Научный журнал

Рассмотрены на основании исследований в длительном полевом опыте на окультуренной дерново-подзолистой легкосуглинистой почве закономерности действия органических и минеральных удобрений на биологические свойства почвы и урожайность яровой пшеницы, возделываемой в севообороте. Ключевые слова: органические и минеральные удобрения, почва, биологическая активность, урожайность. В обеспечении продовольственной безопасности страны важное значение имеют устойчивое развитие земледелия, сохранение плодородия почв и повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Одно из необходимых условий при этом - научно обоснованное применение органических и минеральных удобрений. Согласно работам отечественных ученых [1-5], наиболее эффективно их совместное внесение под сельскохозяйственные культуры. Однако многие вопросы, в том числе связанные с биологическими свойствами почв при различном уровне применения удобрений, мало изучены. Цель исследований - установить при выращивании яровой пшеницы в полевом севообороте эффективные дозы и сочетания подстилочного навоза и минеральных удобрений. Это обеспечит повышение биологической активности почвы, сохранение биоразнообразия микробоценоза и получение высокой урожайности зерна. Методика. Исследования проводили на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в длительном полевом опыте, который был заложен в 1978 г. в Смоленской области по сокращенной факториальной схеме, представляющей выборку 1/27 (6 х 6 х 6 х 6). Изучали четыре фактора: навоз крупного рогатого скота, азотные, фосфорные, калийные минеральные удобрения в шести дозах. Всего в опыте 48 вариантов. Закладку и проведение опыта осуществляли в соответствии с Программой и методикой исследований в Географической сети опытов по комплексному применению средств химизации в земледелии (1990). Единичные дозы навоза в 1-й ротации севооборота под картофель и озимую пшеницу составляли 20 и 15 т/га соответственно, во 2- и 3-й ротациях - 20 т/га под картофель и в 4-й ротации -15 т/га под озимую рожь. Перед первой и второй ротациями севооборота осуществляли известкование почвы по полной гидролитической кислотности. Исследования проводили в четвертой ротации севооборота (2002 - 2008 гг.) с чередованием культур: 1 - однолетние травы (овес на зеленый корм); 2 - озимая рожь; 3 - ячмень; 4 и 5 - многолетние травы 1- и 2-го годов пользования; 6 - яровая пшеница; 7 - овес. Почва опытного участка дерново-подзолистая легкосуглинистая, подстилаемая карбонатной мореной, окультуренная. Перед закладкой опыта в 1978 г. в слое 0-20 см (в среднем по двум полям) почва имела следующие агрохимические показатели: рН 5,5, содержание органического углерода - 1,3%, подвижного фосфора (PO) (по Кирсанову) - 156, калия (KO) - 138 мг/кг почвы. Повторность в опыте трехкратная. Площадь делянки - 112 м (7 х 16 м), учетная площадь делянки - 48 м (4 х 12 м). Навоз в 4-й ротации вносили под озимую рожь. Он поступал с фермы крупного рогатого скота с небольшим количеством подстилки. Имел влажность 70% и содержал в среднем 0,46% общего азота, 0,08 аммонийного азота, 0,21 PO и 0,66 % КО. Содержание органического вещества (на сухую массу) составляло 59%, отношение C : N равно 19. Валовое содержание тяжелых металлов (мг/кг сухой массы) было невысоким: Cd - 0,1, Сr - 1, Ni - 1, Cu - 0,6, Zn - 7. С единичной ежегодной дозой навоза, равной в среднем за 30 лет 3,2 т/га, в почву вносилось в расчете на 1 га 580 кг органического вещества, 14,5 N, 6,6 PO, 20,7 кг КО. За 4 ротации севооборота с единичной дозой органического удобрения 96 т/га в почву поступило 17,4 т/га органического вещества, 435 кг/га N, 198 PO, 621 кг/га КО. Единичные дозы азота, фосфора и калия составляли по 25,5 кг д.в/га. За 30 лет опыта в почву поступило с минеральными удобрениями по 765 кг/га азота, фосфора (PO) и калия (КО). Обработку опытных данных проводили по Перегудову (1987), дисперсионный анализ - по Доспехову (1965) с использованием компьютерной программы STRAZ. Результаты и их обсуждение. В исследованиях, выполненных совместно с кафедрой агрохимии и биохимии растений МГУ имени М.