Содержание к диссертации
Введение
1. Солома как источник воспроизводства почвенного плодородия 8
1.1. Удобрительная ценность соломы 9
1.2. Влияние соломы на плодородие почвы 12
1.3. Роль соломы в регулировании фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур 19
1.4. Влияние соломы зерновых культур на урожайность 23
2. Условия и методика проведения исследований 26
2.1. Агроклиматические условия лесостепи Поволжья 26
2.2. Почвенный покров 30
2.3. Схема полевого опыта и технологии возделывания культур 32
2.4. Методики наблюдений, учетов и анализов 33
3. Влияние соломы зерновых и зернобобовых культур на свойства чернозема типичного 36
3.1. Агрофизические свойства и водный режим 36
3.2. Микробиологическая активность почвы 60
3.3. Агрохимические показатели и баланс элементов питания 71
4. Фитосанитарное состояние посевов при использовании соломы в качестве органического удобрения 77
4.1. Засоренность посевов 77
4.2. Пораженность корневыми гнилями 87
5. Урожайность и качество продукции сельскохозяйственных культур при использовании соломы на удобрение 92
5.1. Горох 92
5.2. Озимые культуры 95
5.3. Кукуруза на силос 98
5.4. Яровая пшеница 101
5.5. Ячмень 103
6. Продуктивность, экономическая и биоэнергетическая эффективность зернопропашного севооборота при использовании соломы и минеральных удобрений 106
Выводы 113
Предложения производству 115
Литература 116
Приложения 134
- Влияние соломы на плодородие почвы
- Схема полевого опыта и технологии возделывания культур
- Микробиологическая активность почвы
- Пораженность корневыми гнилями
Введение к работе
биологизации земледелия. Необходимость решения данной проблемы обу
словлена двумя основными причинами: во-первых, развитие земледелия в
перспективе потребует учета законов природы с целью сохранения ее ре
сурсного потенциала за счет сокращения техногенных нагрузок и энергети
ческих затрат; во-вторых, имеется настоятельная необходимость создания
продовольственной безопасности, прежде всего, посредством производства
экологически безопасных продуктов питания, как наиболее безвредных и
экономически малозатратных.
Одним из наиболее приемлемых способов решения данной проблемы в современных условиях является использование соломы зерновых культур в качестве органического удобрения. Заделка ее в почву целесообразна как с экологической точки зрения (сохранение плодородия), так и с экономической (ликвидация затрат на скирдование и транспортировку соломы). Несмотря на отмеченные выше преимущества, использование соломы в качестве удобрения имеет целый ряд особенностей, познать которые просто необходимо. Последнее послужило предпосылкой к изучению эффективности использования соломы в качестве удобрения и разработке технологий возделывания сельскохозяйственных культур при ее применении как отдельно, так и совместно
с минеральными удобрениями.
Исследования являются составной частью плана научной работы ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА» (Регистрационный № 01.200.20.3529).
Цели и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение эффективности использования соломы и ее сочетаний с минеральными удобрениями на черноземе типичном лесостепи Поволжья во второй и третьей ротациях зернопропашного севооборота: горох - озимая рожь (с 2005 года -озимая пшеница) - кукуруза на силос - яровая пшеница - ячмень. Основные
5 задачи исследований при этом следующие:
провести агроэкологическую оценку чернозема типичного на пашне в зависимости от системы удобрений (влагообеспеченность, плотность и структура пахотного слоя, биологическая и симбиотическая активность, содержание гумуса, питательный режим);
установить эффективность использования соломы и минеральных удобрений в регулировании засоренности посевов и распространении корневых гнилей на яровых зерновых культурах;
оценить роль соломы и ее сочетаний с минеральными удобрениями в формировании урожайности и качества продукции культур севооборота;
дать экономическую и энергетическую оценку технологиям возделывания культур севооборота с использованием соломы и минеральных удобрений.
