Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1. Состояние овощеводства в Российской Федерации и Нижегородской области 10
1.2. Опыт использования минеральных удобрений на овощных культурах 13
1.3 . Подходы к классификации и влияние биологических препаратов на урожайность и качество сельскохозяйственных культур 19
Глава 2. Объекты и методика исследований 36
2.1. Объекты изучения 36
2.2. Погодные и почвенные условия проведения исследований 38
2.3. Методика постановки опытов 41
2.4. Методы лабораторных исследований 48
Экспериментальная часть
Глава 3. Вегетационные опыты 50
3.1. Эффективность использования удобрений и биопрепарата Азофобактерин-АФ на культуре с длинным вегетационным периодом 50
3.1.1. Урожайность и структура урожая столовой свеклы 51
3.1.2. Качество товарной продукции свеклы 55
3.2. Эффективность использования удобрений и биопрепарата
Азофобактерин-АФ на культурах с коротким вегетационным периодом, выращиваемых последовательно в течение одного
сезона 59
3.2.1. Опыты в звене «редис - листовой салат» 59
3.2.1.1. Урожайность и структура урожайности культур 60
3.2.1.2. Качество товарной продукции культур 65
3.2.2. Опыты в звене «лук на перо - листовой салат - лук на перо» 70
3.2.2.1. Урожайность и структура урожайности культур 71
3.2.2.2. Качество товарной продукции культур 75
Глава 4. Содержание и вынос основных элементов питания овощными культурами 82
4.1. Влияние удобрений и биопрепарата Азофобактерин-АФ на содержание макроэлементов в товарной продукции 82
4.2. Вынос основных элементов питания овощными культурами 90
Глава 5. Влияние удобрений и биопрепарата азофобактерин-аф на агрохимическую характеристику почвы 97
5.1. Характеристика состояния почвы в вегетационных опытах 98
5.2. Влияние биопрепарата Азофобактерин-АФ на агрохимическую характеристику почвы в модельных экспериментах 105
Выводы 110
Список использованной литературы
- . Подходы к классификации и влияние биологических препаратов на урожайность и качество сельскохозяйственных культур
- Урожайность и структура урожая столовой свеклы
- Опыты в звене «лук на перо - листовой салат - лук на перо»
- Вынос основных элементов питания овощными культурами
Введение к работе
Актуальность исследований
В современном мире на первый план выходит проблема обеспечения продовольственной безопасности государства, игнорирование которой влечет за собой затруднения в решении острых социальных и экономических проблем. Сущность данной проблемы определяется тем, что первостепенной в структуре потребностей человека является потребность в пище, степень удовлетворения которой в настоящее время недостаточна. Учитывая тесную связь производства продовольствия и природной среды, следует признать, что нерациональное ведение сельского хозяйства способно привести к возникновению опасных факторов, связанных с уменьшением количества и ухудшением качества природных ресурсов, от которых в свою очередь напрямую или косвенно зависит производство продовольствия, а, следовательно, обеспечение продовольственной безопасности, независимости и стабильности государства (Минеев, 2004; Завалин, 2005; Гамзиков, 2013).
Одним из главных звеньев в реализации безопасного развития государства является импортозамещение, на которое в настоящее время ориентирован рынок производства продуктов питания, в частности овощной продукции. Овощи занимают одно из первых мест среди продуктов, необходимых для обеспечения жизнедеятельности и нормального функционирования организма человека.
Для получения же стабильно высоких урожаев овощных культур
первостепенное значение имеет оптимальное обеспечение их необходимыми питательными веществами. Ведущая роль в реализации данной функции принадлежит минеральным удобрениям, особенно в отношении культур с коротким периодом вегетации, наиболее требовательным к плодородию почвы.
Однако следует заметить, что в настоящее время в сельскохозяйственном производстве ограничено использование традиционных удобрений, во многом из-за их дороговизны и дефицита. Поэтому все больший интерес вызывают микробиологические удобрения, в состав которых входят штаммы микроорганизмов, воздействующих на биологическую активность почвы, улучшающих ее пищевой режим, а в результате способствующих лучшему усвоению питательных веществ растениями (Завалин, 2005).
