Долевое влияние минеральных удобрений, биопрепаратов и плодородия почвы на формирование урожайности семян льна масличного

Размещено на http://www.allbest.ru/

Долевое влияние минеральных удобрений, биопрепаратов и плодородия почвы на формирование урожайности семян льна масличного

Ю.С. Корнейкова,

А.А. Ходянков

Аннотации

Изложены результаты трехлетних исследований по изучению совместного влияния полного минерального удобрения и бактериальных инокулянтов на лен масличный. Приведены математические расчеты по выявлению корреляционных связей и долевого влияния факторов питания на формирование урожая. На основании проведенных исследований на льне масличном определены наиболее эффективные агрохимические приемы: совместное применение Ризобактерина и Фитостимофоса для инокуляции семян при возделывании льна на фоне N45P30K90; а также обработка семенного материала бинарным микробным препаратом Биолинум на том же минеральном фоне. удобрение лен урожайность

We have presented results of three-year research into combined influence of full mineral fertilization and bacterial inoculants on oil flax. We have shown mathematical calculations for the correlations and the shares of influence of the feeding factors on yield formation. On the basis of conducted research we developed the most efficient agrochemical methods for oil flax: combined application of Rhizobacterin and Phytostimophos for the inoculation of seeds while growing flax on the background of N45P30K90; as well as the treatment of seed material with binary microbe preparation Biolinum on the same mineral background.

Введение

Лен относится к числу технических культур, которые служат источником двух видов ценнейшей для народного хозяйства продукции - волокна и масла, а также продуктов, имеющих широкое применение в народном хозяйстве.

Для производства льняного масла в мировой практике возделывают лен масличный, который способен давать до 30 ц/га семян с содержанием 45-50 % масла. Получаемое из льносемян масло является ценным пищевым продуктом, так как оно содержит в больших количествах витамин С и бета-каротин, а также жирную кислоту омега-3. Одна весовая единица льняного масла равноценна 2,25 единиц сахара, 4,0 единицам хлеба и 8,0 единицам картофеля. Льняной жмых содержит около 25 % переваримого белка и около 32 % безазотистых веществ, поэтому является хорошим кормом для животных. В одном килограмме льняного жмыха содержится 1,14 кормовых единицы. Из стеблей льна, содержащих 12-18 % волокна, изготавливают грубые ткани, мешковину, брезент и теплоизоляционные материалы [9, 11].

В общей структуре посевов льна в мире лен масличный занимает около 84 % площадей и только 16 % приходится на долю льна-долгунца. Основными мировыми производителями семян льна масличного являются Канада, Аргентина, Индия, Россия, Украина и другие страны. В Беларуси же производственные посевы льна масличного до недавнего времени практически отсутствовали, как и селекционные работы по созданию собственных сортов. Районирование белорусских сортов масличного льна обеспечит возможность широкого внедрения этой культуры в производство [7].

Расширение производства масличного льна в республике ставит перед сельскохозяйственной наукой и практикой задачу совершенствования приемов его выращивания и переработки. Резервом повышения урожайности льнопродукции высокого качества является более полное использование природных факторов, приемов агротехники в соответствии с биологическими особенностями культуры, создающими оптимальные условия для роста и развития льна масличного.

Анализ источников

Лен масличный нуждается во всех трех основных элементах питания: азоте, фосфорe и калии.

Известно, что для получения максимальной урожайности семян льна масличного в различные по степени увлажнения годы дозы азота в зависимости от гранулометрического состава почв и обеспеченности их фосфором и калием должны находиться в пределах от 30 до 120 кг/га [2]. При избыточном поступлении азота в растения льна увеличивается их склонность к полеганию. Наличие азота способствует быстрому росту и развитию растений. Недостаточное азотное питание в первые дни развития растений льна резко снижает урожай семян и соломы. По В.Н. Ефимову и др. [4], недостаток азота задерживает рост льна, происходит укорачивание вегетационного периода в связи с быстрым старением растений. Недостаток азота в период от фазы "елочки" до бутонизации снижает урожай семян и соломы более чем на 60 %.