Научная новизна. Впервые применительно к агроклиматическим условиям лесостепи Поволжья на примере Ульяновской области проведено комплексное изучение влияния длительного использования соломы и минеральных удобрений на основные свойства чернозема типичного, фитосани-тарное состояние посевов, урожайность и качество сельскохозяйственной продукции. Установлены наиболее оптимальные варианты и нормативные показатели формирования урожайности культур в зависимости от применения соломы и минеральных удобрений.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Результаты исследований являются теоретической и практической основой для внедрения технологий возделывания культур с использованием соломы в качестве удобрения в однотипных почвенно-климатических условиях лесостепи Поволжья. В настоящее время технология использования соломы на удобрение внедрена в СХПК им. Крупской, учхозе УГСХА, ООО «Весна». Основные положения работы используются в учебных курсах ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА»: земледелие, агрохимия, система приме-
нения удобрений, использование нетрадиционных источников сырьевых ресурсов в качестве удобрений.
На защиту выносятся следующие положения:
Использование соломы совместно с минеральными удобрениями способствует улучшению агрохимических показателей чернозема типичного, оптимизации плотности и структуры почвы, активизации деятельности цел-люлозоразлагающих микроорганизмов.
Внесение соломы не приводит к увеличению засоренности посевов гороха и яровой пшеницы, а совместное внесение ее с минеральными удобрениями в большинстве случаев подавляет сорную растительность и снижает пораженность растений яровой пшеницы и ячменя корневыми гнилями.
Совместное внесение соломы и минеральных удобрений позволяет формировать более высокую продуктивность культур севооборота, а ее отдельное использование не приводит к снижению их урожайности.
Использование соломы на удобрение экономически и энергетически эффективно.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на Всероссийских научно-практических конференциях - «Агроэкологи-ческие проблемы сельскохозяйственного производства в условиях антропогенного загрязнения» (Ульяновск, 2004), «Современное развитие АПК: Региональный опыт, проблемы, перспективы» (Ульяновск, 2005), Международных научно-практических конференциях - «Молодежь и наука 21 века» (Ульяновск, 2006), «Экология и биология почв: проблемы диагностики и индикации» (Ростов-на-Дону, 2006).
Публикации._По результатам исследований опубликовано 9 работ.
Объём и структура диссертации.
Диссертация изложена на 133 страницах, состоит из введения, обзора литературы, 6 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложений, включает 43 таблицы, 21 рисунок, 24 при-
7 ложения. Список литературы включает 195 источников отечественных и зарубежных авторов.
Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору А.Х. Куликовой, наставнику доценту Г.В. Колсанову, коллективу кафедры почвоведения, агрохимии и агроэкологии, студентам - дипломникам, принимавшим участие в проведении опытов, за поддержку и помощь в выполнении работы.
Влияние соломы на плодородие почвы
Агрофизические свойства. Анализ многочисленных источников литературы показал, что в большинстве случаев использование соломы в качестве органического удобрения положительно сказывалось на агрофизических свойствах почвы. Особенно заметно её положительное действие проявляется на слабогумусированных почвах с невысоким содержанием водопрочных агрегатов (Кузякина Т.И., 1974; Лифаненкова Т.П., 1989; Габитов М.А., 1996; ХасановР.Ф., 1997).
Внесение соломы, как и других органических веществ, может способствовать, хотя и незначительно, увеличению влажности почвы. В первые месяцы после внесения соломы она обычно бывает немного выше, чем без внесения, причем заметно увеличивается и влагоемкость почвы (Авров О.Е., Мороз З.М., 1979).