В. Ломоносова [6], изучали биологическую активность почвы, которая является индикаторным показателем её экологического состояния. Установлено (рис. 1), что, по данным за 2010 г., общая численность микроорганизмов в почве на контроле составляла 46,8 кл/г·10. Влияние навоза в тройной дозе повышало этот показатель до 66,4 кл/г·10, в то время как при применении одних минеральных удобрений он был даже ниже контроля и составлял 38,1 кл/г·10. В вариантах органоминеральных систем удобрения общая численность микроорганизмов колебалась от 43,6 до 82,5 кл/г·10, причём с ростом доз удобрений, но только до 4-кратных, она возрастала. Рис. 1. Общая численность микроорганизмов в почве Микробное разнообразие почвы во всех вариантах опыта характеризовалось высокими показателями (рис. 2). Индекс биоразнообразия при этом равен 4,6-5,0. Исключение составлял только вариант с внесением одного фосфорного удобрения, где индекс биоразнообразия снижался до 4,0, в основном за счёт анаэробных видов бактерий. При изучении целлюлозоразлагающей активности почвы установлено, что на контроле без удобрений в 2010 г. за период экспозиции в течение 55 сут разложилось 3,74 г ткани, или 49,9%. Высоким этот показатель был в вариантах последействия калийных удобрений и пятикратных доз сочетания минеральных и органических удобрений, составивший, соответственно, 52,5 и 61,7%. При одностороннем применении тройной дозы навоза разложение ткани находилось на уровне 4,37 г, или 58,3%. Меньшее влияние на целлюлозоразлагающую способность микроорганизмов оказывали в последействии азотные удобрения при одностороннем применении, а большее - калийные. Это, связано, очевидно, с увеличением запасов подвижного калия в почве и возможным поглощением его глинистыми минералами, улучшением калийного и в целом питательного режима почв, оптимизирующего в итоге условия деятельности микроорганизмов и способствующего повышению урожайности. Рис. 2. Индекс биоразнообразия микробоценоза почвы Рис. 3. Целлюлозоразрушающая способность микробных сообществ в почве Важно отметить, что с ростом доз удобрений в органоминеральных вариантах наблюдалась тенденция к увеличению разложения ткани с 49,9 (на контроле) до 61,7 % при максимальных дозах навоза и минеральных удобрений. При этом удобрения в соответствии со схемой опыта вносили в течение четырех ротаций севооборота, а в год исследований испытывали их последействие. Весной в качестве поддерживающего удобрения был внесен фоном во всех вариантах минеральный азот в дозе 45 кг/га. Целлюлозоразлагающая способность микробных сообществ в почве в условиях засушливого лета 2011 г. была значительно слабее, чем в 2010 г. Тем не менее и в данном случае установлено большее воздействие на этот показатель органической системы удобрения. Несмотря на последействие органических удобрений, разложение льняной ткани составило 16,9%, что на 5% выше контроля. В то же время в вариантах одностороннего внесения азотных, фосфорных и калийных минеральных удобрений, а также полного минерального удобрения разложение ткани было меньшим, чем на контроле. Более высокая целлюлозоразлагающая способность микроорганизмов, хотя и на уровне тенденции, отмечалась в органоминеральных вариантах с двойными, четырёх- и пятикратными дозами. Сравнительное изучение урожайности зерна яровой пшеницы сорта МИС в различных вариантах удобрений выявило преимущество органоминеральной системы в дозах NPK на фоне последействия 6,6 т/га подстилочного навоза (табл.). Урожайность зерна при этом в среднем по двум полям за 2007-2008 гг. составила 33,4 ц/га, или была на 74% выше контроля при окупаемости 1 кг NPK 7,9 кг. Продуктивность звена севооборота многолетние травы - яровая пшеница находилась на уровне 34,8 ц з.е/га, что на 45% выше контроля без внесения удобрений. Органическая система удобрения с использованием подстилочного навоза в дозе 9,9 т/га севооборотной площади в последействии обеспечивала урожайность зерна яровой пшеницы 30,2 ц/га, что на 57% превышало контроль. Она уступала по данному показателю органоминеральной системе с двойными дозами удобрений. Влияние органических и минеральных удобрений на урожайность яровой пшеницы (в среднем за 2007-2008 гг.) Вариант опыта Урожайность, ц/га Прибавка ц/га % Контроль (без удобрений) 19,2 - - N 30,5 11,3 59 P 30,6 11,4 59 K 27,6 8,4 44 PК 31,5 12,3 64 NК 31,9 12,7 66 NР 31,8 12,6 66 NРК 34,5 15,3 79 Навоз, 9,9 т/га 30,2 11,0 57 К+навоз, 9,9 т/га 34,4 15,2 79 Р+навоз, 9,9 т/га 31,3 12,1 63 PК+навоз, 9,9 т/га 34,5 15,3 80 N+навоз, 9,9 т/га 41,2 22,0 114 NК+навоз, 9,9 т/га 36,8 17,6 91 NР+ навоз, 9,9 т/га 38,6 19,4 101 NРК+ навоз, 9,9 т/га 35,3 16,1 84 NРК+ навоз, 3,3 т/га 28,5 9,3 48 NРК+ навоз, 3,3 т/га 28,4 9,2 48 NРК+ навоз, 3,3 т/га 34,0 14,8 77 NРК+ навоз, 3,3 т/га 35,2 16,0 83 NРК+ навоз, 3,3 т/га 38,1 18,9 98 NРК+ навоз, 3,3 т/га 29,4 10,2 53 NРК+ навоз, 3,3 т/га 31,1 11,9 62 NРК+ навоз, 3,3 т/га 38,2 19,0 99 NРК+ навоз, 13,2 т/га 32,6 13,4 70 NРК+ навоз, 13,2 т/га 29,3 10,1 52 NРК+ навоз, 13,2 т/га 30,6 11,4 59 NРК+ навоз, 13,2 т/га 33,2 14,0 73 NРК+ навоз, 13,2 т/га 34,0 14,8 77 NРК+ навоз, 13,2 т/га 31,5 12,3 64 NРК+ навоз, 13,2 т/га 30,1 10,9 57 NРК+ навоз, 13,2 т/га 32,3 13,1 68 NPK + навоз, 6,6 т/га 33,4 14,2 74 NPK + навоз, 6,6 т/га 33,1 13,9 72 NPK + навоз, 6,6 т/га 34,0 14,8 77 NPK + навоз, 6,6 т/га 34,5 15,3 80 NPK + навоз, 6,6 т/га 34,4 15,2 79 NPK + навоз, 6,6 т/га 36,6 17,4 91 NPK + навоз, 6,6 т/га 32,1 12,9 67 NPK + навоз, 6,6 т/га 38,1 18,9 98 NPК + навоз, 16,5 т/га 29,9 10,7 55 NPK + навоз,16,5 т/га 35,1 15,9 83 NPK + навоз,16,5 