициент гумификации.

На фоне без удобрений наши расчеты показывают, что закономерность, выявленная путем анализа ферментов, участвующих в синтезе гумуса, согласуется с данными анализа численности группировок микроорганизмов, участвующих в этом процессе (рис, 2, 3),

Так, условный коэффициент гумификации увеличивается при внесении «Байкал ЭМ-1» при отвальной обработке почвы в мае и июле в среднем па 0,2. При комбинированной обработке почвы - лишь в сентябре (рис. 5),

'"месяцы

Отвальная обработка почвы

■"МЕСЯЦЫ

Комбинированная обработка почвы I - м!*; I - июль: М - сентябрь

Рис. 5. Влияние микробиологического препарата «Байкал ЭМ— 1» на процессы гумификации в почве на фоне без удобрений (2001-2002гг.)

Микробиологические составляющие препарата «Байкал ЭМ-1» гювы-шают фосфатазную активность в среднем на 0,3 мг 1':0> на 10 г лочвы за 1 ч на фоне без удобрений при отвальной и комбинированной обработках почвы п течение всего вегетационного периода сахарной свеклы (табл. 2).

На удобренном фоне биопрепарат не оказывает существенного воздействия на этот показатель. Лишь к концу периода вегетации отмечено некоторое увеличение фосфатазной активности от внесения «Байкал ЭМ- 1»: при отвальной обработке почвы - на 0,12 мг Р:0< на 10 г почвы за I ч, а при комбинированной - на 0,5.

Таб. ] и на 2

Влияние «Байкал ЭМ - 1» па фосфатазную активность почвы (мг РЮ^на 10 г почвы за 1 ч) (2001 -2002гг.)

Обработка почвы Фон удобрен- ности Препарат Май Июль Сентябрь

Отвальная Без удобрений Контроль 6.57 7,22 7,78

«Байкал ЭМ-1» 6.85 7.34 8.39

Г<1Г60Р|70К160 Контроль 7,13 6.91 7.84

«Байкал ЭМ-1» 6.20 6,85 7,96

Комбинированная Без удобрений Контроль 7.22 7,34 8,27

«Байкал ЭМ-1» 7.41 7.59 8,62

М]боРпоК|бо Контроль 7.04 7.34 7.71

«Банкат ЭМ-1» 7,13 7,34 8.21

Возможно, слабое действие препарата на удобренном фоне обусловлено наличием дополнительно внесенного фосфора, что приводит к снижению выработки ферментов микроорганизмами, поскольку растения сахарной свеклы и микрофлора потребляют доступный фосфор минеральных удобрений.

ВЛИЯНИЕ «БАЙКАЛ ЭМ-1» НА ПРОДУКТИВНОСТЬ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

Биопрепарат «Байкал ЭМ-1», оптимизируя ряд микробиологических процессов, определяющих режим питания сахарной свеклы, оказывает влияние на се продуктивность.

Наблюдения за ростом и развитием сахарной свеклы показывают, что биопрепарат увеличивает массу 100 растений в фазе одной пары настоящие листьев.

Под действием «Байкал ЭМ-1» намечается тенденция к снижению степени пораженное™ проростков корнеедом. Достоверных изменений но этому показателю не получено, так как высевались семена, обработанные фунгицидами.

Урожайность корнеплодов сахарной свеклы при внесении биопрепарата «Кайкал ЭМ-1» увеличивается на неудобренном фоне: при отпалыюй обработке почвы - на 4,1 т/га, а нри комбинированной — на 3,8 т/га (табл. 3).

Так, микробиологические составляющие препарата, функционируя в почве, отчасти, устраняют или подавляют факторы угнетения растений сахарной свеклы, тем самым, давая ей возможность реализовать собственный биологический потенниал без дополнительного внесения минеральных удобрений.

Сбор сахара с гектара увеличивается при внесении «Байкал ЭМ-1» на неудобренном фоне и является результатом повышения урожайности на этих вариантах.

Таблица 3

Влияние «Байкал ЭМ-1» на продуктивность сахарной свеклы (2001-2002гг.)

Обработка почвы Фон удобренности Препарат Урожайность Сахаристость Сбор сахара

т/га + (1 % + Л т/га

Отвальная Без удобрений Контроль 29.1 16,4 4,77

«Байкал ЭМ-1» 33.2 4.1 16,4 0 5,44 0.67

Ы1601,|70К|60 Контроль 37.2 15,0 5,58

«Байкал ЭМ-1» 40.1 2,9 14.6 -0.4 5.85 0.27

Комбинированная Без удобрений Контроль 31.6 17,0 5,37

«Байкал ЭМ-1» 35.4 3,8 16.2 -0.8 5,73 0,36

N |боР|7оК|«> Контроль 39,5 16,5 6,52

«Байкал ЭМ-1» 39,2 -0,3 16.5 0 6.47 -0,05

НСР0, ] 3.2 0,9 -

Таким образом, применение «Байкал ЭМ-1» под сахарную свеклу дает положительный эффект, поскольку даже на фоне без удобрений биопрепарат увеличивает урожайность сахарной свеклы, вследствие чего увеличивается сбор сахара с гектара.