Результаты исследований в СибНИИЗХ также показали, что ежегодное внесение соломы может увеличить содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы на 10 %. Вероятность этого процесса увеличивается в острозасушливые годы и может достигать 98,9 %. Во влажные годы эта особенность не имеет значения. А. Измаильский указывал в свое время: «Прежде в степи копилась влага. Ее, как губка, впитывал в себя растительный войлок ... Он отдавал влагу чернозему. Органическое удобрение - копилка воды». Не случайно, при внесении соломы в условиях степной зоны в количестве одной и восьми тонн разница в содержании влаги в почве составляла 9 мм (цит. по Сулейменову В.К., 1982). На черноземе Сумской государственной областной опытной станции от внесения соломы 5 т/га наблюдалось небольшое повышение влажности осенью и весной (на 1-2 %) (Мороз О.Е., 1979). Некоторые ученые (Teit S., 1991; Минеев В.Г., 1995) предлагают не запахивать солому сразу, а заделывать ее поверхностно лущильником, дисковой бороной или фрезой. Кроме того, солому можно использовать в качестве мульчи для борьбы с ветровой и водной эрозией почвы. Мульчирование создает благо 13 приятные условия для впитывания воды в почву, уменьшает, а иногда и полностью устраняет поверхностный сток, способствует более равномерному распределению воды по поверхности, улучшает структуру пахотного слоя, ослабляет испарение влаги. Интересное заключение было сделано Teit S., (1991): «Анализ влияния пшеничной соломы, расположенной вертикально или горизонтально на поверхности почвы в сравнении с условиями обнаженной почвы показал, что максимальное удержание влаги происходит, если половина соломы занимает вертикальное положение, а остальная часть - горизонтальное».
При внесении соломы в черноземную почву в количестве 3 т/га снижалась плотность с 1,2 до 0,99 г/см3 (Бондарев А.Г., 1990; Кузьминых Ю.В., 1990). Исследования Жежер Л.В. и др. (1983) на склоновых землях опытного поля АНИИЗИС также подтвердили, что внесение соломы оказывает положительное влияние на физические свойства почвы (структуру, водопроницаемость, влагоёмкость). Систематическое внесение соломы способствовало уменьшению плотности и увеличению некапиллярной скважности почв в опытах Доспехова Б.А., (1975). Кроме того, использование соломы в качестве органического удобрения способствует поддержанию агрегатного состава почвы примерно на одном уровне, увеличению содержания агрономически ценных агрегатов на 0,6-2,0 %, увеличению водопрочных агрегатов на 4,0-7,5 %. По данным Усманова Ю.А., (1988), Мартыновича Л.И., (1992), Минее-ва В.Г. и др., (1993), Иваненко Н.К., (1994), Агеева В.В. и др. (1997) солома обеспечивала оптимальную для зерновых и пропашных культур плотность сложения пахотного слоя чернозема выщелоченного (1,07-1,12 г/см ), создание более благоприятного водного режима, прежде всего, в пахотном слое почвы, увеличивала содержание продуктивной влаги весной на 2-4 мм.
В опытах Kick Н. с лизиметрами водопроницаемость почвенного слоя, перемешанного с соломой, возрастала на 5-7 %. При этом на суглинистых почвах просачивалось меньшее количество воды, чем на песчаных (Bolten О., 1955; Kick H., 1963). Запашка измельченной соломы повышала содержание водопрочных агрегатов, снижала объемную массу почвы и потери влаги (Федоров В.А., 1977; Силин М.И., Белоусова Л.А., 1988). По данным Доспехо-ва Б.А. (1975) систематическое применение соломы на дерново-подзолистой почве в 4-х польном зернопропашном севообороте увеличило количество водопрочных агрегатов в среднем на 2,7 %; в опытах Смолина Н.В. (1997) за 6-ти летний период также замечено улучшение структурного состояния пахотного слоя. Что касается воздушного режима почвы, то и здесь систематическое внесение соломы вызывало увеличение некапиллярной скважности (Доспехов Б. А., 1985).