Степень разработанности темы
Изучению биологических препаратов на сельскохозяйственных культурах и их применению совместно с минеральными удобрениями посвящено огромное количество исследований (Мишустин, 1987; Завалин, 2005, 2006, 2008, 2010; Тихонович, 2005; Соколова, Уромова, 2008; Куликова, 2009; Каргин, 2011; Лактионов, 2012; Алметов, 2013 и др.). Гораздо меньше внимания уделено влиянию биопрепаратов на овощные культуры с различным периодом вегетации, в том числе выращиваемые последовательно в течение одного вегетационного сезона, что в настоящее время весьма актуально.
Цель и задачи исследования
Целью данного исследования было изучение влияния минеральных удобрений, микробиологического препарата Азофобактерин-АФ и их совместного внесения на урожайность и качество овощных культур с разным периодом вегетации, в том числе выращиваемых последовательно в течение одного вегетационного периода.
Задачи исследования:
изучить действие минеральных удобрений и биопрепарата Азофобактерин-АФ на урожайность, структуру урожая и качество товарной продукции овощных культур с длинным вегетационным периодом (столовая свекла);
оценить действие и последействие удобрений и биопрепарата Азофобактерин-АФ на культурах с коротким вегетационным периодом, выращиваемых последовательно (редис - салат);
выявить влияние полного минерального удобрения и биопрепарата Азофобактерин-АФ на урожайность и качество урожая зеленных культур, выращиваемых в течение одного вегетационного сезона (лук на перо - салат -лук на перо);
изучить приемы внесения биопрепарата Азофобактерин-АФ под овощные культуры на фоне минеральных удобрений и при их отсутствии;
установить влияние минеральных удобрений и микробиологического препарата Азофобактерин-АФ на содержание макроэлементов (азот, фосфор, калий) в столовой свекле, редисе, салате и луке на перо и их вынос хозяйственно-ценной частью урожая овощных культур;
оценить влияние удобрений и биопрепарата на питательные свойства почвы (по данным вегетационных и модельных лабораторных опытов).
Научная новизна
Впервые дана сравнительная оценка применения минеральных удобрений и биопрепарата Азофобактерин-АФ, а также совместного их использования по влиянию на урожайность и структуру урожая, показатели качества, содержание и вынос макроэлементов, а также безопасность овощных культур длинного (столовая свекла) и короткого (редис, салат, лук на перо) периода вегетации.
Установлено влияние приемов внесения (внесение в почву и (или) предпосевная обработка семян) микробиологического препарата Азофобактерин-АФ на эффективность минеральных удобрений на овощных культурах с разным периодом вегетации в прямом действии (столовая свекла, редис) и последействии (листовой салат, лук на зеленое перо).
Оценено действие биопрепарата и минеральных удобрений на питательные свойства светло-серой лесной легкосуглинистой почвы в вегетационных условиях, а также влияние микробиопрепарата Азофобактерин-АФ на содержание минерального азота и подвижных соединений фосфора в модельном лабораторном опыте с компостированием почвы.
Теоретическая и практическая значимость исследований
Результаты исследований очень важны для разработки концепции использования минеральных удобрений и микробиологических препаратов под основные овощные культуры, выращиваемые в открытом грунте - столовая свекла, редис, листовой салат, лук на зеленое перо.
Положения и выводы диссертации используются при выборе приемов внесения биопрепарата с обоснованием их влияния на урожайность, структуру урожая, качество и безопасность товарной продукции овощей.
Основные положения работы используются в Нижегородской ГСХА в учебных курсах «Агрохимия», «Методы агрохимических исследований» и «Система удобрения» на факультете почвоведения, агрохимии и агроэкологии.
