Введение к работе
Актуальность темы исследования и степень ее разработанности. В современных условиях сельскохозяйственного производства, которое связано с определенными ограничениями при использовании природных и экономических ресурсов, особая роль отводится поиску альтернативных и перспективных приемов по регулированию питания растений. Одним из таких мероприятий может служить использование препаратов на основе штаммов микроорганизмов при выращивании сельскохозяйственных культур (Шабаев, Смолин, 2000; Kilian et al., 2000; Whipps, 2001; Raaijmakers et al., 2002; Петров и др., 2002; Jacobsen et al., 2004; Завалин, 2005; Новикова, 2005; Тихонович и др., 2005; Чеботарь и др., 2007; Куликова и др., 2008; Kuhad et al., 2011; Prez-Garca et al., 2011; Beneduzi et al., 2012).
Одним из вариантов регулирования продукционным процессом сельскохозяйственных растений, получения высококачественной конкурентоспособной продукции может стать создание условий по биологической активизации использования почвенных агрохимических ресурсов при одновременной их регенерации и восполнении. Такой подход ориентирован на получение синергетического эффекта от совместного использования биопрепаратов на микробиологической основе и минеральных удобрений. При всей очевидной перспективности данного направления оно остается в недостаточной степени изученным. Актуальными являются исследования по определению агрохимической и экономической эффективности минеральных удобрений и биопрепаратов, применяемых совместно и в отдельности, по изучению их взаимного влияния друг на друга. Новизна не будет полностью раскрыта, если не установить их влияние на формирование продуктивности зерновых культур, качество продукции, на устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям окружающей среды, на изменение биологических и агрохимических свойств почв в конкретных почвенно-климатических условиях.
На среднекислых серых лесных почвах со средним уровнем их окультурен-ности исследования практически не проводились, хотя эти почвы, в особенности с тяжелым гранулометрическим составом, обладают относительно высокими запасами калия, мобилизация которого за счет действия биопрепаратов может улучшить использование элемента из почвы. То же самое можно отметить и в отношении азота. В научных публикациях приводятся неоднозначные оценки целесообразности уменьшения доз минеральных удобрений при применении биопрепаратов.
Все это указывает на актуальность испытания биопрепаратов с разными штаммами микроорганизмов, научный и практический интерес выбранной тематики исследований.
На сегодняшний день ассортимент биопрепаратов достаточно широк. Их влияние на формирование урожая зависит от почвенных условий. Поэтому для конкретной почвенно-климатической зоны должен быть рекомендован список наиболее эффективных биопрепаратов, упрощающий их выбор производственниками. Испытания биопрепаратов с разными штаммами микроорганизмов на пред-
мет их влияния на урожайность и качество сельскохозяйственных культур, агрохимические свойства почвы приобретают особую актуальность.
Цель диссертационной работы – изучить эффективность применения микробиологических препаратов Экстрасол (штаммы Ч-13, TR6, Ч-13+НС8) и Бисол-биФит для повышения продуктивности ярового ячменя на серых лесных тяжелосуглинистых почвах в условиях южной части Нечернозёмной зоны.
Задачи исследования:
-
изучить влияние биопрепаратов без применения минеральных удобрений и на фоне с их внесением на рост, развитие и формирование урожайности ярового ячменя, а также на качество зерна;
-
установить действие биопрепаратов на использование азота, фосфора и калия серой лесной почвы при их применении в чистом виде, а также на фоне внесения минеральных удобрений;
-
оценить влияние биопрепаратов на агрохимические и биологические свойства серой лесной почвы при их совместном использовании с минеральными удобрениями и без них;
-
провести оценку эффективности применения изученных биопрепаратов, как в чистом виде, так и при внесении минеральных удобрений.
Научная новизна.
