Введение к работе
В последнее время усложнение экологической обстановки и рост цен на минеральные удобрения усилили интерес к поиску безопасных и экономичных путей развития сельского хозяйства. Одним из них является разработка и внедрение экологически адаптированных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, основанных на мобилизации биологических факторов формирования их урожайности.
Актуальным направлением повышения продуктивности и устойчивости агрофитоценозов является использование биологических препаратов на основе диазотрофов, действующим началом которых являются микроорганизмы, оказывающие комплексное положительное действие на растения такие, как фиксация атмосферного азота, подавление развития фитопатогенных микроорганизмов, стимуляция роста и развития растений, повышение устойчивости их к стрессам.
Микробиологическая фиксация атмосферного азота – единственный экологически чистый путь снабжения растений азотом, при котором принципиально невозможно загрязнение почв, водоемов и атмосферы. Кроме того, микробная азотфиксация осуществляется главным образом за счет энергии солнца и позволяет избежать больших затрат энергетического сырья. При этом возделывание злаковых культур с применением бактериальных препаратов может обеспечивать получение таких же урожаев, как и при внесении соответствующих доз минеральных удобрений.
Вышеизложенное обусловило исследования, направленные на изучение эффективности биопрепаратов на основе диазотрофов и разработку научных основ их применения при возделывании сельскохозяйственных культур, в том числе яровой пшеницы в условиях Среднего Поволжья.
Исследование является частью плана научной работы ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина» (регистрационный № 01.200.209529) и соответствует паспорту специальности 06.01.04 – Агрохимия.
Цель и задачи исследования
Целью исследования являлось изучение эффективности биопрепаратов на основе диазотрофов и разработка научных основ их применения при возделывании яровой пшеницы в условиях Среднего Поволжья.
Исследованием предусматривалось решение следующих задач:
– изучить влияние биопрепаратов БисолбиФит стандарт и БисолбиФит супер на биологическую активность и агрохимические свойства чернозема выщелоченного;
– изучить закономерности изменения фотосинтетической деятельности посевов, урожайности и качества зерна яровой пшеницы в зависимости от предпосевной обработки семян биопрепаратами как в чистом виде, так и на фоне минеральных удобрений;
– выявить изменения химического состава зерна и выноса основных элементов питания яровой пшеницей под действием изучаемых факторов;
– дать экономическую, энергетическую и агроэкологическую оценку технологии возделывания яровой пшеницы с использованием для предпосевной обработки семян биопрепаратов и применением минеральных удобрений.
Научная новизна. В условиях Среднего Поволжья на чернозёме выщелоченном впервые проведено изучение эффективности предпосевной обработки семян яровой пшеницы сорта Землячка микробиологическими препаратами БисолбиФит стандарт и БисолбиФит супер как в чистом виде, так и на фоне минеральных удобрений с различными дозами азота. Установлено, что изучаемые препараты способствуют оптимизации агрономических свойств чернозема выщелоченного, положительно влияют на урожайность и качество зерна яровой пшеницы. Доказана возможность снижения доз азота на 50 % и более при возделывании яровой пшеницы с использованием для предпосевной обработки семян биопрепаратов на основе диазотрофов. Дана экологическая, экономическая и биоэнергетическая оценка технологии возделывания яровой пшеницы с использованием биопрепаратов при применении как в чистом виде, так и на фоне минеральных удобрений.
Практическая значимость. Результаты исследований являются основой для разработки региональных технологий возделывания зерновых культур с использованием микробиологических препаратов. Они позволяют определить оптимальные дозы азотных удобрений при использовании для предпосевной обработки семян биопрепаратов на основе диазотрофов. Предпосевная обработка семян биологическими препаратами позволяет повысить урожайность яровой пшеницы в среднем на 13 – 16 %. Производственные испытания подтвердили результаты исследований.
Защищаемые положения:
– биопрепараты БисолбиФит стандарт и БисолбиФит супер способствуют оптимизации биологической активности и питательного режима чернозёма выщелоченного, улучшению фотосинтетической деятельности посевов яровой пшеницы. Преимущество варианта с применением биопрепарата БисолбиФит супер на фоне P40K40 сохранялось до конца вегетации культуры;
– применение биопрепаратов и минеральных удобрений обеспечивает повышение урожайности яровой пшеницы на 0,23 – 0,29 т/га и практически не уступает в этом отношении варианту с использованием полного минерального удобрения (N40P40K40). Для формирования более высокой урожайности зерна яровой пшеницы необходимо использовать биопрепарат БисолбиФит супер на фоне P40K40;
– предпосевная обработка семян яровой пшеницы биопрепаратами экономически и энергетически эффективно.
Личный вклад соискателя. При личном участии соискателя разработана программа исследования, им лично поставлены полевые и лабораторные эксперименты, проведены анализ и обобщение полученного материала, а также сформулированы выводы и рекомендации производству.
Апробация работы. Результаты исследований и положения диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных внутривузовских научно-практических конференциях Ульяновской ГСХА им. П.А. Столыпина (2010 – 2012), на Международной научно – практической конференции «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их развития» (Ульяновск, 2010), Всероссийской студенческой научной конференции «Современные проблемы агропочвоведения, агрохимии и агроэкологии» (Ульяновск, 2011), Всероссийской студенческой научно-практической конференции «В мире научных открытий» (Ульяновск, 2012).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 работ, в том числе 1 статья в издании, входящем в список ВАК РФ.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 120 страницах компьютерного текста, состоит из введения, семи глав, выводов и предложений производству. Включает 20 таблиц, 11 рисунков. Список литературы включает 182 наименования, в том числе 20 публикаций иностранных авторов.
Автор выражает искреннюю признательность и благодарность научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук профессору Куликовой Алевтине Христофоровне, кандидату с.-х. наук, доценту Яшину Е.А. и всему коллективу кафедры почвоведения, агрохимии и агроэкологии Ульяновской ГСХА имени П.А. Столыпина за поддержку и помощь при выполнении работы.