т/га 37,8 18,6 97 NPК + навоз,16,5 т/га 34,1 14,9 77 NPК + навоз,16,5 т/га 34,4 15,2 79 NPК + навоз,16,5 т/га 29,6 10,4 54 NPК + навоз,16,5 т/га 37,7 18,5 96 NPК + навоз,16,5 т/га 39,6 20,4 106 НСР 5,7 Минеральная система в дозах NPK позволяла получать урожайность яровой пшеницы в среднем 34,5 ц/га, или на 80% выше контроля, однако с более низкой, чем при использовании органоминеральной системы в двукратных дозах, окупаемостью 1 кг питательных веществ вносимых удобрений зерном - 5,6 кг по сравнению с 7,9 кг. Наибольшая урожайность яровой пшеницы - 41,2 ц/га была достигнута в варианте последействия 9,9 т/га навоза с азотными минеральными удобрениями в дозе 90 кг/га N. Однако при этом по содержанию белка в зерне, равному 9,9 %, данный вариант значительно (на 2,1 %) уступал органоминеральному варианту с двойными дозами удобрений, т.е. NPK на фоне 6,6 т/га навоза. Таким образом, анализ данных стационарного полевого опыта показал, что на окультуренной дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в условиях западной части Нечернозёмной зоны России применение органических и минеральных удобрений под яровую пшеницу при оптимизации доз и сочетаний является агрономически эффективным и экологически безопасным приемом, обеспечивающим рост урожайности зерна яровой пшеницы, повышение биологической активности почвы и сохранение микробного биоразнообразия. Литература 1. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения. Т.!. Агрохимия. - М.: Колос, 1965. - 767 с. 2. Бодрова Е.М., Озолина З.А. Совместное применение органических и минеральных удобрений. - М.: Россельхозиздат, 1965. - 140 с. 3. Влияние длительного применения удобрений на органическое вещество почв /Под ред. В.Г. Сычева, Л.К. Шевцовой. - М.: ВНИИА, 2010. - 352 с. 4. Минеев В.Г., Дебрецени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. - М.: Колос, 1993. - 415 с. 5. Панников В.Д., Кореньков Д.А., Ладонин В.Ф., Мамченков И.П. и др. Органические удобрения. - М.: ВАСХНИЛ, ВИУА, 1972. - 352 с. 6. Мерзлая Г.Е., Верховцева Н.В., Селиверстова О.М., Макшакова О.В., Волошин С.П. Взаимосвязь микробиологических и агрохимических показателей дерново-подзолистой почвы при длительном применении удобрений // Проблемы агрохимии и экологии. - 2012. - № 2. - С. 18-25. BIOLOGICAL ACTIVITY OF SOIL AND THE YIELD OF SPRING WHEAT AT THE USE OF ORGANIC AND MINERAL FERTILIZERS V.G. Sychev, G.E. Merzlaya, S.P. Voloshin, I.V. PonkratenkovaPryanishnikov All-Russian Scientific Research Institute of Agrochemistry, Russian Academy of Sciences, ul. Pryanishnikova 31a, Moscow, 127550 Russia, Smolensk Research Institute of Agriculture, ul. Nakhimova 21, Smolensk, 214025 Russia The effect of the long-term application of fertilizers on the parameters of soil biological activity and the yield of spring wheat was studied. Keywords: organic and mineral fertilizers, soil, biological activity, crop yield ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ АЗОТНОГО УДОБРЕНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РИЗОАГРИНА НА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЕ А.А. Алферов, к.с.-х.н., Л.С. Чернова, к.с.-х.н., Н.Я. Шмырева, к.б.н., А.А. Завалин, акад. РАН, ВНИИА Представлены результаты исследований по изучению влияния биопрепарата ризоагрин на урожайность зерна яровой пшеницы на разных фонах минерального питания. Установлено, что инокуляция семян яровой пшеницы биопрепаратом обеспечивает прибавку урожайности зерна 19,5 %, а азотное удобрение в дозе N -29,5%. В структуре выноса азота с урожаем доля ассоциативного азота, фиксированного ризосферными диазотрофами, на фоне РК достигает 20%. Метод изотопной индикации с применением стабильного изотопа азота N позволил установить, что коэффициент использования азота из аммиачной селитры равен 45%, а при совместном применении азотного удобрения и ризоагрина - возрастает до 56%. Количество «экстра»-азота составило 13% от «нетто-минерализации». При инокуляции семян биопрепаратом увеличивался вынос азота: на 25% на фоне РК и на 18% в варианте с NPК . На дерново-подзолистой почве с невысоким содержанием органического вещества иммобилизовалось 32% от азота, внесенного с минеральными удобрениями. Эффективность применения ризоагрина увеличивалась на фоне внесения азота в дозе N . При инокуляции семян яровой пшеницы препаратом ассоциативных диазотрофов и применении азотного удобрения дефицит баланса азота сократился на 9% по сравнению с РК . Ключевые слова: ризоагрин, урожайность зерна, яровая пшеница, минеральные удобрения, вынос азота урожаем, «экстра»-азот, иммобилизация, «нетто-минерализация» азота, баланс азота. Научно обоснованное применение удобрений - неотъемлемая основа, обеспечивающая высокую урожайность и качество продукции сельскохозяйственных культур при своевременном и качественном выполнении других