Методология и методы диссертационного исследования
Результаты получены на основании вегетационного метода исследования, модельных лабораторных опытов и общепринятых лабораторных методик агрохимического анализа почв и растений. Статистическая обработка экспериментальных данных проведена методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (2011) для двухфакторного опыта с использованием программного обеспечения Microsoft Office Excel 2007.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
использование минеральных удобрений (N0,4 Р 0,4 К 0,4) на овощных культурах, выращиваемых в открытом грунте (столовая свекла, редис, листовой салат и лук на перо), дает возможность получить значительную прибавку урожайности при сохранении высокого качества и безопасности основной продукции;
внесение биопрепарата Азофобактерин-АФ под овощные культуры, выращиваемые без применения удобрений, эффективно: достоверно повышается урожайность, содержание и вынос основных макроэлементов, а также улучшается качество товарной продукции;
совместное внесение биопрепарата Азофобактерин-АФ и минеральных удобрений способствует получению высоких урожаев изучаемых овощных культур. Однако влияние биопрепарата на продуктивность овощных культур при выращивании их по фону минеральных удобрений недоказуемо;
внесение микробиологического препарата Азофобактерин-АФ в почву позволяет повысить содержание в почве минеральных форм азота и подвижных соединений фосфора.
Степень достоверности
Достоверность экспериментальных данных обеспечивается использованием современных средств и методик проведения исследований: анализы выполнены на аттестованном испытательном оборудовании с использованием методов согласно ГОСТ. Полученные результаты обработаны с использованием метода дисперсионного анализа. Обоснованность результатов исследований основывается на согласованности данных экспериментов и научных выводах.
Апробация работы
Результаты исследований были представлены на научно-практических конференциях студентов, аспирантов и педагогических работников Нижегородской ГСХА (Н. Новгород, 2013-2015); на международной научной конференции посвященной памяти Я.В. Бочкарева «Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства» (Рязань, 2013); на международной научно-практической конференции «Инновации как фактор развития АПК и сельских территорий» (Смоленск, 2013); на международной научно-практической конференции, посвященной памяти С.А. Лапшина «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2014); на международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы почвоведения, земледелия и агрохимии» (Львов, 2014).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ (Сюбаева, Варламова, Тихонова, 2013; Сюбаева, Титова, Варламова, 2013; Сюбаева, Титова, 2013; Сюбаева, 2013; Сюбаева, 2014; Сюбаева, 2014; Сюбаева, Титова, 2015; Сюбаева, Титова, 2015; Сюбаева, Титова, 2015).
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа изложена на 179 страницах машинописного текста, состоит из введения и 5 глав, выводов, включает 36 таблиц, 23 рисунка и 174 таблицы в приложении. Список литературы включает 226 авторов, в том числе 9 иностранных.
. Подходы к классификации и влияние биологических препаратов на урожайность и качество сельскохозяйственных культур
Продовольственная проблема – одна из наиболее актуальных, вызванных непрерывным ростом населения Земли. Важная роль в ее решении отводится круглогодичному обеспечению человечества высококачественной овощной продукцией широкого ассортимента. Овощеводство является одной из важнейших отраслей сельского хозяйства. Оно удовлетворяет потребности населения как в свежей диетической продукции, так и в консервированных овощах в течение всего года. Этому способствует производство овощей как в открытом, так и в защищенном (выращивание в теплицах и культивационных сооружениях) грунте.
Овощи являются незаменимыми продуктами питания, богатые минеральными веществами, витаминами. Ценность овощей определяется, в том числе содержащимися в них биостимуляторами и пряными веществами (Аутко, 2008). Овощные растения являлись одними из первых родоначальников культурной флоры. Первое упоминание о возделывании овощей относится к пятому веку. Именно тогда начинают зарождаться очаги огородничества вокруг городов. Со временем по мере развития транспортных связей увеличивается производство овощей, организуется их техническая переработка. Первые специализированные овощеводческие хозяйства начинают создаваться в начале XX века. Каждая область стремится обеспечить себя овощами, в связи с этим расширяются площади защищенного грунта. Выращивание овощей осуществляется как на сельскохозяйственных предприятиях, так и в личных подсобных хозяйствах (Брызгалов и др., 1983; Тараканов и др., 2003).
В условиях перехода к рыночным отношениям произошло существенное перераспределение площадей посевов и валовых сборов овощей между общественными предприятиями и подсобными хозяйствами. Так, в настоящее время почти 80% овощной продукции выращивается в личных подсобных хозяйствах.