«Байкал ЭМ - 1» несколько улучшает технологические качества корнеплодов. Хотя он достоверно и не изменяет чистоту нормального очищенного сока, но намечается тенденция к се повышению при отвальной обработке почвы независимо от фона удобренности, а при комбинированной обработке почвы - на неудобренном фоне.

В результате, намечается тенденция к повышению вероятного выхода сахара на заводе при отвальной обработке почвы на фоне без удобрений. На остальных вариантах «Байкал ЭМ-1» не вносит существенных изменений в этот показатель.

Положительное действие биопрепарата отмечено на коэффициенте натуральной щелочности. Эта величина несколько снижается нри внесении «Байкал ЭМ-1» при комбинированной обработке почвы на неудобренном фоне - на

0,13, а гтри отвальной обработке на удобренном фоне — на 0,59. Вследствие этого, на этих вариантах сокращаются потери сахара » мелассе: при комбинированной обработке почвы - на 0,54%, а при отвальной - на 0,22%. Таким образом, пол действием микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1 и намечается тенденция к улучшению технологических качеств корнеплодов,

ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТА «БАЙКАЛ ЭМ-1» НА ВЫНОС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ С УРОЖАЕМ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

Наибольший и высокого качества урожай сахарной свеклы можно получить только при полном и бесперебойном удовлетворении потребностей растения в питании (наряду с другими факторами). Эгу потребность в течение жизни и по отдельным периодам роста принято выражать содержанием элементов питания в урожае. В растениях могут быть почти все химические элементы, которые встречаются в почве, по среди них семь элементов (С, О, Н, М, Р, 5 и М§) являются главными. Остальные элементы необходимы для нормального обмена веществ (Воробьев, 1972).

С учетом нормативов выноса и коэффициентов использования питательных веществ сельскохозяйственными культурами из минеральных удобрений и почвы, мы рассчитан и вынос ТМ, Р, К с основной и побочной продукцией сахарной свеклы (поданным Куракша, Никитаевой,1989).

Так, при внесении в почву микробиологического препарата «Байкал ЭМ-I» вынос азота сахарной свеклой увеличивается в среднем на 28 кг с га но сравнению с контролем (табл. 4), Вероятно, это связано с повышением урожайности ботвы при использовании биопрепарата так как именно листовой аппарат потребляет повышенное количество азота, особенно в первую половину вегетации сахарной свеклы.

Таблица 4

Изменение выноса элементов питания под влиянием биопрепарата «Байкал ЭМ-1» с урожаем сахарной свеклы (кг с га)

Обработка почвы Фон удобренности Препарат N Р К

Отвальная Без удобрений Коп трать 96,6 31,4 123.1

«Байкал ЭМ-1» 129,5 40,2 168.0

М|боРпоК1ьО Контроль 130.2 41,7 167,0

«Байкал ЭМ-1» 159,6 49,3 207,3

Комбинированная Без удобрений Контроль 104,9 34,1 133.6

«Байкал ЭМ-1» 138,0 42.8 179,0

Контроль 138,2 44,2 177.2

«Байкал ЭМ-1» 156,1 48,1 202,8

Применение микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» стимулирует развитие фосфобактсрий, трансформ и рующих органический фосфор до ортофосфорпой киелоты, в основном к концу периода вегетации. В результате, повышается уровень доступного растениям фосфора и с вариантов, на которых использовали биопрепарат, вынос I1 с урожаем сахарной свеклы в среднем на 6,5 кг с га выше по сравнению с контролем.

Большую часть калия содержат листья сахарной свеклы, а поскольку их урожайность увеличивается под действием биопрепарата «Байкал ЭМ-1», то и вынос К с урожаем основной и побочной продукции повышается в среднем на 39 кг с га.

Таким образом, «Байкал DM-1 » способствует увеличению выноса элементов питания из почвы с урожаем сахарной свеклы ira всех вариантах независимо от способа обработки почвы и фоиз удобрен ности. Однако, конечный продукт - сахар, ботва и отходы свеклосахарного производства (патока, жом) идут на корм животным, а значит, большая часть взятых растениями питательных веществ может обратно поступать в круговорот веществ в земледелии.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА «БАЙКАЛ ЭМ-1»

Применение «Байкал ЭМ-Iw в производстве сахарной свеклы наиболее эффективно на неудобренном фоне: энергетический коэффициент при отвальной обработке почвы увеличивается на 0,32 по сравнению с кон трат см, a при комбинированной - на 0,29.

Анализ материальной стороны изучаемой технологии возделывания сахарной свеклы (по ценам 2004 г.) показывает, что самый высокий уровень рентабельности - на неудобренном фоне: при отвальной обработке почвы - 774%, а при комбинированной -741% (табл. 5, 6). Это приносит дополнительно чистый доход: 3631 руб/га и 3348 руб/га соответственно.

Таблица 5

Экономическая эффективность применения микробиологического препарата «Байкал ЭМ - 1» под сахарную свеклу в ценах 2004 г. при отвальной обработке почвы на фоне без удобрений (2001-2002 гг.)