Микробиологическая активность и питательный режим. Изучению микробиологических процессов при разложении соломы в почве посвящено достаточно много исследований (Виноградский С.Н., 1952; Ерофеев Н.С., Востров И.С., 1964; Мишустин Е.Н., 1975, 1979; Лошаков В.Г. и др., 1986; Корягина Л.А., Стефанькин Л.М., 1987; Возняковская Ю.М. и др., 1988, 1994; Звягинцева Д.Г., 1991; Криволуцкий Д.А., 1994; Русакова И.В., 2003). Согласно Кононовой М.Н. (1951) все формы органических веществ по устойчивости к микробиологическому разложению разделяются на 2 группы: лег-коразлагаемые (сахара, органические кислоты, белки, аминокислоты, жиры) и трудноразлагаемые (лигнин, битумы, смолы). Органические соединения в почве разлагают определенные группы микроорганизмов. Первоначально на органической массе поселяются грибы и неспороносные бактерии. Спороносные бактерии усиленно размножаются во вторую фазу разложения, а в конце этого процесса появляются актиномицеты, разрушающие трудноразлагаемые компоненты растительных тканей и образующие органические соединения (Авров О.Е., Мороз З.М., 1979). Скорость разложения соломы в почве в среднем колеблется от 4-5 месяцев до года, хотя крупные ее частицы могут разлагаться до 5-6 лет. Интенсивность минерализации соломы определяется активностью микрофлоры почвы, которая зависит от тепло 15 влагообеспеченности почвы, условий аэрации, наличия доступных микроорганизмам минеральных веществ.
Как показали многочисленные исследования и производственный опыт, медленнее всего происходит минерализация соломы злаковых культур из-за низкого содержания в ней азота. Микроорганизмы почвы при питании соломой используют доступные формы азота, обедняя тем самым питание сельскохозяйственных растений. Чтобы предотвратить убыль N-NO3 из почвы, следует вносить вместе с соломой минеральный азот в количестве от 5 до 50 кг/т соломы в действующем веществе (Федоров В.А., 1977; Vales J., Strand P., 1989). По другим данным, достаточно вносить 10 % азота от массы соломы (Randhawa S.K., Gill H.S., 1989). Совместное их внесение способствует беспрепятственному разложению соломы и созданию оптимальных условий для питания сельскохозяйственных растений.
Пропашные культуры - картофель, свекла, кукуруза - меньше страдают от недостатка азота при внесении под них злаковой соломы по причине, что они имеют более продолжительный период вегетации, более растянутый период потребления азота, а, главное, под посевами пропашных, благодаря систематическому рыхлению почвы, происходит более интенсивная минерализация гумуса и лучшее обеспечение растений доступными формами азота. И, как следствие, от внесения соломы злаковых под пропашные снижение урожая в первый год либо незначительное, либо совсем не наблюдается (Колбе Г., Штумпе Г., 1972; Мишустин Е.Н., 1980).
Схема полевого опыта и технологии возделывания культур
Изучение влияния соломы отдельно и в комплексе с минеральными удобрениями на свойства почвы и урожайность культур севооборота проводилось в пятипольном зернопропашном севообороте с чередованием культур: горох - озимая рожь (с 2005 года - озимая пшеница) - кукуруза на силос - яровая пшеница - ячмень. Схема опыта включала 9 вариантов с использованием соломы и минеральных удобрений: 1. Без удобрений - абсолютный контроль 2. Фон 1 - NPK нормативно - балансовым методом на планируемую урожайность N-100 %; Р-80 %; К-80 % от выноса с урожаями 3. Фон 1 + урожай соломы предшествующей культуры 4. Фон 1 + солома + NJO кг/т соломы 5. Фон 1 + солома + N20 кг/т соломы 6. Фон 2 - NPK нормативно балансовым методом (за вычетом NPK, возвращаемых в почву соломой предшественника) + солома предшественника + Ni о кг/т соломы 7. Солома предшественника 8. Солома + NioKr/T соломы 9. Солома + N2oKr/T соломы Полевой опыт заложен в четырехкратной повторности, севооборот освоен в 1994 году. Посевная площадь делянки 120 м2 (6x20), учетная - 72 м2 (4x18), расположение делянок рендомизированное (все 5 полей севооборота введены одновременно в пространстве и во времени). В качестве органиче 33 ского удобрения в почву заделывали солому предшествующих культур сево-. оборота. В связи с тем, что по истечению 2-й ротации севооборота наиболее эффективными оказались варианты 1, 2, 3, 7, 8, для дальнейших исследований были выбраны именно данные варианты.