Динамика и темпы производства овощей, уровень обеспеченности населения овощной продукцией, а перерабатывающей промышленности – сырьем, определяются развитием и размещением овощеводства в стране. Территориальное размещение овощеводства по природно-экономическим районам является важным фактором, определяющим рост объемов производства отдельных видов овощных культур. Повышение эффективности производства овощей имело и имеет большое значение как для всего народного хозяйства, так и для каждого предприятия. Это обусловлено несколькими факторами (Жукова, 2011): - рост объемов производства продукции в условиях ограниченности ресурсов приводит к более полному удовлетворению потребностей населения в продуктах питания; - эффективное использование трудовых и материальных ресурсов позволяет снизить издержки производства, что оказывает влияние на уровень розничных цен на продовольствие; - повышение эффективности производства овощей способствует росту доходов предприятий.
В то же время экономическая эффективность овощеводства в значительной степени зависит от набора культур, возделываемых в хозяйстве.
В Нижегородской области основными районами, где возделываются овощи открытого грунта, являются Богородский, Кстовский и Арзамасский. Еще 20 районов области занимаются овощами, выращивая их на площади от 2 до 55 га. Основные овощные культуры открытого грунта – картофель, свекла, морковь, капуста, лук.
Согласно данным территориального органа федеральной службы государственной статистики по Нижегородской области, за период с 2000 по 2011 гг. урожайность картофеля в сельскохозяйственных организациях выросла в 2,2 раза (с 85,3 до 188,0 ц/га убранной площади), а овощей открытого грунта – в 1,3 раза (с 179,4 до 229,3 ц/га убранной площади) за тот же период. В то же время структура посевных площадей по картофелю возросла в 1,7 раза (с 14,0 до 23,6% от посевных площадей в хозяйствах всех категорий), а по овощам открытого грунта – снизилась в 1,5 раза (с 14,5 до 9,5% от посевных площадей в хозяйствах всех категорий). То есть, обеспеченность населения Нижегородской области овощами открытого грунта крайне низка и имеет тенденцию к снижению.
Возможности удовлетворения потребности населения в свежих овощах во внесезонное время в нашей климатической зоне целиком и полностью зависят от развития тепличного овощеводства. Здесь нельзя не отметить, что во многих странах мира эта отрасль (овощеводство защищенного грунта) занимает ведущее место в производстве овощей. Тепличное производство обеспечивает урожайность овощной продукции на порядок выше, чем в открытом грунте, независимо от климатических условий. В пригородных хозяйствах теплицы и парники используют преимущественно для производства ранних овощей, а в удалённых от города, и для получения рассады для овощеводства открытого грунта.
Необходимо отметить, что тепличные комбинаты производят для жителей Нижнего Новгорода и области порядка 12 тысяч тонн внесезонной овощной продукции. Основная часть ее выращивается в 4х тепличных комбинатах. Общая площадь тепличного парка составляет около 42 га, в том числе 18 га – ООО «Агрокомплекс «Доскино», 10 га – ОАО «Агрокомбинат Горьковский», 6 га в СПК «Ждановский», 8 га – ОАО «Дзержинское». Основными культурами являются огурцы (до 60% площадей), томаты (до 30% площадей), баклажаны, кабачки, редис, а также зеленные культуры (салат, сельдерей, кинза, петрушка, лук, укроп и др.).
Урожайность и структура урожая столовой свеклы
Опыт №3. Опыт в звене «лук на перо листовой салат лук на перо» Опыт закладывали 3 года подряд (2013, 2014 и 2015 гг.) в сосудах Митчерлиха на 5 кг почвы. В опыте выращивали лук на зеленое перо сорт «Штутгартер Ризен», после его уборки – листовой салат сорт «Лолло Росса», а затем снова лук на перо. Посев лука на перо проводили в конце мая из расчета 10 шт. на сосуд (с предварительным замачиванием в растворе перманганата калия, во избежание гниения луковиц при промачивании сосудов). После посадки поверхность почвы засыпали песком и полили небольшим количеством воды (100 мл). В середине июня провели прореживание лука-севка до 8 растений в сосуде. Уборку опыта провели в конце июня (рис. 7).