Важную роль в обеспечении растений азотом играют микроорганизмы. Установлено, что до 70 % азота, поступающего за счет биологической азотфиксации в целом, приходится на долю ассоциативной азотфиксации. Опыты, проведенные на дерново-подзолистых почвах с различными сельскохозяйственными культурами, показали, что суммарная продуктивность азотфиксации за вегетационный период может достигать 40-55 кг/га и более [14]. В отличие от азота дорогостоящих минеральных удобрений, который экологически небезопасен и усваивается наполовину, биологический азот достается растениям почти даром и экологически безвреден [12]. Имеются данные, что лен положительно реагирует на наличие в почве биологического азота и способен наполовину обеспечить потребность в данном элементе за счет ассоциативной азотфиксации [15].

Кроме азота, урожайность растений лимитируется вторым по значимости элементом питания - фосфором. Валовые запасы его в почвах значительны, однако он находится в основном в малодоступном для растений состоянии. Критическим периодом у льна в отношении к фосфору является первый период роста и развития и фаза цветения. При фосфорном голодании приостанавливается рост стебля, уменьшается его техническая длина, понижается урожай семян [4]. Вместе с тем, как указывает Т.Н. Кулаковская [5], излишнее количество фосфора в почве (свыше 250 мг на 1 кг почвы) отрицательно влияет на жизнедеятельность растений. Учеными установлено, что одним из реальных путей дополнительного снабжения растений фосфором является микробиологическая фосфатмобилизация, позволяющая высвобождать из труднорастворимых фосфатов от 10 до 40 % доступного фосфора. Эффективность практического использования фосфатмобилизующих микроорганизмов в значительной степени зависит от их способности заселять ризосферу культурных растений [12].

Помимо азота и фосфора, лен масличный требует большого количества калия, причем, согласно Н.Е. Амнилогову [1], для получения льнопродукции высокого качества необходимо, чтобы калий преобладал над фосфором. По данным М.В. Новожиловой [6], хорошее калийное питание обеспечивает увеличение количества бутонов, цветков, способствует лучшему оплодотворению и формированию семян, ускоряет их созревание, усиливает устойчивость растений против полегания, засухи и заболевания ржавчиной. В.Н. Ефимов и др. указывают [4], что недостаток калия в первые три недели после всходов ослабляет образование волокнистых веществ, а после бутонизации - ухудшает качество и снижает урожай волокна.

Дозы калийных удобрений для льна масличного в зависимости от обеспеченности почвы этим элементом могут колебаться от 90 до 120 кг/га д.в. [7].

В данной статье представлены результаты трехлетних научных исследований по изучению совместного влияния полного минерального удобрения, диазотрофных и фосфатмобилизующих бактериальных инокулянтов на урожайность семян льна масличного, а также математические расчеты по изучению корреляционных связей и выявлению долевого влияния факторов питания на формирование урожая.

Методы исследований

В 2008-2010 гг. на опытном поле "Тушково" УО БГСХА на дерново-подзолистой почве, развивающейся на легком лессовидном суглинке, подстилаемом с глубины около 1 м моренным суглинком, были проведены исследования со льном масличным сорта Брестский. Почва опытного участка характеризовалась близкой к нейтральной реакцией среды (pHKCl - 6,0-6,3); повышенной обеспеченностью подвижными соединениями фосфора (164-168 мг/кг почвы) и средней - обменным калием (172-178 мг/кг почвы); недостаточным содержанием гумуса (1,68-1,73 %); средним содержанием бора (0,24-0,26 мг/кг) и низким - цинка (2,65-2,83 мг/кг).

Норма высева семян - 10 млн./га всхожих семян. Общая площадь делянки - 28,8 м 2, учетная - 24,5 м 2. Агротехника в опыте общепринятая для условий Могилевской области. Качество льносоломы определяли инструментальным методом на Горецком льнозаводе.

