Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТАЮЩИХ ДОЗ БИОГУМУСА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ГРЕЧИХИ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ПРЕДКАМЬЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТАЮЩИХ ДОЗ БИОГУМУСА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ГРЕЧИХИ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ПРЕДКАМЬЯ"

з-ъ&ш

На правах рукописи

ГАЙНУЛЛИН РУСТАМ МУХТАРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТАЮЩИХ ДОЗ БИОГУМУСА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ГРЕЧИХИ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ПРЕДКАМЬЯ

Специальность: 06. 01. 09 -растениеводство 06. 01.04 -агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Немчииовка - 2002

На правах рукописи

ГАЙНУЛЛИН РУСТАМ МУХТАРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТАЮЩИХ ДОЗ БИОГУМУСА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ГРЕЧИХИ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ПРЕДКАМЬЯ

Специальность: 06. 01. 09 -растениеводство 06. 01. 04 -агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Немчиновка - 2002 !

Диссертационная работа выполнена в Татарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

член - корреспондент АН Республики Татарстан Р.Г. Гареев;

кандидат сельскохозяйственных наук Ф.Г. Шарафеева.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ведущая организация: Татарский НИИ агрохимии и почвоведения.

диссертационного совета Д 006. 049. 01 в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечернозёмной зоны по адресу: 143026, Московская область, Одинцовский район, п. Немчиновка - 1, ул. Калинина, дом 1. Просим Вас принять участие в работе совета или прислать письменный отзыв о данном реферате (в двух экземплярах, заверенных печатью). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИСХ ЦРНЗ,

Г.В. Благовещенский;

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Е.П. Харламов.

Защита состоится «_9_» 2002 года в УЗ часов на заседании

Автореферат разослан _2002 года.

Учёный секретарь

диссертационного совета, кандидат экономических наук

А.С. Мерзликпн

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В современных условиях ведения сельского хозяйства всё больший приоритет отдаётся биологическим приёмам интенсификации сельскохозяйственного производства. Один из них - использование органических удобрений, способствующих накоплению гумуса в почве, улучшению её физико-химических и биологических свойств, являющихся источником питательных элементов для растений и энергетическим материалом для почвенной микрофлоры. Основной источник органических удобрений - навоз, однако, высокое содержание возбудителей инфекционных заболеваний, семян сорняков обуславливают необходимость его предварительной переработки. Одной из технологий утилизации органических отходов является верм«компостированне с использованием культуры дождевых червей, продуцирующих из органических отходов ценное удобрение - вермикомпост (биогумус). Отличительная особенность биогумуса - высокая концентрация доступных питательных элементов, удобство внесения и малые дозы, что обуславливает его агрономическую ценность. Вместе с тем недостаточно изучен экологический цикл биогумус-почва-растение, являющийся, основой для разработки рекомендаций использования биогумуса при выращивании сельскохозяйственных культур.

Цель и задачи исследований, Целью исследований является научное обоснование и разработка использования биогумуса под озимую пшеницу и гречиху, и решение в этой связи следующих задач:

• изучение химического н микробного состава биогумуса;

• определение закономерности действия возрастающих доз биогумуса на рост, развитие, формирование урожая и качества зерна культур, выявление оптимальных доз его применения;

• определение влияния биогумуса на фитосанитарное состояние агроценозов (поражаемость болезнями, поврежденность вредителями, засоренность);

• установление влияния биогумуса па изменение агрохимических и микробиологических параметров плодородия почвы, накопление и сохранение в ней продуктивной влаги;

• экономическая и энергетическая оценка применения биогумуса.

Научная новизна. Впервые в условиях Предкамья Республики Татарстан на серых лесных почвах проведены исследования и получены результаты по изучению закономерности влияния биогумуса на агрохимические к микробиологические показатели почвенного плодородия, установлен характер действия биогумуса иа рост растений, их поражаемость болезням^ урожайность и качество зерна озимой пшеницы и гречихи, оценена экономическая и энергетическая эффективность его использования. Основные положения, выносимые на зашиту:

• биогумус - ценное органическое удобрение, улучшающее развитие растений, повышающее продуктивность и фитосанитаркое состояние агроценозов, улучшающее агрохимические и биологические свойства почвы;

• рациональные дозы биогумуса, вносимые под поверхностную обработку почвы для озимой пшеницы и гречихи;

• экономическое и энергетическое обоснование использования биогумуса при возделывании озимой пшеницы и гречихи.

Практическая значимость. Предложен эффективный приём повышения продуктивности сельскохозяйственных культур при сохранении и повышении почвенного плодородия, не требующий больших затрат.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на заседаниях Учёного Совета ТатНИИСХ, Всероссийской конференции «Молодые учёные - АПК» (Казань-2 ООО), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития прикладных исследований и пути повышения их эффективности в сельскохозяйственном производстве» (Казань-2001), Научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже тысячелетий» (Ижевск-2001), Научно-практической конференции «Экологические и агротехнические аспекты земледелия» (Уфа-2001), Научной

конференции молодых учёных ((Агрономическая наука в начале XXI века» (Пенза-2001), Научно-практической конференции молодых учёных «Актуальные проблемы развития АПК РТ на современном этапе» (Казань-2001), Всероссийской конференции «Эколого-экономические проблемы развития АПК» (Калуга-200!).

Отруюура и объём работы. Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка литературы, включающего 242 наименования (из них 65 иностранных), приложений. Работа иллюстрирована 63 таблицами {из них 24 вынесены в приложении), 28 графиками (из них 18 в приложении), 5 рисунками к 1 схемой. Общий объём работы 172 страницы.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Условия проведения опытов. Исследования проводили в 1998..,2001 гг, на опытных полях ТатНИИСХ на серой десной среднесуглинистой почве со следующей агрохимической характеристикой пахотного слоя (0 - 22 см): гумуса по Тюрину - 3,3 - 3,8 %, по Кирсанову РА - 250 - 300, К20 - 160 - 180 мг/кг почвы, рНсол. - 5,4 - 6,2, гидролитическая кислотность - 3,2 - 3,5 мг.-экв/!00 г., сумма поглощённых оснований - 24 - 26 мг.-экв/ЮО г.