Технологии возделывания культур основывались на общепринятых в Ульяновской области агротехнических приемах (Система интенсивного земледелия..., 1990). Измельчение соломы проводили с помощью ПУН-5, оборудованном на комбайне СК-5 «Нива». Разравнивание соломы по делянкам, как и удаление ее с вариантов 1 и 2, проводили вручную. В качестве азотного удобрения использовали мочевину, фосфорного - суперфосфат двойной и ка-. лийного - хлористый калий. Заделку соломы проводили в 2 приема: после уборки ее отдельно или совместно с минеральными удобрениями заделывали двукратным дискованием БДТ-7 на 8-Ю см, а затем 15-30 сентября запахивали ПЛН - 4-35 на 22-25 см и на 25-30 см под кукурузу. Урожайность соломы рассчитывали на основе соотношения урожайности зерна к незерновой части урожая, определенного по сноповому анализу. Уборка зерновых культур - по-деляночная, комбайновая, кукурузы - по пробным площадкам размером 15 м (3x5).
Программа исследований включала следующие учеты, наблюдения и анализы: - отбор проб почвы в соответствии с ГОСТ 28168-89; - определение структурно-агрегатного состава почвы по методу Сав-винова Н.И. (сухое просеивание); - определение водопрочности почвенных агрегатов на приборе Бак-шеева И.М. (мокрое просеивание); - общая микробиологическая активность почвы определялась по интенсивности разложения целлюлозы (методом льняных полотен); - влажность почвы - термостатно-весовым методом согласно ГОСТ 27548-97; - плотность сложения почвы - с использованием бура Качинского для отбора образца почвы в ненарушенном сложении (Федоровский Д.В., 1985); - агрохимические показатели почвы: гумус - по Тюрину И.В. (ГОСТ 26213-91), общий азот по Кьельдалю, подвижные фосфор и калий - по Чири-кову, гидролитическая кислотность (ГОСТ 26212-91), рН (ГОСТ 26483-85), нитраты (ГОСТ 26488-85), сумма поглощенных оснований (ГОСТ 27821-88); - фенологические наблюдения проводились в соответствии с ГОСТ 10842-64 согласно методике государственного сортоиспытания; - формирование симбиотического аппарата гороха - по методике Г.С. Посыпанова (1991); - развитие корневых гнилей определяли по методике В.В.Котовой и др. (1982). Развитие болезни определяли методом учетных площадок на делян ках в трехкратной повторности в периоды цветения - на горохе и колошения - яровой пшеницы и ячменя по формуле: Р = AB/NKxlOO, где АВ - сумма произведений числа растений на соответствующий балл поражения; N - общее число растений; К - высший балл учетной шкалы. - видовой и количественный состав сорных растений - по «Общесоюзной методике по определению засоренности полей...» (1986); - анализ структуры урожая (Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1971); - учет фактической урожайности культур проводили с площади всей делянки в пересчете на 100 % чистоту и 14 % влажность; - качественные показатели зерна (клейковина, белок) устанавливались в испытательной лаборатории «Ульяновская ГСХА» (номер аккредитации РОСС. RU. 001.513.748) по ГОСТ 13586.1 - 68 и 10846 - 74 соответственно; - экономическую оценку применения соломы и минеральных удобре 35 ний проводили по системе натуральных и стоимостных показателей с использованием нормативов и расценок, принятых для производственных условий учхоза Ульяновской ГСХА (2006 г.); - биоэнергетическая эффективность технологий возделывания культур с использованием соломы отдельно и совместно с минеральными удобрениями определялась по совокупным затратам энергоресурсов на возделывание культур севооборота и накоплению потенциальной энергии в урожае основной и побочной продукции (Базаров Е.И. и др., 1983; Коринец В.В. и др., 1985).