Изучаемые бактериальные инокулянты изготовлены в Институте микробиологии НАН Беларуси. Предпосевную монобактериальную и смешанную (бинарную) обработку семян льна проводили бактериальными суспензиями диазотрофных и фосфатмобилизующих препаратов непосредственно перед севом исходя из расчета 200 мл инокулянта на гектарную норму семян. Из бактериальных препаратов в опыте использовали:

- Ризобактерин - разработан на основе асоциативного диазотрофа Klebsiella planticola 5 (титр 2-2,5 млрд жизнеспособных клеток/мл). Препарат обладает множественным эффектом: фиксация атмосферного азота, биосинтез ИУК, росторегуляция, подавление жизнедеятельности корневых патогенов и др.;

- Фитостимофос (Agrobacterium radiobacter AP, штамм ЛПМ В 2258), титр 6-10 млрд. жизнеспособных клеток/мл - ростостимулирующий биопрепарат, осуществляющий микробиологическую трансформацию труднорастворимых фосфатов почвы и удобрений в доступную растениям форму;

- Биолинум - микробный бинарный препарат (на основе диазотрофных и фосфатмобилизующих бактериальных компонентов (Enterobacter sp. Э 10 и Pseudomonas sp. Ф 3), обладающий основными функциональными свойствами, такими как нитрогеназная, фосфатмобилизующая, ростостимулирующая активности, и антимикробным эффектом на льне [13].

Усвояемый азот в почве определяли по методу Семененко [10], содержание фосфора и калия - по Кирсанову [8], жир в семенах - методом инфракрасной спектроскопии с использованием компьютеризованной аналитической системы PS Co/ISI IBM - PC 4250.

Статистическая обработка полученных данных проведена методом дисперсионного и корреляционно анализов на ПЭВМ (программа STAT) [3].

Метеорологические условия вегетационного периода за 2008-2010 гг. исследований различались как по температурному режиму, так и по количеству выпавших осадков. Так, в 2008 г. и 2009 г. погодные условия были близкими к среднемноголетним показателям; 2010 г. отличался повышенной температурой воздуха и недостаточным количеством атмосферных осадков, в то же время запасы продуктивной влаги подо льном в мае-июле были оптимальными.

Основная часть

За период наблюдений было выявлено, что уровень урожайности в наших исследованиях определялся температурой воздуха и количеством осадков, выпавших в течение вегетации льна масличного, наличием в почве доступных для растений элементов питания, количеством вносимых минеральных удобрений и бактериальных препаратов. Результаты опытов показали, что, несмотря на неидентичные погодные условия, действие минеральных удобрений и бактериальных инокулянтов достаточно четко проявилось во все годы исследований, существовала тесная связь и взаимообусловленность процессов роста и развития растений, формирования урожайности основной продукции (табл. 1).

Таблица 1. Влияние условий питания на урожайность семян (ц/га) и содержание усвояемого азота и подвижных форм фосфора в ризосфере льна масличного (мг/кг), среднее за 2008-2010 гг.

В результате исследований выявлено, что наиболее оптимальной дозой полного минерального удобрения для льна масличного сорта Брестский является N60P60K90, обеспечивающей получение в среднем за годы исследований 15,7 ц/га льносемян.

Существенное влияние на семенную продуктивность оказали биопрепараты. Так, при возделывании льна на фоне N45P30K90 при инокуляции семян бинарным препаратом Биолинум урожайность семян в среднем за 3 года составила 17,6 ц/га. Обработка посевного материала Ризобактерином и Фитостимофосом на том же минеральном фоне способствовала получению 17,4 ц/га семян. На других вариантах (табл. 1) совместного применения минеральных удобрений и бактериальных инокулянтов урожайность основной продукции была достоверно ниже.

Исследованиями установлено увеличение содержания усвояемого азота в ризосферной зоне пахотного почвенного горизонта с повышением доз азота в составе полного минерального удобрения. Предпосевная инокуляция семян Pизобактерином способствовала достоверному увеличению этого показателя как на фоне PK, так и NPK-удобрений. Использование бинарной ассоциации (Ризобактерин + Фитостимофос) также приводило к существенному его повышению. Самое высокое содержание усвояемых форм азота в ризосферной зоне пахотного слоя почвы отмечено в варианте с применением на льне масличном бинарного микробного препарата Биолинум на фоне N45P30K90 - 42 мг/кг почвы.