Лук на перо, выращенный при внесении биопрепарата в почву на неудобренном фоне и на фоне удобрений (1 – Контроль; 2 – АФ-п; 3 – NPK; 4 – NPK + АФ-п) После уборки лука через 3 дня провели посев салата из расчета 25 шт. семян на сосуд. Первые всходы появились через неделю (в начале июля), а первое прореживание провели в конце июля (12 растений), второе – в начале августа (5 штук). Уборка культуры проводилась в конце августа (рис. 8, 9).
Посев третьей культуры (лук на перо) проводился через 2 дня после уборки предыдущей культуры. Прореживание – середина сентября (до 5 штук). Уборка – в конце сентября. Стоит отметить, что лук-севок перед посевом не обрабатывали биопрепаратом, в отличие от всех других культур.
Это связано с тем, что луковицы перед посадкой замачивали в перманганате калия, во избежание гниения, который (являясь антисептиком) свел бы к минимуму влияние биопрепарата. Вследствие этого, лук выращивали по сокращенной схеме опыта (4 варианта), без вариантов с обработкой семян (рис.10).
Определение влияния доз биопрепарата на содержание минерального азота и подвижного фосфора в почве проводилось в условиях двух модельных лабораторных опытов: опыт №4 – компостирование почвы с Азофобактерином в течение 45 суток (2013-2014 гг.) и опыт №5 – компостирование почвы с биопрепаратом в течение 3 месяцев (2014-2015 гг.). Опыты заложены в сосудах, вмещающих 0,7 кг почвы, в 4-х кратной повторности. С целью поддержания оптимальной влажности почвы для активной деятельности микроорганизмов проводили еженедельный полив, а для создания лучших условий аэрации – рыхление. Дозы Азофобактерина для внесения в почву составили 1, 10 и 20 мг/кг почвы.
Выполнение лабораторных анализов проводилось в аккредитованной лаборатории ФГБУ «Центр агрохимической службы «Нижегородский», а также на кафедре агрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХА.
Анализ растений проводился на следующие показатели: в свежем растительном материале – содержание сухого вещества (ГОСТ 31640-2012), содержание витамина С (по Плешкову), содержание нитратов МУ 5048-89 на иономере Мультитест ИПЛ-112, определение сахара на рефрактометре ИРФ-454Б2М (ГОСТ 28562-90), определение кислотности на иономере И-500. в сухом растительном материале – массовая доля азота по методу Къельдаля (ГОСТ Р 51417-99) на KJELTEC AUTO 1030 Analyzer, содержание фосфора колориметрическим методом (ГОСТ 26657-97) на КФК-3КМ, калия методом пламенной фотометрии (ГОСТ 30504-97) на ПФА-378, расчетный метод вычисления массовой доли сырого протеина (ГОСТ 13496.4-93).
Образцы почвы анализировали на: рН солевой вытяжки (ГОСТ 26483 85) потенциометрическим методом с использованием ионометра И-500, подвижные соединения фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ Р 54650-2011) с последующим колориметрическим определением фосфора на КФК-3КМ, калия – на пламенном фотометре ПФА-378, обменный аммоний по методу ЦИНАО (ГОСТ 26489-85) с последующим колориметрированием на КФК-3КМ, содержание органического вещества (гумуса) (ГОСТ 26213-91) с последующим колориметрированием на КФК-3КМ; гидролитическую кислотность по Каппену (ГОСТ 26212-91); сумму поглощённых оснований по Каппену-Гильковицу (ГОСТ 27821-88); расчетный метод определения емкости катионного обмена и степени насыщенности почвы основаниями, содержание нитратного азота ионометрическим методом (ГОСТ 26951-86) на иономере И-500, гранулометрический состав почвы по Качинскому (ГОСТ 12536-79).