Метеоусловия за годы проведения опытов были различные. В 1999 г. июнь оказался жарким (выше нормы на 2,8° С) и засушливым. Июль и август были избыточно увлажнённые (осадков выпало на 20 и 40 % больше нормы) с повышенным тепловым режимом. В 2000 г. в июне влагообеспеченность была на 45 % больше среднемноголетнего показателя. Июль был засушливым, - тепловой режим повышенный и с малым количеством осадков (53 % от нормы), В 2001 г, июнь характеризовался влагообеспеченностью и температурным режимом на уровне нормы, но в июле наблюдалась засуха - осадков выпало 87 % от нормы, при этом температура воздуха превысила среднемноголетний показатель на 2,8a С.

Объекты и методика исследований. Объекты исследований - озимая пшеница сорта Казанская - 285 и гречиха сорта Кама. Культуры изучались в звене севооборота чистый пар — озимая пшеница — гречиха. В опытах навоз вносили з

чистый пар под вспашку, остальные удобрения под предпосевную культивацию. Агротехника при возделывании озимой пшеницы и гречихи была общепринятой для условий зоны Предкамья. Общее число вариантов - 13, размещение рендомизированное, повторность опыта трёхкратная, Площадь опытной делянки - 120 м\ Площадь занимаемая опытами, - около 1 га. Исследования велись по следующим схемам. Схема опыта с озимой пшеницей: ]. контроль (без удобрений); 2. биогумус 3 т/га; 3. биогумус 6 т/га; 4. биогумус 9 т/га; 5. навоз 60 т/га; 6. ИбоРадК^+биогумус 3 т/га; 7. Т^оРмЛю- Схема опыта с гречихой: 1. контроль (без удобрений); 2. биогумус 3 т/га; 3. биогумус 6 т/га; 4, биогумус 9 т/га; 5. НюР&оК^о+б йогу му с 3 т/га; 6. ^оР^оК«,

В ходе исследований проводились: фенологические наблюдения визуально по двум несмежным повторениям каждого варианта; учёт густоты стояния растений определяли в фазе полных всходов и перед уборкой путём подсчёта на четырёх закреплённых площадках по 0,25 м2 на каждом варианте в трёх повторениях (на озимой пшенице дополнительно в фазе возобновления весенней вегетации); нарастание надземной биомассы определяли по фазам развития растений путем взвешивания растительных проб, взятых с метровых площадок каждого варианта в трёхкратной повторности; площадь листовой поверхности -методом высечек в трёх повторениях каждого варианта; высоту растений определяли путём замера в 25 местах в трёх повторениях каждого варианта; засорённость посевов учитывали в фазе полных всходов и перед уборкой путём наложения четырёх учётных площадох размером 0,25 м2на каждом варианте в трёхкратной повторности, а также воздушно-сухую массу сорняков перед уборкой; учёт повреждённости культур вредителями и поражённости болезнями по фазам развития растений по общепринятым методикам; влажность почвы в метровом слое определяли термостатно-весовым методом в период всходов, возобновления весенней вегетации, цветения и перед уборкой почвенным буром послойно через каждые 10 см; определение агрохимических показателей в почвенных образцах, отобранных с пахотного слоя почвы до внесения удобрений и к завершению вегетации по методикам; гумус по Тюрину, подвижный фосфор и

обменный калий по Кирсанову, азот л егкоги дрол изуемы й по Корн фил ъду. pH среды потенциометрическим методом, гидролитическую кислотность и сумму поглощённых оснований по Каппеву, групповой и фракционный состав гумуса по схеме Тюрина в модификации Пономарёвой и Плотниковой, лабильный гумус по методике Почвенного института им. В.В. Докучаева, содержание тяжёлых металлов атомно-абсорбционным методом; выделение из почвы основных физиологических групп микроорганизмов проводили методом микробиологического посева почвенной вытяжки на питательные среды: ОМЧ на среде МПА, микромнцеты на среде Чапека, актиномицеты на среде КАА, нитрифицирующие бактерии на среде голодный агар, бациллы на среде №8, свободноживущие азотфиксаторы на среде Эшби, учёт численности проводили по Е.З, Теппер и др„ (1993); структурный анализ урожая по пробным снопам, взятым с закреплённых площадок каждого варианта в трёх повторениях, подсчитывали количество растений, продуктивных стеблей, находили общую биомассу и массу зерна, массу 1000 зёрен; урожайность учитывали путём поделяночного обмолота с пересчётом на 100 % чистоту и стандартную влажность; содержание азота в зерне определяли по Къельдалю, клейковину по ГОСТ 9404 - 60, натуру зерна в литровой пурке; статистическую обработку проводили по Б,А. Доспехову (1985); расчёт экономической эффективности - на основе технологических карт по действующим нормативам и расценкам; энергетическую эффективность по Е.И. Базарову и Е.В. Глинке (]983).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Удобрительная характеристика биогумуса. В процессе производства биогумуса в перерабатываемом навозе происходят глубокие изменения, вызванные «работой» дождевых червей, в итоге сформированное удобрение имеет специфический состав микрофлоры и агрохимические показатели, В структуре микроценозов преобладающими являются актином инетный и бактериальный комплекс. Из бактерий определены представители рода Bacillus и Azotobacter sp, их развитие рассматривается как экологически благоприятное, так

как око косвенно подтверждает повышение качества перерабатываемого субстрата, поскольку им присуща способность продуцировать биологически активные соединения. Исследованные образцы биогумуса имеют высокое содержание органического вещества (24,3 - 36,6 %), очень высоко обеспечены подвижными формами фосфора (5687 - 14500 мг/кг) и калия (3352 - 8750 мг/кг), имеют реакцию среды, близкую к нейтральной (табл, 1). Результаты анализа группового и фракционного состава биогумуса свидетельствуют, что биогумус имеет высокое содержание гу ми новых кислот (табл. 2). Органическое вещество удобрения хорошо гумифицировано, на долю гумусовых веществ приходится больше половины С„шц. Высокое соотношение Сгк : (2,46), гуматный тип органического вещества сближают биогумус с почвами чернозёмного ряда, где гумус гуматный или фульватно-гуматный. Для фракционного состава гуминовых кислот (ГК) характерно преобладание фракции ГК-3. Концентрация тяжёлых металлов при приготовлении биогумуса снижается.

