Введение к работе
Актуальность исследований. В Кабардино-Балкарской Республике кукуруза является ведущей сельскохозяйственной культурой, зерно которой используется в пищевой и перерабатывающей промышленности, применяется для, корма животным. Здесь производится значительное количество семенной кукурузы для регионов Российской Федерации. В этой связи получение устойчивых экономически выгодных урожаев является настоятельной необходимостью.
Уровень урожайности кукурузы определяется технологией ее выращивания, среди элементов которой условия минерального питания занимают одно из ведущих мест. Для формирования высоких, стабильных урожаев зерна необходимо достаточное количество питательных веществ. Однако в регионе в последние годы применение минеральных и органических удобрений под кукурузу, как и под другие культуры, резко сократилось. Одним из путей, обеспечивающих потребность растений в азоте, является использование в земледелии препаратов ризосферных диазотрофов, которые наряду с фиксацией азота, продуцируют физиологически активные вещества, а также усиливают поглощение инокулиро-ванными растениями элементов минерального питания из почвы. Кукуруза, относящаяся к культурам С4 типа фотосинтеза, в отличие от других злаковых культур, в большей степени реагирует на инокуляцию ассоциативными диазотрофами.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы - изучить влияние препарата ризосферных диазотрофов флавобактерина на урожай и качество зерна гибридов кукурузы и использование растениями элементов питания. Для этого предусматривалось решение следующих задач:
Определить влияние флавобактерина на урожайность зерна двух гибридов кукурузы в зависимости от фона минеральных удобрений.
Исследовать действие биопрепарата на показатели качества зерна кукурузы.
Установить действие минеральных удобрений и биопрепарата на использование кукурузой элементов питания и уточнить нормативы затрат NPK для получения 1 т зерна.
Дать экономическую оценку использования под кукурузу минеральных удобрений и биопрепарата.
Объект исследований - отзывчивость гибридов кукурузы на минеральные и бактериальные удобрения.
Предмет исследований - гибриды кукурузы: Камилла СВ, Кавказ 575 MB и бактериальный препарат - Флавобактерин.
Научная новизна. Впервые в регионе проведена агрономическая оценка использования флавобактерина под кукурузу. Предпосевная инокуляция семян обеспечивает достоверный рост урожая зерна как без удобрений, так я на фоне их внесении. Выявлены особенности действия биопрепарата на урожайность зерна кукурузу в зависимости от условий увлажнения: эффективность препарата значительно выше при оптимальных погодных условиях вегетационного периода, эффект его снижается при дефиците атмосферных осадков. Увеличение урожайности зерна кукурузы от биопрепарата происходит в результате улучшения условий минерального питания растений в период вегетации и стимулирующего действия микроорганизмов на растения. Применение биопрепарата равноценно с минеральными удобрениями влияет на показатели качества зерна кукурузы.
Практическая значимость состоит в обосновании роли препарата для повышения урожайности зерна кукурузы в условиях региона. Использование флавобактерина при дефиците минеральных удобрений позволяет получать устойчивые урожаи зерна кукурузы. Уточненные параметры затрат элементов питания на получение 1т зерна и коэффициенты их использования из удобрений являются нормативной базой при расчете доз удобрений на планируемый урожай. Высокая агрономическая и экономическая эффективность использования флавобактерина и минеральных удобрений под кукурузу подтверждает необходимость их применения в хозяйствах различной собственности.
Апробация работы. Результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры 2005-2007 гг, на научно-практической конференции «Проблемы современного управления АПК» (Владикавказ, 2005 г.), Международной научно-практической конференции «Перспектива - 2006» (Нальчик, 2006 г.), научно-практической конференции, посвященной 25-летию КБГСХА (Нальчик, 2006 г.)
Производственная проверка результатов исследований проведена в 2004-2005 гг на площади 120 га на полях открытого акционерного общества «Шэрэдж» Урванского района Кабардино-Балкарской Республики.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано четыре научных статьи, одна из которых в журнале, рекомендованным ВАК Минобразования и науки РФ.
Объем работы. Диссертационная работа изложена на 141 странице машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, условий, объектов и методов исследования, экспериментальной части, выводов и предложений производству, библиографического списка используемой литературы, включающего 151 наименование, в том числе 20 зарубежных авторов, и 9 приложений. В основной части диссертация содержит 41 таблицу и 4 рисунка.
Исследования проводились с 2003 по 2005 гг. в полевых условиях на территории открытого акционерного общества им. Советской Армии, в условиях предгорной зоны Кабардино-Балкарской Республики.
Климат в этой зоне умеренно-влажный с суммой температур по многолетним данным за период активной вегетации 3000-3200С. Зима умеренно-теплая со среднемесячной температурой самого холодного месяца января -5С. Снежный покров небольшой и неустойчивый по годам, составляет 15 см, появляется обычно в начале III декады ноября. Некоторые зимы бывают бесснежные. Дни со снежным покровом насчитывается 75-80 дней, с оттепелями за зиму обычно 50. Продолжительность безморозного периода достигает 185-200 дней. Весна наступает в первой - второй декаде марта. Сумма положительных температур в конце марта устойчиво +5, переходит через 0С. Уже в середине апреля устанавливается жаркая погода, в отдельные дни температура может достигать -13С. Лето жаркое, среднемесячная температура воздуха +18-22С. Максимальная +37-39С.