Статистическая обработка результатов проведена методом дисперсионного анализа для многофакторного опыта по Доспехову (2011) с использованием программного обеспечения Microsoft Office Excel 2007. Для констатации различий при сравнении величин использовался показатель наименьшей существенной разницы при 5% уровне значимости (НСР05).
Опыты в звене «лук на перо - листовой салат - лук на перо»
Выращивание зеленных культур способствует расширению ассортимента овощей в рационе питания человека, обеспечивая население свежей овощной продукцией, в том числе во внесезонное время. Так, лук на перо и листовой салат возделываются повсеместно как в условиях крупного товарного производства, так и в мелкотоварном овощеводстве, что особенно актуально и пользуется спросом в пригородах крупных мегаполисов -главных потребителей овощной продукции.
Стоит подчеркнуть, что лук на перо и салат, будучи культурами короткого периода вегетации, одними из первых позволяют получить свежую богатую витаминами зелень, а благодаря сочетанию различных сроков, способов сева и высокоурожайных сортов - обеспечить ее непрерывный конвейер (Муханова, 1982; Ченыкаева и др., 1984; Лещев, 2004; Сузан, 2007; Кузнецова, 2009; Колпаков и др., 2013; Терешонкова, 2013).
В задачи вегетационного опыта входила оценка изменения длины и массы перьев лука и листьев салата при использовании минеральных удобрений и биопрепарата Азофобактерин-АФ (данные по повторениям опыта приведены в приложении В таблицы 88-105). Стоит отметить, что лук-севок перед посевом обрабатывали раствором перманганата калия, чтобы избежать гниения луковиц при проведении промачивания сосудов. В соответствии с этим обработку лука-севка биопрепаратом перед посадкой не проводили, а вносили АФ только в почву, вследствие чего в учетах результатов опыта по луку использовали всего 4 варианта (вар. 1, 3, 5 и 7).
Анализируя данные таблицы 14, можно констатировать, что в среднем за 3 года исследований наиболее длинные перья были у лука, выращиваемого без удобрений (42,1 см). Кроме того, при сравнении лука по данному показателю за все годы исследований, следует отметить, что в 2013 году перья имели самую большую длину по всем вариантам (от 38,5 до 45,8 см), а в 2014 году, наоборот, самую маленькую (от 37,0 до 38,5 см). Это можно связать с погодными условиями, которые в мае 2014 года были менее благоприятными по температурному режиму (отклонение от нормы 4,70С) и влажности воздуха (сумма осадков 33,8% к норме) в сравнении с тем же месяцем прошлого года для прорастания и развития перьев луковицы.
В рамках данного опыта влияние минеральных удобрений, внесенных в почву перед посадкой культуры, не сказалось на увеличении длины перьев лука. Та же тенденция характерна и для биопрепарата, внесение в почву которого не дало положительного результата ни на фоне минеральных удобрений, ни при их отсутствии. Так, самую маленькую длину имели перья лука в варианте с внесением АФ в почву на фоне NPK – 37,2 см в среднем, что ниже фона на 4,4 см. Это можно связать с тем, что лук на перо за короткий вегетационный период не успел в полной мере использовать питательные элементы, внесенные с минеральными удобрениями, для роста и развития вегетативной массы. Кроме того, минеральные удобрения, находясь в непосредственной близости от еще неразвитой корневой системы (посадка проводилась луком-севком), оказали на нее токсическое действие, что подтверждается задержкой прорастания лука-севка в начальной фазе развития в сравнении с развитием его на неудобренной почве.
Оценивая длину листьев салата (табл. 15), посаженного после уборки лука, стоит отметить, что в данном случае минеральные удобрения увеличили этот показатель в 1,2-1,8 раза. Максимальную длину имели листья салата в 6м варианте (в среднем за 3 года – 26,1 см), а прибавка от NPK составила 10,8 см. Таблица 15 – Влияние минеральных удобрений и биопрепарата на длину листьев салата (2я культура), см
Действие АФ, внесенного в почву под первую культуру, сказалось на длине листьев второй культуры прибавкой в 6,4 см (19,4 см). Но на минеральном фоне данный способ использования биопрепарата оказался неэффективным (ниже на 1,5 см в сравнении с фоном). В то же время обработка семян салата перед посадкой АФ дала прибавки равные 2,2-2,3 см, как на минеральном фоне, так и на фоне без использования удобрений, при этом длина листьев салата составляет 26,1 и 15,3 см соответственно (Сюбаева, 2014).