агротехнических приемов. На бедных гумусом дерново-подзолистых почвах даже со средней обеспеченностью фосфором и калием главная роль в формировании урожая зерновых культур принадлежит азоту [1-4]. Применение минеральных удобрений глубоко воздействует на процессы трансформации почвенного азота, прежде всего на одновременно происходящий в почве синтез органических соединений (иммобилизацию) и их разложение (минерализацию). В обычных условиях (без применения удобрений) минерализация органического вещества превалирует над процессом иммобилизации, вследствие чего в почве создается и постоянно присутствует определенный запас минерального азота - «нетто-минерализация» [5]. Внесение удобрений изменяет равновесие между минерализацией и иммобилизацией азота в почве. В агроэкосистеме при использовании удобрений запас минерального азота зависит от общего количества поступившего и связанного азота, с одной стороны, и от активности микроорганизмов, участвующих в различных циклах его превращения, - с другой. Структурные изменения в микробоценозе влияют на процессы мобилизации и иммобилизации азота в почве [6]. Наряду с удобрениями существенной составляющей приходной части баланса и дополнительным источником улучшения азотного питания растений служит биологический азот, фиксированный симбиотическими и ассоциативными микроорганизмами в посевах сельскохозяйственных культур [7, 8]. Установлена высокая отзывчивость ряда сельскохозяйственных культур на обработку их биопрепаратами азотфиксаторов [9-11]. Применение биопрепаратов на основе ассоциативных микроорганизмов увеличивает накопление в растениях основных элементов минерального питания, что связано с использованием инокулированными растениями азота из атмосферы, а также с усилением поглощения корневой системой NPK из почвы и удобрений за счет продуцирования микроорганизмами физиологически активных веществ различных групп. Биопрепараты повышают коэффициент использования удобрений и могут существенно увеличить их окупаемость прибавкой урожая [12, 13]. Установлению количественных параметров трансформации азота при возделывании сельскохозяйственных культур, которые необходимы для предложения производству агроэкономически и экологически обоснованных параметров внесения удобрений, способствует использование метода изотопной индикации с применением стабильного изотопа азота N. Благодаря применению изотопа N, можно установить роль различных источников азота (N удобрения, N биологический, N почвы и «экстра»-азот) в формировании урожая зерновых культур [14]. Цель исследований - определить эффективность применения микробного препарата ризоагрин при возделывании яровой пшеницы на разных фонах минерального питания на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве Смоленской области. В задачи изучения входили выявление и уточнение закономерностей использования растениями азота удобрения, азота почвы и биологического азота при формировании урожая яровой пшеницы, возделываемой с применением микробных биопрепаратов на основе ассоциативных азотфиксаторов. Методика. Эффективность применения минеральных удобрений и биологического препарата ризоагрин изучали на яровой пшенице сорта Злата. Препарат ризоагрин, изготовленный во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии на основе ризосферных ассоциативных микроорганизмов Agrobacterium radiobacter , представляет собой порошковидный торфяной субстрат, обогащенный питательными веществами. В 1 г препарата содержится 6-10 млрд. бактериальных клеток. Согласно рекомендации ВНИИСХМ, обработку зерна яровой пшеницы проводили в день посева из расчета 600 г препарата на 6 млн всхожих семян. В качестве прилипателя использовали 1 %-ный раствор казеина. Микрополевой опыт проводили в 2014 г. в Смоленской области на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса (по Тюрину) - 1,98%; рН 5,1-5,2; содержание подвижных форм РО и КО (по Кирсанову), соответственно, 57,6 и 153,1 мг/кг почвы. Опыт проводили в сосудах без дна площадью 0,018 м. Для изучения баланса азота, его потребления растениями из минерального удобрения и почвы использовали стабильный изотоп азота N в виде соли NHNO с обогащением 54,04 ат. %. Азотное удобрение в дозе, эквивалентной N вносили в сосуды перед посевом (0,081 г N/сосуд). В качестве фона применяли Р и К в дозах, эквивалентных Р и К соответственно. Схема опыта представлена в таблице 1. Повторность - 4-кратная. Варианты в опыте размещали методом рендомизированных повторений. В исследованиях использовали общепринятые методы анализов почвенных и растительных образцов, изотопный состав азота определяли на масс-спектрометре «Delta V». Метеорологические условия характеризовались повышенной температурой воздуха в течение большей части вегетационного периода (исключение - июнь с температурой воздуха на 1,0 °С ниже климатической нормы) и крайне неравномерным распределением атмосферных осадков с чередованием засушливых периодов (1- и 2-я декады мая, вторая половина июля и первая половина августа) и выпадением ливневых осадков (конец мая, начало июля). Результаты и их обсуждение. Урожайность зерна яровой пшеницы увеличивалась при применении азотного удобрения и микробного препарата ризоагрин, изменяясь от 5,86 до 10,39 г/сосуд (табл. 1). Без минерального азота на фоне РК-удобрений урожайность зерна составила 5,86 г/сосуд. Внесение аммиачной селитры способствовало повышению сбора зерна на 1,73 г/сосуд (на 29,5%) и соломы - на 4,03 г/сосуд (на 44,7%). 