Изучаемые приемы оказали существенное влияние на изменение содержания подвижных соединений фосфора в ризосфере льна масличного. Так, при внесении минеральных удобрений в дозе P60K90 содержание подвижных соединений фосфора в ризосферной зоне пахотного горизонта почвы увеличивалось на 21, в дозе N15P60K90 - на 22 мг/га по сравнению с неудобренным фоном. Применение бинарного микробного препарата Биолинум на фоне полного минерального питания N45P30K90 повысило содержание подвижных форм фосфора на 25, а смеси бактериальных препаратов (Ризобактерин + Фитостимофос) - на 21 мг/кг в сравнении с чистым контролем (табл. 1).

Достоверное влияние на увеличение содержания подвижных соединений фосфора в ризосферной зоне пахотного горизонта оказала инокуляция семян льна масличного Фитостимофосом, и проявилось это в большей степени на фоне внесения небольших доз фосфорных минеральных удобрений (P30).

Корреляционная оценка зависимости урожайности льносемян от содержания в пахотном слое ризосферной зоны усвояемого азота и подвижного фосфора представлена в табл. 2. Установлена прямая сильная связь между содержанием усвояемых форм азота в ризосферной зоне льна масличного и урожаем льносемян (r = 0,93), а также средняя зависимость между содержанием подвижных соединений фосфора подо льном и семенной продуктивностью (r = 0,68).

Таблица 2. Корреляционная оценка зависимости между урожайностью семян и содержанием усвояемого азота и подвижного фосфора в ризосфере льна масличного, в среднем за 2008-2010 гг.

На основании результатов трехлетних полевых опытов были произведены математические расчеты по выявлению долевого влияния NPK-удобрений, биопрепаратов и плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы (индекс окультуренности - 0,67-0,70) на формирование урожайности льносемян. Расчеты показали, что за счет плодородия почвы в наших исследованиях формировалось 59,2-77,5 % урожайности основной продукции льна масличного (рис.); от азота в дозе N15 получено 7,3 %, N30 - 12,3 %, N45 - 12,0-13,3 %, от P60K90 - 14,1-15,2 %; влияние Ризобактерина превышало действие N15; эффективность фосфорных удобрений в дозе P30 составила 4,9 %; действие Фитостимофоса было выше, чем P30, и обеспечило 10,8 % от общей урожайности, а эффективность Биолинума соответствовала 19,9 % семенной продуктивности.

Рис. Долевой вклад факторов питания в формировании урожайности льносемян (среднее за 2008-2010 гг.), % 1 - N15P60K90; 2 - N30P60K90; 3 - N45P60K90; 4 - N60P60K90; 5 - N45P60K90 + Ризобактерин; 6 - N45P30K90 + Фитостимофос; 7 - N45P30K90 + Ризобактерин + Фитостимофос; 8 - N45P30K90 + Биолинум

Математические расчеты позволили наглядным образом представить полученные в опытах прибавки урожайности от изучаемых агрохимических приемов и вычленить действие всех изучаемых факторов.

Заключение

На основании проведенных исследований установлено, что на льне масличном наиболее эффективными являются следующие агрохимические приемы: совместное применение Ризобактерина и Фитостимофоса для инокуляции семян при возделывании льна на фоне N45P30K90; а также обработка семенного материала бинарным микробным препаратом Биолинум на том же минеральном фоне. При этом в среднем за 2008-2010 гг. получено соответственно 17,4 и 17,6 ц/га семян.

Долевое влияние плодородия почвы в формировании урожайности составляло 59,2-77,5 %; от азотных удобрений получено от 7,3 до 14,0 % семенной продукции; от фосфорно-калийных - 7,4-15,2 %; действие Ризобактерина превышало эффективность N15, а влияние Фитостимофоса было выше, чем P30; бинарный инокулянт Биолинум обеспечил 19,9 % от общей семенной продуктивности.