Действие минеральных удобрений, внесенных под первую культуру, сказалось на росте и развитии лука, выращиваемого третьей культурой (табл. 16), в результате чего длина перьев увеличилась в 1,3 раза и составила 40,6-42,1 см, а прибавки 9,1 и 8,7 см соответственно. На 3ей культуре отмечено и действие АФ, внесенного в почву под 1ю культуру. Так, длина перьев лука при использовании АФ на неудобренной почве составляет 33,4 см, что на 1,9 см выше контроля (31,5 см), а на удобренной почве – 42,1 см, что на 1,5 см выше фона и на 10,6 см выше контроля. Следовательно, действие биопрепарата (при внесении его в почву) в рамках данного опыта с данным набором культур сохраняется в течение вегетационного сезона и проявляется к концу периода вегетации.
Вынос основных элементов питания овощными культурами
При этом и в том и в другом случае его количество максимально в варианте с внесением биопрепарата в почву – 180 и 376 мг/кг, что на 9 и 37 мг/кг выше контроля и фона соответственно. Содержание подвижного калия на неудобренном фоне варьирует от 91 до 103 мг/кг (рис.20, в), что ниже его первоначального содержания в 1,4-1,5 раза (140 мг/кг). Использование минеральных удобрений способствует поддержанию концентрации подвижных соединений калия в почве на первоначальном уровне, несмотря на вынос данного элемента культурами. Но если на минеральном фоне в варианте с внесением Азофобактерина в почву его количество снижается до 122 мг/кг (что ниже фона на 20 мг/кг), то на неудобренном фоне, наоборот, возрастает до 103 мг/кг (что выше контроля на 12 мг/кг).
Анализ почвы после уборки опыта № 3 (рис. 21), показал, что количество аммония в среднем за 3 года при выращивании опытных культур (лука на зеленое перо и салата) приводит к снижению данного элемента в почве до 6,7 мг/кг, что в 1,6 раза ниже его первоначального содержания (10,6 мг/кг) и в 1,4 раза ниже контроля (9,1 мг/кг). На минеральном фоне его количество варьирует от 27,9 до 48,2 мг/кг, с максимумом в варианте с внесением биопрепарата в почву – выше фона на 7,3 мг/кг. Содержание подвижного фосфора к концу вегетации культур на неудобренной почве снизилось до 151 мг/кг (вариант с внесением Азофобактерина в почву), что в 1,4 раза ниже первоначального содержания (206 мг/кг). При использовании удобрений на фоне общего повышения содержания фосфора в 1,6-1,9 раза в сравнении с исходным количеством элемента в почве, внесение биопрепарата в почву привело к увеличению выноса фосфора культурами и, как следствие, снижению его содержания до 322 мг/кг, что на 32 мг/кг ниже фона. Количество подвижного калия в почве после уборки культур снижается в 1,5 раза – до 93 мг/кг (вариант с обработкой семян биопрепаратом), но (согласно справочным данным) остается в пределах среднего содержания. Использование удобрений приводит к увеличению содержания подвижного калия в 1,6-2,5 раза, при этом максимально высокое значение отмечено в варианте с комплексным использованием биопрепарата – 343 мг/кг.