1. Влияние азотного удобрения и ризоагрина на продуктивность яровой пшеницы Вариант опыта Урожайность, г/сосуд Прибавка, г/сосуд К зерно солома зерно солома 1. Фон (Ф) - РК - контроль 5,86 9,02 - - 0,40 2. Ф + N 7,59 13,05 1,73 4,03 0,37 3. Ф + Ризоагрин (РА) 7,00 10,35 1,14 1,33 0,40 4. Ф + N+ РА 10,39 12,14 4,53 3,12 0,46 НСРдля: частных различий 1,53 3,11 0,03 главных факторов 0,77 1,56 0,02 взаимодействий 1,08 2,20 0,02 При инокуляции посевного материала яровой пшеницы ризоагрином на фоне РК отмечали прибавку урожайности зерна на 1,14 г/сосуд, или на 19,5%. Это в условиях жаркого и относительно сухого вегетационного периода несколько ниже действия азотного удобрения. Вместе с тем, применение биопрепарата на основе ассоциативных азотфиксаторов в сочетании с минеральным азотным удобрением способствовало росту урожайности на 4,53 г/сосуд, или на 77,3% по сравнению с контролем. Усиление эффектов от совместного применения биопрепарата и удобрений связано, по-видимому, с тем, что растения потребляют азот минерального удобрения в начальный период вегетации, когда активность азотфиксирующих бактерий еще относительно не велика из-за недостаточного прогрева почвы и малого количества корневых выделений, а биологический азот, накопленный ассоциативными азотфиксаторами - на более поздних этапах развития растений, когда доступного азота удобрений уже не осталось [12]. Данные, полученные в микрополевом опыте, позволяют судить и о действии изучаемых факторов на значение хозяйственного коэффициента (доля зерна в общей надземной массе). При применении ризоагрина на фоне NPK- удобрения отмечали повышение этого показателя. В целом же на дерново-подзолистой почве опыта хозяйственный коэффициент составил 0,37-0,46. В проведенном микрополевом опыте не выявлено четких закономерностей влияния удобрения и микробного препарата на содержание азота в зерне и соломе яровой пшеницы (табл. 2). При применении азотного удобрения увеличивалась концентрация азота и белка в зерне. Действие ризоагрина на эти показатели неоднозначно. Применение биопрепарата на фоне РК- удобрения увеличивало содержание азота в зерне, в то же время в варианте его использовании с NPK положительного эффекта от их взаимодействия не отмечено. 2. Содержание и вынос азота яровой пшеницы с урожаем зерна и соломы Вариант опыта Содержание, % Вынос с урожаем, мг/сосуд Увеличение выноса, мг/сосуд, от зерно солома белок в зерне зерно солома всего N РА 1. Фон (Ф) - РК 2,05 0,51 11,7 103 40 143 - - 2.Ф + N 2,22 0,54 12,7 145 61 206 63 - 3. Ф + ризоагрин (РА) 2,24 0,49 12,8 135 44 179 - 36 4. Ф + N+ РА 2,16 0,48 12,3 193 50 243 64 37 НСР 0,05 0,03 0,6 Содержание азота в соломе яровой пшеницы при применении аммиачной селитры на фоне РК увеличивалось. В опыте наблюдали снижение содержания азота в соломе при инокуляции яровой пшеницы изучаемым биопрепаратом, что связано с ростовым разбавлением [12]. Вынос азота является функцией величины урожайности зерна и соломы и содержания этого элемента в соответствующих частях растений. Применение N-удобрения способствовало увеличению выноса азота с урожаем на 63 мг/сосуд, или на 44%. Инокуляция семян препаратом ризосферных диазотрофов повышала вынос азота на фоне как РК, так и NPK. Увеличение выноса азота с урожаем яровой пшеницы от ризоагрина достигало 25% на фоне РК и 18% на фоне полного минерального удобрения. Образование в почве минерального азота и его потребление растениями - сложные процессы, зависящие от многих факторов [3, 5]. Одной из задач исследований является необходимость более совершенной оценки структуры потребления сельскохозяйственным растением азота из разных источников: почва - удобрения - атмосфера. С использованием метода [14] определены источники и размеры потребления азота растениями яровой пшеницы (табл. 3). Основное количество азота поступало в растения из почвы: 143 мг N/сосуд на фоне РК-удобрений, что отражает запасы минерального азота, образующегося в процессе минерализации органического вещества почвы, и является «нетто-минерализацией» [5]. При применении азотного удобрения доля почвенного азота в структуре выноса его с урожаем снижается до 83%, при инокуляции ризоагрином - до 80%. Совместное использование