Таблица 1

Агрохимическая характеристика различных видов биогумуса

Наименование видов биогумуса Содер-ие орг.в-ва,% мг-экв/100 г рН мг/кг

Н 8 N. Р205 К20

Биогумус из навоза КРС 24,3 и 48,0 7,3 588 5687 3352

Биогумус из конского навоза 31,9 1,3 75,0 7,3 456 6700 8750

Биогумус птичьего помёта 36,6 1,7 71,5 7,2 361 14500 7480

Биогумус из отходов КОМЗ 30,5 1,3 86,0 6,5 496 4800 4500

N. щёлочно-легкогидролизуемый

Таблица 2

Состав органического вещества биогумуса, в % от С0бш.

Совщ„% к субст рату Гуминовые кислоты Фульвокислоты С„+ Сфк С •■ Сфк

ГК-1 ГК-2 ГК-3 Сум. ГК ФК-1-а ФК-1 ФК- 2 ФК- [Сум. 3 ФК

8,3 10,1 9,8 20,3 40,2 1,7 4,6 3,9 6,1 | 16,3 56,5 2,46

Изменения агрохимических параметров почвы и содержания тяжёлых металлов. На варианте без внесения удобрений к завершению вегетации происходило уменьшение содержания гумуса (табл. 3, 4). В среднем за три года среднегодовые темпы снижения гумусированности почвы составили 0,02 % общего гумуса по озимой пшенице и гречихе, лабильного 0,03 и 0,02 % соответственно. Минеральное удобрение гумусированность почвы меняло незначительно, в среднем за годы исследований количество общего и лабильного гумуса осталось на прежнем уровне. Внесение органических удобрений способствовало возрастанию его запасов. Корреляционный и регрессионный анализ выявил высокую прямолинейную зависимость изменения содержания гумуса в почве от внесения доз биогумуса, - у озимой пшеницы 1-0,97, гречихи -г=0,99, при этом уравнение регрессии имело вид у=0,02.4 - 0,01 и у=0,02х - 0,02 соответственно, Самую высокую прибавку общего гумуса обеспечило применение биогумуса в дозах 6 и 9 т/га, а также 60 т/га навоза. В целом же по двум культурам внесение органики увеличило запасы общего гумуса в зависимости от вида и дозы на 0,05 - 0,18 %, лабильного на 0,06 - 0,17 %. Также под влиянием биогумуса происходило изменение компонентного состава гумусовых веществ - сумма фракций фульвокислот уменьшалась, соответственно увеличение фракций гуминовых кислот повлекло расширение их соотношения на озимой пшенице с 1,61 до 1,79 и на гречихе с 1,74 до 1,89 (табл. 5). Динамика содержания питательных элементов за период вегетации носила вполне определённый характер, при этом общей картиной являлось уменьшение азота к созреванию по всем вариантам. Это обстоятельство связано с выносом этого наиболее потребляемого элемента на формирование биомассы растения. Вносимые удобрения обогащали почву доступными формами фосфора и частично калия, без удобрений же их содержание снижалось. При использовании возрастающих доз биогумуса на озимой пшенице содержание подвижного Р;0; возросло на 5...12 мг/кг, на гречихе - на 6.,,15 мг/кг. Степень сопряжённости вариации между изменением содержания в почве подвижных форм Р-О^ и КгО и вносимыми дозами биогумуса показала наличие сильной корреляционной

Таблица 3

Влияние удобрений на изменение агрохимических параметров почвы под озимой пшеницей (1999...2001 гг.)

Варианты опыта Почва до внесения удобрений, (до посева) Почва после внесения удобрений, (к уборке)

гумус, % мг/кг гумус, % мг/кг

общий лабильный Ы* Р*О3 К20 общий лабильный N Р30, к2о

Контроль 3,66 0,59 105,0 286 143 3,64 0,56 58,5 277 106

Биогумус 3 т/га 3,52 0,53 106,5 294 148 3,57 0,59 79,1 299 143

Биогумус 6 т/га 3,37 0,51 102,1 271 160 3,45 0,60 79,7 282 167

Биогумус 9т/га 3,52 0,50 98,1 290 166 3,67 0,64 82,2 302 174

Навоз 60 т/га 3,53 0,52 103,5 284 166 3,64 0,62 87,5 294 168

НоРюК^иогумусЗтЛз 3,79 0,48 104,5 274 160 3.87 0,56 76,6 282 162

НиРбоКбО 3,69 0,52 97,6 284 143 3,69 0,52 71,2 284 135

Таблица 4

Влияние удобрений на изменение агрохимических параметров почвы под гречихой (1999...2001 гг.)