Среднегодовое количество осадков в этой зоне по многолетним на-блюдгниям колеблется до 500 мм. В летние три месяца выпадает в среднем 190-210 мм, весна 125-200 мм, зимой 28-50 мм и осенью 70-110 мм. Нередко здесь возникают засухи, в среднем в году число таких дней насчитывается от 8 до 20, в отдельные годы до 30 дней. Наибольшее число их выпадает на июль - август и частично на сентябрь. В целом предгорная зона характеризуется как сравнительно теплая, с хорошим увлажнением, умеренно-жарким летом и теплой, мягкой зимой, что благоприятствует получению высоких и устойчивых урожаев основных сельскохозяйственных культур. Природно-климатические условия предгорной зоны приводились в соответствии с материалами гидрометеостанции г. Нальчика, расположенной на высоте 530 м над уровнем моря.
сельскохозяйственный год характеризовался необычно холодной зимой и жарким летом. Условия для формирования урожая сельскохозяйственных культур были средними.
сельскохозяйственный год был умеренно-теплым и влажным. Отличительная особенность: необычно короткая зима и повышенный температурный режим в осенне-зимне-весенний период. В течение года осадков выпало повсеместно больше нормы, 450-600 мм или 140-150% многолетних значений. Условия для роста большинства сельскохозяйственных культур были благоприятными.
сельскохозяйственный год характеризовался преобладанием положительных аномальных температур во псе сезоны года (особенно
зимой и во второй половине лета) и неравномерным выпадением и распределением осадков в летний период. Для формирования урожая большинства сельскохозяйственных культур условия года были удовлетворительными.
Камилла СВ трехлинейный, среднепоздний гибрид (ФАО 400). Длина вегетационного периода 125-130 дней. Создан Всероссийским НИИ кукурузы и опытно полевого хозяйства «Опытное» Кабардино-Балкарский НИИСХ. Включен в Госреестр селекционных достижений с 2003 года. Кавказ 575 MB (ФАО 500). Создан в Кабардино-Балкарском НИИ сельского хозяйства. Включен в Госреестр селекционных достижений с 2001 года. Новый перспективный двойной среднепоздний гибрид (ФАО 500). Длина вегетационного периода 120-125 дней. Схема опыта представлена в таблице 1.
Таблица 1 - Схема опыта
Методика проведения опытов
Полевой опыт закладывали согласно методике проведения исследований в Географической сети опытов ВИУА (Программа и методика, 1990; Оценка эффективности, 2000). Посевная площадь делянки 50 кв.м., учетная- 31 кв.м. Повторность опыта четырехкратная. Посев кукурузы проводился на постоянном участке. В 2003 г предшественником была озимая пшеница при урожайности зерна 25 ц/га, иод которую минеральные и органические удобрения не вносили. В 2004 и 2005 г. кукуруза выращивалась повторно. Осенью поле пахали, весной проводили боронование, планировку поверхности и предпосевную культивацию.
Минеральные удобрения (аммиачная селитра, и двойной суперфосфат) согласно схеме опыта вносили весной вручную до предпосевной культивации. Агротехника возделывания кукурузы в целом соответствовала зональной технологии выращивания кукурузы, разработанной учеными Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии и Кабардино-Балкарского НИИ сельского хозяйства (Жеруков, 2000; Кумахов, Хамуков, 2000; Тарчоков 2000; Хачетлов, 2000; Эльмесов, 2000; Эржибов, Ханиев, Тхамоков и др., 2000).
Посев из расчета 55 тысяч всхожих семян на 1 га проводили в первой декаде мая. Последующий уход заключался в обработке междурядий культиватором, и при необходимости проводили химическую прополку посева от сорняков. Уборку урожая проводили в середине октября.
Инокуляцию семян кукурузы проводили в день посева из расчета 600 г препарата на гектарную норму высева. В качестве прилипателя использовали обезжиренное молоко, в вариантах без инокуляции семена также обрабатывали молоком. Препарат ассоциативных диазотрофов изготовлен Всероссийским НИИ микробиологии на основе активного штамма микроорганизмов, которые образуют активные ассоциации с растениями, способны фиксировать атмосферный азот и переводить его в легко усвояемые для растений формы. Их высокая конкурентность по отношению к фитопатогенным грибам повышает устойчивость растений к болезням. Кроме того, микроорганизмы увеличивают поглотительную способность корней, синтезируют физиологически активные вещества, что приводит к усилению ростовых процессов в растениях и возможному повышению урожайности и качества продукции.
В опыте использовали флавобактерин (p.Flavohakterium sp). Флавобактерин создан на основе штамма, относящегося к роду Flavobakte-rium sp, штамм 30. В 1 грамме торфяного препарата содержится 5-6 млрд. клеток бактерий данного штамма. Отличительной особенностью препарата является его широкий спектр действия: положительные результаты получены в посевах пшеницы, риса, сорго кормовых злаковых трав, картофеля. Механизм положительного действия препарата определяется способностью бактерий использовать молекулярный азот, стимулировать рост, продуцировать фитогармоны, улучшать минеральное питание, водный обмен и активизировать физиологические процессы растений.
Анализ урожайности зерна проводили со всей учетной площади вручную. Урожайность зерна приводили к стандартной 14% влажности, сбор побочной продукции - к 15% влажности.
В сухих растительных образцах определяли содержание азота, фосфора и калия после мокрого озоления. Азот - методом Къельдаля, фосфо-ра-колориметрически, калия - на пламенном фотометре.
Массу 1000 зерен определяли общепринятым стандартным методом.
Расчет количества, дополнительного азота, используемого растениями при применении флавобактерина, проводили по методике ВИУА (2000).
Статистическую обработку результатов проводили на персональном компьютере с использованием пакетов статистической обработки данных STAT, EXSEL.