азотного удобрения и биопрепарата снижает долю потребления растениями яровой пшеницы почвенного азота до 65%. В условиях крайне неравномерного выпадения осадков и засушливого периода во время налива и созревания зерна растения яровой пшеницы в варианте NPК вынесли с урожаем из аммиачной селитры 36 мг N/сосуд, коэффициент использования азота из удобрения составил 45%. Одновременно необходимо отметить, что применение азотного удобрения вносит существенные изменения в сбалансированный ход процессов минерализации-иммобилизации, приводя к активации процесса минерализации органического вещества почвы и дополнительному накоплению минерального азота («экстра» - азота). В проведенном микрополевом опыте применение аммиачной селитры в дозе, эквивалентной N, обогащенной стабильным изотопом азота N, привело к образованию 27 мг/сосуд «экстра» - азота, что составило 13% от «нетто-минерализации». В структуре выноса доля азота, фиксированного ризосферными диазотрофами, на фоне РК-удобрений достигала 36 мг/сосуд, или 20 %. При совместном использовании азотного удобрения и ризоагрина количество азота минерального удобрения, используемого растениями для формирования урожая пшеницы, составило 46 мг/сосуд, коэффициент использования азота из аммиачной селитры равен 56%. Доля азота, фиксированного из атмосферы несимбиотическими диазотрофами, в этом же варианте составила 36 мг/сосуд (15 % от выноса), что в относительных единицах несколько меньше, чем при инокуляции семян ризоагрином на фоне РК. Такое явление обусловлено сложившимися метеорологическими условиями года, когда во второй половине вегетации растения и микроорганизмы почвы испытывали дефицит влаги и в составе урожая возрастала доля азота удобрения. 3. Доля различных источников азота в формировании урожая яровой пшеницы Вариант опыта N N N «Экстра» -азот Вынос азота с урожаем мг/сосуд % мг/сосуд % мг/сосуд % мг/сосуд % мг/сосуд % 1. Фон (Ф)- РК 143 100 - - - - - - 143 100 2. Ф + N 143 69 - - 36 17 27 13 206 100 3. Ф + ризоагрин (РА) 143 80 36 20 - - - - 179 100 4. Ф + N+ РА 143 58 36 15 46 19 18 7 243 100 Примечание . N - азот из почвы, N - азот несимбиотической (ассоциативной) азотфиксации, N - азот из удобрений. Применение метода изотопной индикации позволило оценить интенсивность и направленность процессов трансформации азота в почве под влиянием изучаемых агротехнических приемов. Определение содержания азота в почве показало, что при внесении азотного удобрения на дерново-подзолистой почве с невысоким содержанием органического вещества в ней иммобилизуется 26 мг/сосуд азота, или 32% от внесенного с минеральными удобрениями. Потери азота из удобрения составили 19 мг/сосуд, или 23%. Инокуляция семян яровой пшеницы биопрепаратом не оказывала достоверного влияния на процесс иммобилизации азота из аммиачной селитры. В варианте применения минерального азота и биопрепарата иммобилизовано 27 мг/сосуд азота из N-удобрения, или 33% от внесенного количества. Вместе с тем, потери азота из удобрения при инокуляции ризоагрином составили 8 мг/сосуд, или 10%, что существенно меньше, чем в варианте применения только азотного удобрения. Расчет баланса азота с использованием методики [15] показал, что во всех изучаемых вариантах опыта наблюдалось отрицательное его значение - от -58,2 (NРК) до -52,6 кг/га (NРК + ризоагрин). Следует отметить, что в варианте NРК + РА установлено максимальное значение выноса азота, которое могло ещё больше увеличить отрицательное значение баланса азота, но за счет потребления растениями биологического азота, фиксированного ризосферными ассоциативными микроорганизмами Agrobacterium radiobacter , этого не произошло. Отрицательное значение баланса азота на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве уменьшилось на 9%. Таким образом, обработка семян ризоагрином перед посевом способствовала существенному увеличению зерновой продуктивности яровой пшеницы на дерново-подзолистой почве по сравнению с РК-фоном (+1,14 г/сосуд, или 19,5%), однако уступала действию азотного удобрения в дозе N (+1,73 г/сосуд, или 29,5%). В условиях крайне неравномерного выпадения осадков и повышенных температур воздуха положительный эффект от совместного использования азотного удобрения и ризоагрина составил 4,53 г/сосуд, или 77,3%. При применении N-удобрения концентрация азота в зерне и соломе увеличилась. Ризоагрин оказывал положительное влияние на эти показатели только в варианте РК. Доля азота удобрения в выносе урожаем яровой пшеницы составила 17 % от общего выноса. Коэффициент использования азота удобрения на фоне РК равен 45%, при инокуляции семян ризоагрином он возрастал до 56%. При применении аммиачной селитры количество иммобилизованного азота составило 32-34 % от дозы удобрения. Инокуляция семян яровой пшеницы перед посевом не влияла на иммобилизацию азота удобрения, но снижала величину потерь. Литература 1. Кореньков Д.