Впервые на серой лесной тяжелосуглинистой почве Рязанской области установлена высокая эффективность обработки семян ячменя сорта Данута биопрепаратами Экстрасол и БисолбиФит, разработанными ФГБНУ ВНИИСХМ, на основе новых штаммов TR6 и НС8 бактерий Bacillus subtilis;
доказано, что биопрепараты на основе штаммов TR6 и НС8 по эффективности не уступали ранее разработанному штамму Ч-13 бактерий Bacillus subtilis;
обработка семян биопрепаратами на 20–30 % повышала урожайность ячменя. Применение минеральных удобрений под ячмень в дозе N60P60K60 снижало эффективность биопрепаратов почти в 2 раза.
Практическая значимость работы. Предпосевная обработка семян ярового ячменя усовершенствованными формами биопрепаратов Экстрасол и Бисол-биФит позволяют даже на среднекислых серых лесных почвах повысить урожайность ячменя сорта «Данута» на 20–21 % (5–7 ц/га) при минимальных затратах на ее проведение (90,5–375 руб./га).
Методология и методы исследования. Методология проведенных исследований основана на анализе научных публикаций, формулировке цели, задач и программы исследований, закладке и проведении полевых опытов, наблюдений, лабораторных исследований, статистической обреботке экспериментальных данных и анализе полученных результатов. Исследования проводились по общепринятым методикам и ГОСТам, используемым в агрохимии.
Положения, выносимые на защиту. Усовершенствованные формы Экстрасола и БисолбиФита на основе эндофитных и ризосферных бактерий Bacillus subtilis стимулировали рост и развитие растений, повышали активность почвенной микрофлоры, гумификацию органических остатков и использование питательных веществ из почвы и удобрений.
Степень достоверности. Полученные результаты подтверждаются большим количеством наблюдений и учетов в лабораторных и полевых опытах, критериями статистической обработки результатов исследований и положительными результатами при внедрении.
Апробация работы. Основные результаты исследований представлены на Международной конференции «Использование и охрана почвенных ресурсов – одна из глобальных проблем XXI века» (г. Баку, октябрь 2011 г.); Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых аграрных вузов Центрального Федерального округа (г. Курск, апрель 2011 г. и 2012 г.); Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежная наука 2012: Технологии, инновации» (г. Пермь, 13-14 марта 2012 г.); 46-й Международной научной конференции молодых ученых, докторантов, аспирантов и соискателей ученых степеней доктора и кандидата наук «Эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур» (ГНУ ВНИИА Россельхозакадемии, г. Москва, 2012 г.); VII и VIII Международных научно-практических конференциях «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (г. Барнаул, 2012 и 2013 гг.); Международной научно-практической конференции «Проблемы инновационного развития сельскохозяйственного производства на основе механизации и автоматизации агрохимического обслуживания» (г. Рязань, ГНУ ВНИМС, 2013 г.); молодежном инновационном конкурсе «Умник-2013» (г. Рязань, 14 марта, 2013 г); конкурсе молодых ученых и специалистов Рязанской области «Молодой ученый года» имени академика им. И.П. Павлова (г. Рязань, 2013 г.); Х Международной научно-практической конференции, посвященной памяти проф. С.А. Лапшина (г. Саранск 17-18 апреля 2014 г.); Международном молодежном научном форуме «ЛОМОНОСОВ – 2014» (Москва, 2014).
По результатам работы получен диплом Правительства Рязанской области за второе место в конкурсе «Молодой ученый года – 2013» среди молодых ученых и специалистов по направлению естественные науки.
Реализация результатов исследований. В «ООО им. Крупской» Старожи-ловского района Рязанской области была проведена предпосевная обработка семян ярового ячменя сорта «Данута», посеянного на площади 100 га, биопрепарта-ми Экстрасол и БисолбиФит. Результаты производственного опыта показали, что прибавка урожайности от применения биопрепаратов составила 11-19 %.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов и приложений. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста. Она включает 24 таблицы, иллюстрирована 11 рисунками, содержит 12 приложений. Список цитируемой литературы состоит из 190 наименований, в том числе 32 – зарубежных автора.