Варианты опыта Почва до внесения удобрений, (до посева) Почва после внесения удобрений, (к уборке)

гумус, % мгУкг гумус, % мг/кг

общий лабильный р2о5 к2о общий лабильный N р2о5 К20

Контроль 3,13 0,39 79,8 295 182 3,11 0,37 67,2 292 164

Биогумус 3 т/га 3,27 0,41 78,1 294 170 3,32 0,47 67.2 300 169

Биогумус 6 т/га ЗДЗ 0,39 78,6 289 174 3,34 0,51 68,8 298 179

Биогумус 9 т/га 3,18 0,45 76,9 295 167 3,36 0,62 68,4 310 173

Н^даКда+биогумуе 3 т/га 3,30 0,42 80,8 300 178 3,39 0,50 70,9 311 177

^оРеоКфо 3,26 0,40 78,9 297 183 3,26 0,40 67,0 302 173

N - щёлочи о легко гидролизу с мый

зависимости. На озимой пшенице по фосфору коэффициент корреляции составил 0,92, а уравнение регрессиии имело вид у= 1,17х + 2,33, по калию соответственно 0,90 и у=2,17х - 9,67. На гречихе уравнение регрессии до фосфору описывалось формулой у=1,5х + 1 при г=0,98, по калиюу=1,17х-3,67 при г=0,92. При внесении минеральных удобрений на пшенице количество фосфора не изменилось, на гречихе повысилось на 5 мг/кг. На озимой пшенице содержание К;0 возросло лишь на вариантах биогумус 6 и 9 т/га, навоз 60 т/га, М^Р^К« + биогумус 3 т/га в пределах 2...8 мг/кг, на гречихе на вариантах биогумус 6 и 9 т/га - 5 и 6 мг/кг почвы, К завершению вегетации озимой пшеницы и гречихи отмечалось некоторое изменение содержания в почве тяжёлых металлов -движение определяемых химических элементов находилось в пределах допустимых норм, что, видимо, характеризует естественное течение процессов в данной почве, не представляющее угрозы природным экосистемам и культивируемым растениям.

Таблица 5

Групповой и фракционный состав гумуса серой лесной почвы в слое 0-20 см, % к С^.

Варианты опыта Ойн. »/о К гкмве Фракции гуминовых кислот Фракции фульвонислот 0 щ -е- 1 с ? £ В § 7* 1 г*. 1 1

1 2 3 0 1 1 а 1 2 3 2

Озимая пшеница

Контроль 1,68 4.3 29,1 8,2 41,6 2,4 33 10.4 | 9.2 25,8 67,4 ] 32,6 1 1.61 ;

Биог.9т+а 1,76 6.1 27,1 11.1 44,3 2,3 3,9 10.2 8.3 24.7 69,0 : 31.0 1.79 !

НСР« 1,02 0,65 1 1 1

Гречиха

Контроль 1,61 3,4 37,1 6,7 | 47,2 3,5 4,4 I 10.2 9.0 27,1 74,3 | 25,7 | 1,74 ]

Еиог.9йа 1,73 62 35.5 8,1 49,8 3,5 4.2 | 9.9 8,8 26.4 76.2 ; 23.8 ! 1.89 !

НСР05 1 0.99 I 0.43 ! ! 1

Динамика микробиологических параметров почвы. К завершению вегетации происходит резкое увеличение ОМЧ (рис. 1). Если до внесения удобрений ОМЧ в зависимости от варианта составляло 2.0...4,9 млн,/г, то к созреванию гречихи достигает до 6,6.,.23,8 млн./г. Вероятно, это связано с

ОМЧ, млн ./г

Микромицеты, Tbic.fr

Актином ицеты, тыс^г

Бациллы. ылн>

Нитрифицир, бактерии, тыс^г

Аютфинсир.Бактерим, htiin.fr

I

140 1»

100 «О

I

1

ттпп

' О До вивсеивд удобрений ■ к эздрш. оеетвции '

Рис. 1. Динамика основных физиологических групп микроорганизмов в пахотном слое почвы под гречихой наступлением благоприятных условий для их жизнедеятельности. Кроме того, с началом активной вегетации растений микроорганизмы участвуют в разложении корневого опада и экссудатов растений, что также влияет на численность и структуру деструкторов. Наибольшее увеличение ОМЧ произошло на биогумусных вариантах - в 4,8.. .6,7 раз от исходного уровня, наименьшее - на фоне МйоРбоК^о - 2,6 раз, контрольный и органоминеральный вариант занимали промежуточное положение. Можно предположить, что органические фоны создавали лучшие предпосылки для развития микроорганизмов, происходившего вероятно, в результате высокого содержания их в биогумусе, а также стимуляции почвенных популяций при внесении органического вещества. Амплитуда колебания численности микромицетов и актиномицетов носила следующий

характер: до внесения удобрений в структуре микроценоза доминировали актиномицеты (численность 85...415 тыс./г) над микрома цехами (численность 32...70 тыс./г). К завершению же вегетационного сезона численность актиномицетов снижалась в 1,9...6,9 раз, а количество микромицетов возрастало в 2,5...14,6 раз. Вероятно, это связано с изменением экологических условий и источника питания. На вариантах с внесением биогумуса 3, 6, 9 т/га отмечено увеличение численности бацилл (Bacillus sp) в 15,7, 4,1 и 30,9 раз, на остальных вариантах их количество снижалось. Из представителей свобод нож иву щи х азотфиксирующих бактерий определён Azotobacter chroococcum. Его содержание несколько повышалось на контроле и биогумусе 3,9 т/га (в 1,7 и 2,9, 2,0 раза), на остальных вариантах его численность менялась мало. Развитие этих групп бактерий можно рассматривать как экологически благоприятное, и их наличие косвенно подтверждает достаточно благоприятную биологическую обстановку в почве. Численность нитрифицирующих бактерий в наших исследованиях снижалась, Это обусловлено снижением к концу вегетации содержания азота - их энергетического материала вследствие интенсивного потребления его растениями, а также возможного вымывания и денитрификации.

Динамика продуктивной влаги в почве. В фазу всходов и начале весенней вегетации на озимой пшенице и по всходам у гречихи отмечено некоторое увеличение запасов продуктивной влаги в почве на вариантах с внесением органических удобрений относительно неудобренного контроля и варианта с минеральными удобрениями. В метровом слое под озимой пшеницей (всходы) по сравнению с контролем оно составило 0,8.,.2,8 мм, под гречихой -1,6...3,5 мм. Более это явление выразилось на варианте биогумуса, внесённого под озимую пшеницу в дозах 6 и 9 т/га, навозе 60 т/га - 2,0, 2,8,1,6 мм, на гречихе в дозах 6 и 9 т/га - 2,2 и 3,5 мм. Можно предположить, что внесение биогумуса, обладающего коллоидной структурой и большим содержанием органического вещества, способствовало лучшему накоплению атмосферных осадков и сохранению почвенных запасов в поверхностном слое почвы. К созреванию происходило закономерное снижение влаги в почве, наиболее ощутимо

выраженное на удобренных вариантах, так как удобрения способствовали созданию большей вегетативной массы и урожая, приведшее в итоге к большему потреблению влаги растениями, чем на контроле.