А., Синягин И.И., Петербургский А.В. и др. Удобрения, их свойства и способы использования / Под ред. Д.А. Коренькова - М.: Колос, 1982. - 415 с. 2. Иванова Т.И. Прогнозирование эффективности удобрений с использованием математических моделей / Т.И. Иванова. - М.: Агропромиздат, 1999. - 235 с. 3. Кидин В.В. Основы питания растений и применения удобрений. Ч. 1 (учебное пособие).- М.: РГАУ - МСХА, 2008. - 415 с. 4. Сычев В.Г., Соколов О.А., Шмырева А.Я. Роль азота в интенсификации продукционного процесса сельскохозяйственных культур. Т. 1. Агрохимические аспекты роли азота в продукционном процессе. - М.: ВНИИА, 2009. - 423 с. 5. Кореньков Д.А. Агроэкологические аспекты применения азотных удобрений. - М.: Агроконсалт, 1999. - 296 с. 6. Шмырева Н.Я., Соколов О.А., Завалин А.А. Особенности ассимиляции микроорганизмами азота фитомассы многолетних трав в почве разной степени эродированности // Доклады Россельхозакадемии. - 2014. - № 3. - С. 35-38. 7. Завалин А.А., Кожемяков А.П., Сологуб Д.Б., Зинковская Т.С. Действие биопрепарата ризоагрин на продуктивность и азотное питание яровой пшеницы // Доклады Россельхозакадемии. - 2001. - № 2. - С. 23-25. 8. Умаров М.М., Шабаев В.П., Смолин В.Ю. Роль атмосферного азота в питании небобовых культур // Известия АН СССР, серия биологическая, 1987. № 2. - С. 254-263. 9. Васюк Л.Ф. Азотфиксирующие микроорганизмы на корнях небобовых растений и их практическое использование / Биологический азот в сельском хозяйстве СССР. Отв. ред. Е.Н. Мишустин. - М.: Наука, 1989. - С. 88-97. 10. Кожемяков А.П., Белоброва С.Н., Орлова А.Г. Создание и анализ базы данных по эффективности микробных биопрепаратов комплексного действия // Сельскохозяйственная биология. - 2011.- № 3. - С. 112-115. 11. Завалин А.А., Алметов Н.С., Чернова Л.С. Эффективность использования минеральных удобрений и биопрепаратов в зернотравяных севооборотах // Агрохимия. - 2014. - № 9. - С. 35-47. 12. Завалин А.А. Биопрепараты, удобрения и урожай. - М.: Изд-во ВНИИА, 2005. - 302 с. 13. Завалин А.А., Алметов Н.С., Бердников В.В., Благовещенская Г.Г. Эффективность применения биопрепаратов в севообороте// Агрохимия.- 2010.- № 6.- С. 28-37. 14. Оценка эффективности микробных препаратов в земледелии (методика) / Завалин А.А., Духанина Т.М., Чистотин М.В., Ладонин В.Ф. и др. - М.: Изд-во Россельхозакадемии, 2000. - 82 с. 15. Методические рекомендации по изучению показателей плодородия почв, баланса гумуса и питательных веществ в длительных опытах / Отв. ред. Шишов Л.Л. - М.: Изд-во ВАСХНИЛ, 1987. - 80 с. ASSESSING THE EFFICIENCY OF NITROGEN FERTILIZER AT THE APPLICATION OF RIZOAGRIN TO SPRING WHEAT A.A. Alferov, L.S. Chernova, N. Ya. Shmyreva, A.A. Zavalin Pryanishnikov All-Russian Scientific Research Institute of Agrochemistry, Russian Academy of Sciences, ul. Pryanishnikova 31a, Moscow, 127550 Russia E-mail:info@vniia-pr.ru The effect of the biopreparation Rizoagrin on the yield of spring wheat grain at the simultaneous application of different mineral fertilizers has been studied. It is found that the inoculation of spring wheat seeds with the biopreparation increases the yield of grain by 19.5%, and the nitrogen fertilizer at the rate N by 29.5%. The share of associative nitrogen fixed by rhizospheric diazotrophs reaches 20% in the structure of nitrogen removed with crop. The isotope indication method with the use of stable N isotope showed that the utilization coefficient of nitrogen from ammonium nitrate is 45% and increases to 56% at the simultaneous application of nitrogen fertilizer and Rizoagrin. The content of extra nitrogen is 13% of net mineralization. The inoculation of seeds with the biopreparation increases the removal of nitrogen by 25% in the PK treatment and by 18% in the NPK treatment. On soddy-podzolic soil with a low content of organic matter, 32% of the nitrogen added with mineral fertilizers was immobilized. The efficiency of Rizoagrin increases at the simultaneous application of N. At the inoculation of spring wheat seeds with the preparation of associative diazotrophs and the application of nitrogen fertilizer, the deficit of nitrogen balance decreased by 9% compared to the PK treatment. Keywords: Rizoagrin, grain yield, spring wheat, mineral fertilizers, nitrogen removal by crop, extra nitrogen, immobilization, nitrogen net mineralization, nitrogen balance. УДК: 631.811.3 Калийное ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ РИСА ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ БИОПЛАНТ ФЛОРА В СИСТЕМУ УДОБРЕНИЯ А.Х. Шеуджен, акад. РАН, Т.Н. Бондарева, к.с.-х.н., П.Н. Хачмамук, Х.Д. Хурум, д.с.-х.н., ВНИИ риса, Кубанский ГАУ им. И.