Образцы почв и растений для лабораторных анализов отбирали в трехкратной повторности, результаты исследований подвергались математической обработке методами дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов (Доспехов Б.А., 1985).
Микробиологическая активность почвы
При внесении соломы в почву происходят процессы, приводящие к морфологическим и химическим изменениям органического материала. Осуществляют эти процессы почвенные микроорганизмы, использующие органическое вещество в качестве источника пищи и энергии, механически подготовленное мезо- и микрофауной (Авров О.Е., 1976; Аристовская Т.В., 1984; Шкарда 3., 1985; Мишустин Е.Н., 1987; Ремпе Е.Х., Наумова ГЛ., 1989;). По утверждению тех же авторов микробиологическая активность почвы определяет биохимический потенциал почвы и является критерием оценки почвенного плодородия.
Исследования, проведенные под посевами гороха (рисунок 13, 14) по 61 казали, что биологическая активность пахотного слоя почвы различается по вариантам опыта. В 2004 г. выемка льняных полотен через месяц (1 срок) не показала значительного разложения полотна. Кроме того, оно было практически одинаковым по всем вариантам опыта и составляло 2,1-2,2 %. По-видимому, недостаточно высокая температура на фоне большого количества осадков не способствовала активизации деятельности целлюлозоразлагаю-щих микроорганизмов.
К концу вегетации гороха наблюдалось достоверное усиление микробиологической активности по всем вариантам, причем лучший результат наблюдался в вариантах солома + Nw и отдельно солома (38,2 и 36,1 % соответственно, на контроле 14,8 %).
Погодные условия 2005 г. были более благоприятными с точки зрения агроклиматических показателей, что не могло не сказаться на активности микроорганизмов. В 1-й срок выемки полотен происходило значительное увеличение степени их разложения по сравнению с 2004 г. (она была выше в 2,4 - 4,5 раза). Во 2-й срок наблюдений в варианте с Р36К53 наметилась тенденция к снижению микробиологической активности (16,3 % против 24,3 % на контроле). Несмотря на некоторое усиление активности микроорганизмов по данному варианту к уборке гороха, мы не можем утверждать о её достоверности, т.к. результат находился в пределах ошибки опыта. Более, чем убедительным, является факт усиления микробиологической активности на 7,2-14 % в вариантах совместного применения Р36К53и соломы отдельно соломы и соломы + Nio. Похожая закономерность отмечалась в 2006 г. и в период 2-й ротации севооборота (приложения 4,5,6).
В целом за 3 года разложение соломы на начальном этапе происходило очень медленно и практически не зависело от вида удобрений, т.к. прохладная погода, особенно на фоне высокой влажности почвы, замедляла включение элементов питания в основной круговорот и, тем самым, угнетала развитие почвенной микрофлоры. Если минеральное питание ускоряло микробиологические процессы в почве, прежде всего, за счёт улучшения питательной среды для микроорганизмов, то в вариантах с соломой проявление такого эффекта связано, по-видимому, не столько с количеством внесённых питательных веществ, сколько со способностью соломы высвобождать их из труднодоступных форм, а так же большей аэрированности почвы. Как утверждают ученые (О.Е. Авров, 1976; М. Шкарда, 1985; А.Х. Мукатанов и др., 1994; И.В. Русакова и др., 2003), при этом значительно возрастает численность агрономически ценных групп микроорганизмов: аммонификаторов, целлюлозоразрушающих и нитрофикаторов (среднем в 1,5-2 раза). Разложение соломы происходит не только при оптимальном водно-питательном режиме, но и при достаточном количестве кислорода воздуха, о чем свидетельствовал наиболее разложившийся верхний слой (0-15 см) полотна. Не менее наглядным примером тому может служить процесс гниения столбов, где в наибольшей степени разрушается та часть, которая непосредственно сопряжена с поверхностью почвы, образуя так называемое кольцо гниения, а часть столба, находящаяся ниже этого уровня вполне может прослужить ещё достаточно долгий срок.