Препарат Стоимость дополнительной продукции, руб/га Дополнительные затраты, руб/га Дополнительный чистый доход, руб/га Уровень рентабельности дополнительных затрат, %

контроль - - - -

«Бай кат ЭМ-1» 4100 469 3631 774

Таблица 6

Экономическая эффективность применения микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» пол сахарную свеклу в ценах 2004 г. при комбинированной обработке почвы на фоне без удобрений (2001-2002 гг.)

Препарат Стоимость дополнительной продукции, руб/га Дополнительные затраты, руб/га Дополнительный чистый доход, руб/га Уровень рентабельности дополнительных затрат, %

контроль - - - -

«Байкал ЭМ-1» 3800 452 3348 741

Таким образом, в экономическом отношении при выращивании сахарной свеклы наиболее целесообразным является применение микропиолотческого препарата «Байкал ЭМ-1» на неудобренном фоне,

ВЫВОДЫ:

1. «Вайкаи ЭМ-1» оказывает стимулирующее действие на микрофлору почвы. Он активизирует развитие зимогенной микрофлоры и подавляет анто-хтонную, участвующую в разрушении гумуса, что свидетельствует о проявлении тенденции к активизации синтетических процессов гумусообразовапия в почве. Расчетная величина коэффициента гумификации возрастает нри внесении «Байкал ЭМ-1» на неудобренном фоне в 1,6 раза, а на удобренном - в 2 раза при отвальной обработке почвы.

2. «Байкап ЭМ-1» сокращает численность микромицетов почти на 20% при отвальной обработке почвы, что снижает вероятность повышения численности фитопатогенных грибов,

3. При комбинированной обработке почвы на удобренном фоне микроорганизмы препарата «Байкал ЭМ-1» создают условия для развития споровых форм бацилл, многие из которых являются антагонистами фитонагогсшних грибов.

4. «Байкал ЭМ-1» увеличивает численность азотфиксаторов особенно в середине периода вегетации, что свидетельствует об улучшении экологического состояния почв.

5. «Байкал ЭМ-1» увеличивает численность фосфобактерий при отвальной обработке почвы на фоне без удобрений в первой половине вегетации, а на удобренном фоне при обеих обработках почвы перед уборкой сахарной свеклы.

6. Микроорганизмы, входящие в состав препарата «Байкал ЭМ - 1», повышают фосфатазпую активность на фоне без удобрений при отвальной и комбинированной обработках почвы в течение bccix) вегетационного периода сахарной свеклы.

7. Оказывая положительное влияние па ферментативную активность почвы, «Байкал ЭМ-1» оптимизирует ход биохимических процессов, связанных с синтезом гу муса и формированием эффективного плодородия почвы.

8. Биопрепарат «Байкал ЭМ-1» увеличивает урожайность корнеплодов сахарной свеклы па неудобренном фоне: при отвальной обработке почвы - па 4,1 т/га, а при комбинированной - на 3,8 т/га. Под действием микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» намечается тенденция к улучшению технологических качеств корнеплодов.

9. Наиболее эффективное применение «Байкал ЭМ-1» в производстве сахарной свеклы отмечено на неудобренном фоне, где энергетический коэффициент увеличивается па 0,3 по сравнению с контролем. Уровень рентабельности на фоне без удобрений при отвальной обработке почвы составляет 774%. а при комбинированной - 741%,

10. «Байкал ЭМ-1» повышает продуктивность сахарной свеклы в производственных условиях, где уровень рентабельности составляет 269%.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Для увеличения продуктивности сахарной свеклы, а также сохранения и повышения эффективного и потенциального плодородия почвы, рекомендовать применение комплексного микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» па неудобренном фоне при традиционной отвальной обработке почвы с нормой расхода препарата - 1 л/га и нормой расхода рабочей жидкости - 200 л/га.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Крафг Л. 11. Влияние эффективных микроорганизмов на продуктивность сахарной свеклы / Л.И.Крафт // Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки в начале XXI века: Материалы Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 90-летию Воронежского государственного аграрного университета имени К.Д, Глинки, Воронеж, 21-23 мая 2003г. - часть II. - Воронеж, 2003,- С. 58-60.

2. Бсзлер 11Л1. Взаимодействие микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» с микрофлорой чернозема выщелоченного в системе зернос в склони ч i го-го севооборота / П.В. Безлср, A.B. Крафт, М.А. Сумская, Л.М. Петров И Модели и технологии отимизации земледелия: Материалы Международной науч.-практич. конференции, Курск, 9-11сснтября 2003 г,

3. Безлср H.H. Влияние микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» на микробное сообщество чернозема выщелоченного / П.В. Безлср, A.B. Крафт // Научные и практические основы сохранения плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения в алаптивно-ландшафтном земледелии: Материалы Международной науч.-практич, конференции, Белгород, 25-26 мая 2004 г. - Белгород, 2004.

У. 67? орл-л.^'

- С

Подписано в печать 22,11.2004 г. Формат 60*84 П.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 7414

Всероссийский НИИ сахарной свеклы л сахара

им, А.Л. Мазлумова. Типография ВНИИСС 396030, Воронежская область, Рамонсюш район, п. ВНИПГГ.д. 84

92631»