Таким образом, результаты изучения влияния минеральных удобрений и биопрепарата на агрохимическую характеристику почвы позволяют констатировать:
внесение минеральных удобрений способствует повышению и сохранению количества элементов питания в почве к концу вегетации культур на уровне: для аммиачного азота и подвижного фосфора -превышающем содержание до закладки опыта (в 2,0-6,0 и 1,4-1,9 раз соответственно), а для подвижного калия - превышающем первоначальное содержание в 1,6-2,5 раза в звене «лук салат лук», поддержанию на первоначальном уровне для опыта в звене «редис салат» и только в опыте с культурой длинного периода вегетации (столовая свекла) его количество в почве после уборки культуры в 1,6 раза снижается; использование биопрепарата на неудобренной почве позволяет: - в опыте со столовой свеклой повысить и сохранить количество обменного аммония и подвижного фосфора в почве на уровне, превышающем значение контроля в вариантах с внесением биопрепарата в почву; - в звене «редиссалат» повысить содержание фосфора и калия в почве к концу вегетации культур на уровне, превышающем значение контроля в вариантах с внесением Азофобактерина в почву и обработкой им семян; - в звене «лук салат лук», увеличить количество аммиачного азота и калия относительно контроля в вариантах с внесением биопрепарата в почву; использование биопрепарата на минеральном фоне способствует: повышению содержания аммиачного азота и фосфора относительно фона в почве после уборки столовой свеклы в варианте с внесением биопрепарата в почву и обработкой им семян; - увеличению количества аммиачного азота и фосфора в сравнении с фоном в почве после уборки редиса и салата в варианте с внесением Азофобактерина в почву и его комплексным использованием; - повышению аммония, подвижного фосфора и калия относительно фонового значения в почве после уборки культур в звене «лук салат лук» в вариантах с комплексным использованием биопрепарата и внесением его в почву.
Влияние биопрепарата Азофобактерин-АФ на агрохимическую характеристику почвы в модельных экспериментах
Результаты анализа образцов почвы после завершения эксперимента продолжительностью 45 суток (опыт №4) представлены в таблице 36.
Содержание минерального азота в почве перед закладкой опыта было очень низким – 15,2 мг/кг, обеспеченность подвижным фосфором повышенная – 142 мг/кг. Поддержание оптимальных условий (увлажнения, аэрации) способствовало активизации жизнедеятельности микроорганизмов и, как следствие, изменению содержания питательных элементов в почве. Применение Азофобактерина в дозе 1 мг/кг привело к достоверному повышению содержания аммиачного азота, что на 6,7 мг/кг выше контроля. Дальнейшее увеличение дозы было неэффективным, результат влияния остался тем же (достоверные различия по вариантам отсутствуют).
С увеличением дозы внесения АФ в почву возрастает и содержание нитратного азота по вариантам опыта. Но если между дозами 1 и 10 мг/кг существенных различий по данному показателю нет, то при внесении АФ в дозе 20 мг/кг количество нитратов в почве достоверно возрастает. Следует отметить, что компостирование почвы с АФ в течение 45 суток, а также создание и поддержание благоприятных условий для активной жизнедеятельности микроорганизмов привело к повышению общих запасов минерального азота в основном за счет увеличения содержания нитратной формы азота (окисленная форма азота накапливалась активнее восстановленной).
Оценивая содержание в почве подвижных соединений фосфора, можно сказать, что достоверное максимальное значение получено лишь в варианте с внесением АФ в почву в дозе 20 мг/кг – 162 мг/кг (на 17 мг/кг выше контроля), а между дозами 1 и 10 мг/кг различий по данному показателю нет.
Не менее важной задачей в рамках данного исследования было проследить динамику изменения содержание азота и фосфора в почве при компостировании ее с АФ, что было выполнено в опыте №5. Анализ почвы в данном опыте проводили через 1 и 2 недели, через 1, 2 и 3 месяца с момента закладки опыта. Результаты представлены на рисунке 22 в виде графиков. Соотношение аммиачной и нитратной формы азота в почве выражено в процентах к их сумме (которая принимается за 100%).
При анализе почвы через одну неделю после компостирования с АФ можно констатировать незначительные изменения содержания азота по вариантам, при этом доля аммиачной формы выше, чем нитратной в 1,6-2,4 раза. Максимальное содержание аммиачного азота в варианте с внесением АФ в дозе 10 мг/кг (вар. 3) – 71% по отношению к минеральному азоту в целом. К концу 2ой недели соотношение окисленной и восстановленной форм азота выравнивается, но преимущество остается за аммиачным азотом (максимум – 60%, что в 1,5 раза выше нитратного) при дозе биопрепарата 20 мг/кг.