Важным показателем для гороха является его симбиотическая активность. Способность бобовых растений, включая горох, к симбиозу с клубеньковыми бактериями рода Rhizobium позволяет использовать их в качестве биологических индикаторов, что обусловлено прямой зависимостью активности симбиотического аппарата бобовых растений от параметров основных факторов окружающей среды, среди которых климатические и эдафические имеют особое значение. Так, известно, что реализация азотфиксирующего и продукционного потенциалов бобовых культур, прежде всего, ограничивается неблагоприятными почвенно-климатическими условиями зоны, в том числе конкретного поля (Мишустин Е.Н., 1968; Мильто Н.И., 1982; Вавилов П.П., Посыпанов Г.С., 1983). В оптимизации соответствующих условий бобово-ризобиального симбиоза ведущее значение имеет агротехника возделывания бобовых культур (Мильто Н.И., 1982; Вавилов П.П., Посыпанов Г.С., 1983; Дозоров А.В., 1998; Кандаков Н.В., Игнатова О.Ю., 1994; Кашукоев М.В., 1994), в том числе такие важные элементы, как обработка почвы и удобрение.
Так, анализируя данные по накоплению активных клубеньков в зависимости от систем удобрений (соломы и минерального фона), можно отметить следующую закономерность: влияние их на начальной стадии формирования и жизнедеятельности азотфиксирующих клубеньков было менее заметным, чем в последующий период. Более того, при наличии влаги и теплой погоды в начале вегетации гороха стартовые условия для роста и развития симбио-тического аппарата, как правило, складывались лучше по варианту без удобрений. На его фоне превышение массы активных клубеньков составляло от 3-18 мг/раст. в 2000 г. до 10-26 мг/раст. в 2004 г. в сравнении с другими вариантами (таблица 14).
Отмеченное указывает на достаточную для начала симбиотических взаимодействий обеспеченность почвы фосфором и калием при благоприятных агрометеорологических условиях. Лишь в 2002 г. в условиях майских холодов изначально проявилось положительное влияние на активность бобо-во-ризобиального симбиоза фосфорно-калийных удобрений, которое сохранялось и далее до бутонизации гороха.
К этому времени также обозначилось четкое преимущество применения соломы в качестве удобрения и её сочетания с фосфором и калием. Данные варианты в 2002 г. обеспечили существенное увеличение массы активных клубеньков (на 22-26 мг/раст.) в сравнении с контролем. В относительно благоприятном для симбиоза 2004 г. внесение соломы и фосфорно-калийных удобрений сопровождалось чуть меньшей эффективностью, а в сходном с ним 2001 г. разница между указанными вариантами и неудобренным фоном оказалась незначительной. В условиях избыточно влажного и холодного 2003 г. наблюдалась заметная активизация симбиотического аппарата гороха под влиянием фосфорно-калийных удобрений. На их фоне накопление активных клубеньков возросло на 42 мг/раст., тогда как внесение соломы привело к уменьшению их массы на 25 мг/раст. в сравнении с контролем. Последнее отмечалось и в условиях избыточного увлажнения 2005 г., в котором накопление клубеньков в варианте с соломой оставалось на уровне контроля, а ее сочетание с фосфором и калием, как и отдельное внесение этих элементов, активизировало симбиоз. Последнее может свидетельствовать о негативном воздействии соломы на активность бобово-ризобиального симбиоза при избытке влаги в почве. Необходимо отметить, что в засушливом 2000 году применение соломы и минеральных удобрений было не только неэффективным, но уже с начала вегетации гороха ограничивало формирование и активность клубеньков. Кроме того, во все годы проведения исследований наблюдалось заметное снижение массы активных клубеньков на фоне азотной добавки к соломе в сочетании с фосфором и калием.