фенологические наблюдения. Влияние изучаемых удобрений на прохождение фенологических фаз у озимой пшеницы начинает сказываться с начала весенней вегетации, так, фаза выхода в трубку задерживается на 1 день по вариантам биогумус 9 т/га и навоз 60 т/га. В дальнейшем прослеживается аналогичная тенденция удлинения межфазных периодов кроме упомянутых и других вариантов с внесением удобрений, причём их продолжительность увеличивалась с возрастанием доз удобрений. В конечном итоге это привело к удлинению вегетационного периода. На озимой пшенице вегетационный период составил на фоне без удобрений 320 дней, на биогумусе 3 т/га и Н^боК«) - 321, биогумусе 6 т/га и Ы^аР^Ки + биогумусе 3 т/га - 323, а на биогумусе 9 т/га и навозе 60 т/га - 325 дней, то есть внесение удобрений в зависимости от вида и дозы продлило вегетацию на 1 - 5 дней. У гречихи период вегетации на контроле составил 68 дней, на фоне возрастающих доз биогумуса - 69...71 день, а на ЫбоРмКи + биогумусе 3 т/га и НмРйаК.^ - 70 и 68 дней.

Всхожесть и сохранность растений к уборке. В среднем за три года всхожесть высеянных семян по озимой пшенице составила 78,5..,79,3 %, по гречихе 79,5...81,5 %. У озимой пшеницы на контроле всхожесть составила 78,5 %, на вариантах с внесением биогумуса и навоза - 78,8...79,3 %. На гречихе всхожесть семян на контроле была на уровне 80,0 %, на биогумусных вариантах -80,5,..81,5 %. Представленное увеличение незначительно и математически недоказуемо. Что касается сохранности растений к уборке, то достоверного влияния удобрений на данный показатель не отмечено. Следует отметить достоверное улучшение перезимовки растений на вариантах с внесением удобрений (без внесения удобрений перезимовало 67,7 % растений, с внесением удобрений - 69,9..,72,5 %). Среди удобренных вариантов лучшая перезимовка отмечена при внесении биогумуса в дозах 6, 9 т/га и ЫздР^Км + биогумус 3 т/га -выше контроля соответственно на 4,8,3,6 и 4,6 %,

Рост растений. Внешним признаком проявления реакции растений на внесённые удобрения является увеличение вегетативной массы и рост в высоту. У пшеницы высота растений удобренных вариантов в фазе трубковання превышала контрольный вариант на 5,9.. .14,7 %. Особенно выделились варианты биогумус 9 т/га, навоз 60 т/га, М^Р^К« + биогумус 3 т/га и биогумус 6 т/га. Растения гречихи на удобренных вариантах также были выше, чем на контроле. В фазу двух пар настоящих листьев высота удобренных биогумусом растений была больше, чем на контроле на 32,9,. .43,8 %.

Нарастание надземной биомассы. Прирост биомассы коррелировал пропорционально дозе внесённого удобрения. В максимальный период накопления надземной биомассы озимой пшеницы - колошение, биомасса на вариантах с внесением удобрений была выше, чем на контроле на 6,9...34,9 %. Наибольшая биомасса была накоплена на фоне внесения биогумуса в дозе 9 т/га, навозе 60 т/га, Ы^РбоКм + биогумус 3 т/га и биогумус 6 т/га. На посевах гречихи максимальной фазой накопления биомассы явилась фаза созревания. Преимущество по нарастанию надземной биомассы здесь имели варианты с внесением биогумуса в дозе 9, 6 т/га и К^боКлп + биогумус 3 т/га. В процентном отношении они показали увеличение по сравнению с неудобренным фоном соответственно на 34,7,28,3, и 21,4 %.

Нарастание листовой поверхности. Листовая поверхность озимой пшеницы до колошения увеличивалась, затем происходило её снижение. В фазе максимального нарастания листовой поверхности пшеницы - колошение, изучаемые удобрения увеличили площадь ассимиляционной поверхности (к контролю - 28,7 тыс, мг/га) на 12,9...59,2 %. Среди изучаемых удобрений наибольшая площадь листьев наблюдалась на повышенных дозах удобрений -биогумусе 9 т/га, навозе 60 т/га, биогумусе 6 т/га и + биогумус 3 т/га. На

гречихе наибольшая площадь листьев зафиксирована в период созревания. Влияние удобрений на развитие этого показателя у гречихи носило такой же характер, как и у озимой пшеницы. Наибольшая площадь листовой поверхности отмечена на фоне вносимых доз биогумуса 9,6 т/га и N«^60*^0 + биогумус 3 т/га -

что соответственно на 23,0, 20,8, и 17,1 % больше, чем на контроле (32,2 тыс. мг/га).

Поражённость и повреждённость растений болезнями и вредителями.