Установлена прямая сильная связь между содержанием усвояемых форм азота в ризосферной зоне льна масличного и урожаем льносемян (r=0,93) и средняя зависимость между содержанием подвижных форм фосфора подо льном и семенной продуктивностью (r=0,68).

Литература

1. Амнилогов, Н.Е. Исследование причин кальциефобности льна-долгунца и люпина: автореф.дис. …канд.биол. наук / Н.Е. Амнилогов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1973. - 20 с.

2. Богук, А.М. Технология производства льна-долгунца в Беларуси / А.М. Богук, Д. Моррисон. - Жодино: БелНИИЗК, 1995. - 6 с.

3. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статической обработки результатов иследований) / Б.А. Доспехов. - 5-е изд. М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

4. Ефимов, В.Н. Система применения удобрений / В.Н. Ефимов [и др.]. - М.: Колос, 1980. - 270 с.

5. Кулаковская, Т.Н. Применение удобрений / Т.Н. Кулаковская. - Минск: Ураджай, 1970. - С. 133-140.

6. Новожилова, М.В. Действие сложных фосфорно-калийных удобрений на урожай льна-долгунца / М.В. Новожилова // Сб. статей / ВНИИ льна; редкол.: А.Р. Рогаш (гл. ред.)[и др.]. Торжок, 1973. - Вып. XI: Селекция, агротехника и защита растений льна. - С. 111-114.

7. Основные элементы технологии возделывания льна масличного / В.А. Прудников [и др.] // Земляробства і ахова раслін: навукова - практычны часопіс. - 2007. - №2. - С. 14 - 16.

8. Практикум по агрохимии / сост. И.Р. Вильдфлуш [и др.]; под ред. И.Р. Вильдфлуша, С.П. Кукреша. - Минск: Ураджай, 1998. - 269 с.

9. Продуктивность льна масличного в зависимости от нормы высева семян и доз азотного удобрения / В.А. Прудников [и др.] // Земляробства і ахова раслін. - 2006. - №5. - С. 26 - 28.

10. Семененко, Н.Н. Азот в земледелии Беларуси / Н.Н. Семененко, Н.В. Невмержицкий; под ред. Н.Н. Семененко. - Минск: Ураджай, 1997. - 193 с.

11. Стеблинин, А.Н. Продовольственное значение семян льна / А.Н. Стеблинин, В.П. Козлов // Аграрная наука. - 2001. - № 12. - С. 10-12.

12. Суховицкая, Л.А. Ризобиальные и фосфатмобилизующие инокулянты: выживаемость и конкурентоспособность в почвах двухкомпонентных агрофитоценозов / Л.А. Суховицкая, Г.М. Клышко // Современные проблемы использования почв. ресурсов и повышения их производит. способности: материалы междунар. науч.- произ. конф. / Белорус. гос. с.-х. акад. - Горки, 1997. - С. 184-185.

13. Суховицкая, Л.А. Функциональные свойства бактериальных компонентов нового микробного препарата Биолинум под культуру льна-долгунца / Л.А. Суховицкая, С.В. Мохова, Н.В. Мельникова // Проблемы и пути повышения эффективности растениеводства в Беларуси: тезисы Юбилейной междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 80-летию образов. Института земледелия, 29 июня 2007 г., г. Жодино / РУП "Науч-практ. центр НАН Беларуси по земледелию". - Минск: ИВЦ Минфина, 2007. - С. 270-272.

14. Умаров, М.М. Ассоциативная азотфиксация / М.М. Умаров. - М.: Наука, 1986. - 131с.

15. Ходянков, А.А. Эффективность биопрепаратов и регуляторов роста при разных уровнях минерального питания под лен-долгунец на дерново-подзолистых почвах: автореф. дис. … канд. - с.-х. наук: 06.01.04 / А.А. Ходянков; БелНИИ почвоведения и агрохимии. - Минск, 2008. - 21 с.

Размещено на Allbest.ru