Т. Трубилина Биоплант Флора - удобрение на основе гуминовых кислот с микроэлементами. Включение его в систему удобрения риса активизирует потребление растениями калия. В результате его влияния не только увеличиваются содержание элемента в надземных вегетативных органах (0,01-0,77 %) и зерне (0,01-0,03 %) и его хозяйственный вынос (на 15,35-31,92 кг/га) при практически равных затратах на формирование единицы продукции, но и повышается коэффициент использования растениями калия из внесенного удобрения при предпосевной обработке семян на 17,06-32,07 %, подкормке растений в фазе кущения и выметывания, соответственно, на 23,90-35,47 и 7,46-21,72 %. Наиболее благоприятные условия для калийного питания растений складываются при применении Биопланта Флора в норме 2 л/т семян при их предпосевной обработке и 2 л/га при некорневой подкормке растений в фазе как кущения, так и выметывания на фоне внесения минеральных удобрений NPK. Ключевые слова: минеральное питание, поликомпонентное удобрение, Биоплант Флора, рис, содержание калия, потребление калия. Калий - необходимый и незаменимый элемент питания растений. Биофильность его 1,2∙10. В растительных клетках он присутствует главным образом в форме катиона (К) и легко подвижен. Больше всего калия в молодых активно растущих растениях, характеризующихся высоким уровнем обмена веществ [1, 2, 5]. Калий не входит ни в одно органическое соединение, но его роль в жизнедеятельности растений исключительно велика. Он участвует в регуляции вязкости цитоплазмы, в повышении гидратации ее коллоидов и водоудерживающей способности; создает ионную асимметрию и разность электрических потенциалов на мембране, т. е. обеспечивает генерацию биотоков в растении; является активатором многих ферментов, необходим для включения фосфора в органические соединения и синтеза белков, полисахаридов, рибофлавина; принимает активное участие в осморегуляции; активирует транспорт углеводов в растении. Под влиянием калия увеличивается накопление целлюлозы, гемицеллюлоз и пектиновых веществ в клеточных стенках растений. В результате повышается устойчивость злаков к полеганию, грибным и бактериальным заболеваниям. Калий особенно необходим для молодых, активно растущих органов и тканей [3, 4]. При дефиците калия снижается функционирование камбия, нарушаются процессы деления и растяжения клеток, развитие сосудистых тканей, уменьшается толщина клеточной стенки, эпидермиса, снижается продуктивность фотосинтеза вследствие уменьшения оттока ассимилятов из листьев [1, 5]. Без оптимизации питания растений калием, стимулирования активного его поглощения и рационального использования получить высокий урожай хорошего качества невозможно. Для реализации потенциала продуктивности сорта необходимо не только обеспечить агроценоз элементами питания, но и стимулировать их активное потребление и эффективное использование растениями. Последнее особенно актуально, так как стремление повысить урожайность только путем увеличения доз применения удобрений сопровождается снижением их агроэкологической эффективности и окупаемости прибавкой урожая. Весьма перспективно в этом плане использование поликомпонентного удобрения Биоплант Флора, которое содержит 0,77 г/л азота, 387 мг/л фосфора, 10,29 г/л гуминовых и фульвокислот, 8,5 мг/л меди, 19,17 цинка, 0,77 кобальта, 387 марганца, 10,29 магния, 4,72 молибдена, 0,87 железа и 1,63 мг/л бора [7, 8]. Состав позволяет считать его сбалансированным удобрением, содержащим, наряду с гуминовыми и фульвокислотами, комплекс макро- и микроэлементов. При применении Биопланта Флора в сочетании с азотным, фосфорным и калийным удобрением оно стимулирует потребление элементов питания растениями риса, что находится в прямой связи с их продуктивностью и урожайностью. Цель исследований - изучить влияние поликомпонентного удобрения Биоплант Флора на калийное питание растений риса. Методика. Полевой опыт закладывали на рисовой оросительной системе ФГУ ЭСП «Красное» Всероссийского НИИ риса Краснодарского края. Почва опытного участка - аллювиальная луговая. Содержание гумуса - 3,56 %, азота общего - 0,20 %, подвижного фосфора - 60 мг/кг, обменного калия - 265, подвижной серы - 35,0, марганца - 17,7, цинка -1,04, меди - 0,56, кобальта - 0,12 мг/кг почвы, реакция почвенного раствора близка к нейтральной [7, 8]. Поликомпонентное удобрение Биоплант Флора применяли для предпосевного обогащения семян и в качестве некорневых подкормок растений риса в фазе кущения и выметывания в дозах 1, 2 и 3 л/т(га). Норма расхода рабочего раствора 10 л/т семян и 250 л/га соответственно. Посев проводили рядовым способом, семена заделывали на глубину 1,0-1,5 см, норма высева - 7 млн всхожих зерен на 1 га. Предшественник - оборот пласта многолетних трав, сорт - Рапан. Удобрение Биоплант Флора применяли на фоне внесения азотного, фосфорного и калийного удобрения из расчета NPK. Режим орошения - укороченное затопление. Агротехника риса в опыте соответствовала реком