На озимой пшенице были выявлены корневые гнили, мучнистая роса, септориоз и бурая ржавчина. Поражение корневыми гнилями возрастало от всходов к созреванию. Так, если в среднем за годы исследований распространение и развитие болезни в период всходов составляло по вариантам опыта 9,5... 13,4 и 2,2...4,0%, то к созреванию-29,9...47,0 и 9,2.,. 13,9% соответственно, при этом биогумусные варианты поражались меньше всего. Например, к созреванию, развитие корневых гнилей на фоне вносимых доз биогумуса в абсолютном значении было на 2,6...4,7 % ниже, чем на контроле и на 1,2..,3,3 %, чем на МмРлоКед. Менее всех были поражены растения на варианте с внесением биогумуса в дозе 6 т/га. На удобренных вариантах отмечалось некоторое уменьшение распространения и развития листовых болезней. Из исследуемых удобрений и в данном случае более привлекательным выглядел биогумус в дозе 6 т/га, на котором развитие болезней по сравнению с неудобренной почвой было меньше по мучнистой росе на 7,6 %, по септориозу на 2,8 %, по бурой ржавчине на 2,2 %. Вероятно, внесение биогумуса в почву активизирует деятельность аборигенного микробного сообщества. Кроме того, здоровое растение, обеспеченное в необходимом количестве питательными элементами, менее подвержено внедрению и развитию патогена, очевидно, что этот фактор и развитие антагонистической микрофлоры ослабляло степень инфицированности растений болезнетворной микрофлорой. Среди насекомых - вредителей в пшеничном агроценозе были обнаружены: в фазе всходов повреждения полосатой хлебной блошкой, в фазе полного кущения - шведской мухой. Видимых различий повреждений по вариантам не выявилось, они носили незначительный характер и. по видимому, существенного влияния на формирование урожая не оказали. На посевах гречихи в годы опытов болезни и вредители практически не фиксировались.

Засорённость посевов. Засорённость посевов озимой пшеницы и гречихи оказалась невысокой, в среднем за годы опытов в период всходов 11...23 и 14.. .5 5 шт./м2 соответственно по культурам. К уборке, вследствие конкуренции с культурными растениями количество, сорняков снижалось. Растения озимой пшеницы и гречихи на вариантах, с удобрениями более эффективно конкурировали и подавляли сорные растения. К уборке воздушно-сухая масса сорняков на вариантах с удобрениями оказывалась выше, чем на контроле, потому что, также как и культурные растения, они развивались более мощные. В период всходов чёткой разницы опытных вариантов по засоренности не выявилось, за исключением навозного варианта на озимой пшенице, где засорённость была выше контроля на 76,9 %.

Урожайность, структура урожая и качество зерна. В среднем за 1999...2001 гг. урожайность озимой пшеницы на вариантах с внесением удобрений составила 48,5...53,0 ц/га, что превысило контроль на 11,8...22,1 % (табл. 6). На фоне вносимых доз биогумуса 3, 6, 9 т/га урожайность составила 50,8, 53,0,52,2 ц/га и повысилась к контролю на 17Д, 22,1,20,3 % соответственно. Прибавка от М60Р<,оК№ -11,8 %, МмРбоКю + биогумус 3 т/га - 19,8 %, навоз 60 т/га ~ 19,4 %, Характеризуя урожайные данные гречихи, мы также наблюдаем чётко

Таблица 6

Влияние удобрений на урожайность озимой пшеницы, ц/га

Варианты опыта 1999 г. 2000 г. 2001 г. 1999... 2001 гг. Прибавка к контролю

ц/га %

Контроль 43,9 43,6 42,8 43,4 - -

Биогумус 3 т/га 50,9 51,1 50,5 50,8 7,4 17,1

Биогумус 6 т/га 51,1 54,7 53,1 53,0 9,6 22,1

Биогумус 9 т/га 51,5 53,4 51,7 52,2 8,8 20,3

Навоз 60 т/га 50,3 53,1 52,0 51,8 8,4 19,4

ИбоРбоКбо + биог. 3 т/га 47,9 55,5 52,5 52,0 8,6 19,8

Т^боРбоКбо 46,2 49,8 49,6 48,5 5,1 11,8

НСР05 3,7 2,8 1,6

Таблица 7

Влияние удобрений на урожайность гречихи, ц/га

Варианты опыта 1999 г. 2000 г. 2001 г. 1999...2001 гг. Приб< КОНТ1 шка к ?о л ю

и/га %

Контроль 8,6 13,3 (2,6 11,5 - -

Биогумус 3 т/га 10,7 15,7 14,8 13,7 2,2 19,1

Биогумус б т/га 10,4 17,6 16,4 14,8 3,3 28,7

Биогумус 9 т/га 10,6 16,1 15,8 14,2 2,7 23,5

+ б ног. 3 т/га пл 15,2 15,0 13,8 2,3 20,0

ЫиРадКм. 9,7 14,0 13,7 12,5 1.0 8,7

НСРо5 1,0 1,4 1,2

выраженное увеличение урожайности на вариантах с внесением удобрений (табл. 7). Величина урожая возрастающих доз биогумуса 3, 6,9 т/га составила 13,7, 14,8, )4,2 ц/га, обеспечившая прибавку к контролю на 19,1, 28,7, 23,5 % по дозам соответственно. Максимальная прибавка урожая обеспечивалась внесением б т/га. Минимальная прибавка оказалась на фоне с М^Р^К^ - 8,7 %, вариант КыЛиКад + биогумус 3 т/га по сбору урожая занял промежуточное положение между биогумусом в дозе 3 т/га и б т/га - прибавка 20,0 %. Следовательно, оптимальный вариант - внесение биогумуса в дозах 3..,6 т/га, увеличение дозы до 9 т/га ведёт к излишнему нарастанию вегетативной части (соломы) и уменьшает выход зерна.

Изучение структуры урожая показало, что урожайность озимой пшеницы под действием биогумуса возрастает за счёт увеличения массы 1000 зёрен, числа растений к уборке, а также озернённости колоса и продуктивной кустистости. Можно предположить, что удобрения, содержащие большое количество питательных элементов, позволили сформировать большой урожай обшей биомассы, в доле которого побочная продукция (солома) формировалась в ущерб основной (зерну), то есть одновременно с ростом урожая зерна параллельно наблюдался значительно выраженный рост вегетативной массы, обусловленный уровнем питания растений. Сходная тенденциозность следует и из анализа структуры урожая гречихи. Таким образом, внесение биогумуса в дозах 3...6 т/га обеспечивает оптимальные условия для питания растений, создающие

предпосылки для получения высоких урожаев, дальнейшее увеличение дозы биогумуса (а также навоз в дозе 60 т/га) на фоне достаточной влагообеспеченности приводит к избыточному питанию растений, израстанию и снижению урожая основной продукции — зерна.

В среднем за 1999...2001 гг. лучшее качество зерна озимой пшеницы обеспечивали варианты биогумус 6 т/га и ^оРмК<л + биогумус 3 т/га, - по сравнению с контролем увеличение натуры зерна составило 2 и 9 г/л, стекловидности 15 %, содержание протеина 0,9 и 0,8 %, сырой клейковины 3,7 % и 2,9 % соответственно. У гречихи более высококачественное зерно было получено на фоне внесения биогумуса в дозах б и 9 т/га - по отношению к контролю значение натурности увеличилось на 21 и 15 г/л, содержание протеина на 1,3 и 1,5 %. С целью получения более полной информации о качестве выращенной растениеводческой продукции было изучено содержание в ней тяжёлых металлов (Си, 2п, С<1 и РЬ). В зерне озимой пшеницы и гречихи содержание определяемых элементов не выходило за границы ПДК, по вариантам опыта значительно не изменялось. .

Экономическая и энергетическая эффективность. Расчёты показали, что с увеличением дозы биогумуса производственные и энергетические затраты на 1 га увеличиваются, что связано как с увеличением стоимости самого удобрения, так и затратами на его погрузку, транспортировку и внесение. Производственные затраты на возделывание озимой пшеницы были в пределах 2944.2...5965,1 руб./га, энергетические — 15992,6...48932,8 МДж/га. Самые высокие производственные затраты на озимой пшенице получены на варианте КаРбоКьо + биогумус 3 т/га и Т^РбоК^о — главным образом из-за высокой стоимости минеральных удобрений, энергетические на варианте с навозом. В структуре затрат этого варианта основная доля приходится на ГСМ по причине энергоёмкости процессов погрузки, транспортировки, внесения и запашки большой дозы навоза. Себестоимость производства зерна озимой пшеницы составила 678,4... 1147,1 руб./т, при этом наименьшая себестоимость была на неудобренном фоне, наибольшая на варианте М6<А<>К«о + биогумус 3 т/га и

Максимальный уровень рентабельности получен на варианте биогумус 3 т/га - 294,2 %. Коэффициент энергетической эффективности (К,.,) по вариантам опыта составил 1,74...4,46. Несмотря на то, что внесение удобрений приводило к увеличению выхода обменной энергии, максимальный коэффициент энергетической эффективности был на контроле. Среди удобренных вариантов наименьший Ки отмечался при внесении 60 т/га навоза - 1,74. На возрастающих дозах биогумуса он составил: 3 т/га - 4,15, б т/га - 3,64, 9 т/га - 3,11, на фонах НюРбоКбо + биогумус 3 т/га и Г^^Р^аК^о - 2,89 и 3,10 соответственно.

Экономико-энергетические расчёты возделывания гречихи перекликаются с данными, полученными по озимой пшенице. Минимальные затраты также пришлись на контроль (2266,8 руб./га), на остальных вариантах в зависимости от вида и дозы удобрения происходило их увеличение в пределах 2810,7...5258,2 руб./га. Применение удобрений повышало себестоимость зерна адекватно затратам (контроль - 1971,1 руб./га, удобренные варианты - 2051,6,.,38)0,3 руб./га), и, несмотря на то, что в целом была получена значительная прибыль и обеспечен высокий уровень рентабельности (89,0,..240,9 %), в большинстве случаев дополнительные затраты не перекрывались прибавками от внесения удобрений. Максимальный уровень рентабельности отмечен на фоне биогумуса 3 т/га - 251,0 %. Энергетические затраты на возделывание гречихи возрастали в пропорциях, аналогичных озимой пшенице. На контроле К,э составил 1.79, на биогумусных вариантах 3, 6, 9 т/га соответственно - 1,58, 1,37, 1,09, на варианте Н^РбоКбо - 1,04, КоР^ц + биогумус 3 т/га - 0,97.

Анализ структуры затрат, как производственных, так и энергетических, показывает, что основная их часть приходится на оборотные средства - семена, топливо, удобрения. Именно в связи с энергоёмкостью удобрительных веществ и дополнительными затратами на их использование затраты совокупной энергии на удобренных вариантах выше. Однако значительный расход энергии на применение удобрений, тем более органических, не обязательно говорит об их невыгодности, так как за пределами расчётов остаётся гумус - основной энергетический ресурс почвы, и не учтён дополнительный эффект от повышения

его запасов. Вероятно, об истинной эффективности удобрения следует судить не только по данным экономического или энергетического анализа, а с учётом всех агрономических аспектов и на этой основе делать выводы об обоснованности его применения или производства.

Выноды

1. Результативность вермикомпостирования и удобрительная ценность биогумуса зависят от состава субстрата, условий и продолжительности технологического цикла производства удобрения. Сформированное удобрение имеет специфический состав микрофлоры, высокое содержание подвижных форм N Р К, органического вещества, в составе которого отмечается преобладание гуминовых кислот и гуматный тип гумуса,

2. Изученные органические удобрения положительно сказались на плодородии почвы. Намечалась тенденция повышения содержания органического вещества в почве, происходило увеличение подвижных форм фосфора и калия (5...15 и 2...8 мг/кг почвы соответственно), улучшался фракционно-грулповой состав гумуса. Наибольшее увеличение происходило на вариантах; биогумус б и 9 т/га, навоз 60 т/га. На фоне Н^Р^К^о наблюдалась стабилизация состояния гумуса, на фоне без удобрений - снижение. Варианты с применением биогумуса наиболее выражено определяли напряжённость микробиологических процессов в почве, повышали численность и влияли на структуру микроценоза почвы, кроме того, способствовали лучшему накоплению и сохранению почвенной влаги в начальные этапы развития растений.

3. Применяемые удобрения позитивно влияли на рост и развитие растений, особенно биогумус в дозах 6 н 9 т/га, навоз 60 т/га и К^Р^К^ + биогумус 3 т/га, на этих вариантах наибольший прирост листовой поверхности, надземной биомассы и роста растений в высоту. Удобрения в зависимости от вида и дозы способствовали удлинению периода вегетации на ! - 5 дней, а также улучшали перезимовку растений озимой пшеницы.

4. Изученные агрофоны оказывали влияние на распространение и развитие болезней, засорённость. В период максимальной поражённое™ растений озимой пшеницы корневыми гннлямн (созревание), их развитие на фонах с внесением доз биогумуса было на 2,6..А,7 % ниже, чем на контроле и на ],2,.,3,3 % ниже, чем на фоне минеральных удобрений. Менее всех были поражены растения в варианте с использованием биогумуса 6 т/га, здесь также наблюдалось наименьшее поражение растений листовыми болезнями. Наибольшая засорённость посевов отмечена при внесении навоза. Повреждения растений вредителями в годы опытов,-было незначительным, изученные агрофоны на данный показатель практически не влияли.

5. Для формирования урожая зерна наиболее оптимальным оказалось внесение биогумуса в дозах 3 и 6 т/га - в среднем за три года урожайность превысила контрольный вариант соответственно на 17,1 и 22,1 % по озимой пшенице и на 19,1 и 28,7 % по гречихе. При увеличении дозы биогумуса до 9 т/га наблюдалось снижение урожайности из-за интенсивного нарастания вегетативной массы. Увеличение урожая на опытных вариантах определялось улучшением показателей его структуры - у озимой пшеницы увеличивалась масса 1000 зёрен, озернённость колоса, число растений к уборке, у гречихи - масса I ООО зёрен, число зёрен на растении. Изученные варианты повлияли и на качество зерна изучаемых культур. Наилучшие результаты как на озимой пшенице, так и на гречихе наблюдались при внесении биогумуса 6 т/га.

6. Среди изученных удобрительных средств наиболее экономически и энергетически эффективными были варианты с внесением биогумуса в дозах 3 и 6 т/га. Наименьший коэффициент энергетической эффективности отмечался на варианте навоз 60 т/га, а рентабельность - на фоне К^РмК^о+ биогумус 3 т/га и

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1, В целях утилизации органосодержащих отходов животноводства и получения высокоэффективного органического удобрения сельскохозяйственным предприятиям рекомендуется освоить технологию производства биогумуса.

2. На серых лесных почвах Предкамья для сохранения почвенного плодородия, повышения продуктивности озимой пшеницы и гречихи, а также получения экологически безопасной продукции растениеводства, целесообразно внесение под поверхностную обработку почвы биогумуса в дозах 3...6 т/га.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Влияние биогумуса на урожайность и качество продукции сельскохозяйственных культур. //НиваТатарстана. -2000. 2. -С. 14.

2. Некоторые результаты использования биогумуса под озимую пшеницу и гречиху. //Матер, второй респ. конф. молодых учёных «Молодые учёные - агропром. компл.». -Казань, 2000. -С. 41 - 42.

3. Эффективность возрастающих доз биогумуса при внесении под гречиху. //Нива Татарстана. -2000, 4. -С. 11 - 12.*

4. Влияние биогумуса на некоторые показатели почвенного плодородия и продуктивность гречихи, //Агро-Информ. -2001, -№29 - 30. -С.29-30,*

5. Некоторые проблемы биологизации земледелия. //Нива Татарстана, -2001. 2. -С. ) 1 - 13.*

6. Агроэкологические аспекты применения биогумуса при возделывании сельскохозяйственных культур. //Матер. 40-ой науч. конф. молодых учёных, аспирантов и студентов «Агроном, науха в начале XXI века», -Пенза,2001.-С. 225-227*

7. К вопросу об использовании биогумуса как одного из агроприёмов биологизации земледелия. //Тез. докл. Всерос, науч. - практ, конф, «Эколого-эконом, пробл.разв, АПК».-Калуга, 2001. -С. 42-44.*

8. Биологические факторы интенсификации адаптивного растениеводства в исследованиях ТатНИИСХ. //Матер, междунар. науч.- практ. конф. «Акт. пробл. разв. прикл. иссл. и пути повыш. их эффективности в с.-х. производстве», -Казань, 2001. -С. 326 - 334.*

9. Биологические агроприемы в современном земледелии. //Там же. -С. 334 - 339.*

!0.Изменение микробиологических свойств почвы при внесении биогумуса. //Нива Татарстана. -2001. 4. -С, 23 - 24,'"

11. Положительное действие биогумуса на продуктивность озимой пшеницы и гречихи. //Матер, межрегион, науч.-практ, конф, -Уфа. 2001. -С. 115- 116.*

12. Особенности технологии производства и использования биогумуса. //Агро-Информ. -2001. -Х« 35. -С. 18-19,*

13. Микробиологические аспекты почвенного плодородия при внесении биогумуса, У/Труды научно-практ. конф. «Соврем, земледелию - адапт, технологи и» .-Ижевск, 2001.-С, 41-44.*

14.0 влиянии возрастающих доз биогумуса на продуктивность озимой пшеницы и гречихи, //Там же. -С, 44 —45.*

15. Тихий труд червя. //Природа и человек (Свет). -2002. !. -С. 29.

16. Удобрительная характеристика биогумуса./ЛТлодородие. 2001. -К«3.-С. 35*

17. Продуктивность и фитосанитарное состояние агроценозов при использовании биогумуса, //Матер, науч. - практ, конф. молодых учёных «Акт. пробл. развития АПК РТ на современном этапе». -Казань, 2001. (в печати),*

'работы в соавторстве (соавторы Гареев Р,Г„ Шарафеева Ф.Г.)

Подписано в печать 18.02.2002 г. Бумага офсепия,- Гарнитура Тайме. Формат 80x108 15 .

№ . Печалъ рнюграфическая.

т 08 .

Огпечагшю с готового орипийи-макпа в пшо^фии

ООО «аиггех» 420015, ( Кяжи ул.То I ктпго, 15(3-е эяш-ше КЛ11 подвал) тел.36-11-7] Лицензия № 0139 от 15.10.98г. выданная министерством шфермаиии и печати Республики Татарстан