Пораженность корневыми гнилями
Корневые гнили зерновых - это группа болезней гороха, пшеницы, ячменя со сходными внешними симптомами. Помимо культурных злаков, возбудители корневых гнилей поражают сорные растения, в результате чего наряду с инфицированными послеуборочными остатками они являются постоянными резерваторами возбудителей этой болезни.
Из них наиболее опасными являются корневые гнили, вызываемые полупаразитными грибами родов Fusarium, Bipolaris, Cercosporella, Ophiobolus, проявляющиеся в виде загнивания, разрушения корневой и прикорневой частей растений и приводящих к потере 30-35 % урожая в зависимости от зоны возделывания (Морозов В.И., Голомолзин Р.С., Григорьев Е.О., 2002). Исследования по данному направлению проводились в течение 2004-2006 гг. в посевах гороха, яровой пшеницы и ячменя.
Судя по результатам исследований, возбудитель инфекции сохраняется в почве, а вносимые в нее удобрения приобретают значение фактора, в той или иной степени влияющего на распространение болезни. Так, поражен-ность растений гороха корневыми гнилями в фенофазе бутонизации - цветения сильно варьировала, прежде всего, по годам исследований. Это, безусловно, связано с метеорологическими особенностями разных лет (таблица 24). Наибольшая степень поражения гороха болезнью наблюдалась в переувлажненном 2004 г. и составляла по разным вариантам опыта 41,9-51,3 %.
Воздействие соломы при отдельном ее внесении, а также в сочетании с минеральными удобрениями на интенсивность заболевания гороха было неоднозначным. Так как результаты 2004 г. находились в пределах ошибки, мы не можем утверждать об их достоверности. Достоверное снижение пораженное гороха корневыми гнилями на 4-6,3 % наблюдалось в 2005-2006 гг. в варианте совместного применения соломы и минеральных удобрений и усиление ее на 5-4,3 % в варианте с отдельным внесением соломы. На фоне соломы с азотной добавкой также отмечалось усиление развития инфекции.
Таким образом, климатические условия, несомненно, влияют на степень развития болезни: дождливая и прохладная погода способствуют развитию патогена, а сухая и жаркая - существенно препятствуют их распространению. Кроме того, фосфорно-калийные удобрения, благотворно влияя на растения, улучшая их рост и развитие, повысили устойчивость к болезни, а солома, наоборот, послужила фактором, усиливающим ее в виду дополнительного места обитания патогенов. Однако, делать вывод об ухудшении фи-тосанитарного состояния гороха в результате внесения соломы на основе представленных результатов исследований распространения корневых гнилей преждевременно, так как ее отрицательное влияние проявилось не во все годы исследований, и требуются более длительные наблюдения.
В 2004 г. по всем вариантам опыта отмечалась сильная степень поражения болезнью. Обследование посевов в последующем показало существенную разницу не только по сравнению с 2004 г., но и между различными системами удобрений.
Так, максимальная степень развития болезни отмечалась в неудобренном варианте - 40,8 % и 47,4 % (в 2005 и 2006 гг. соответственно). На фоне минеральных удобрений степень поражения была ниже на 7,5-6,5 %, при сочетании соломы с минеральными удобрениями на 5,8-5,3 %, в варианте с соломой - на 4,5-5,8 % (по 2005 и 2006 гг. соответственно).
Развитие болезни также в значительной степени зависело от погодных условий, а системы удобрений, путем непосредственного влияния на питание растений способствовали формированию наиболее толерантных особей.
Наблюдения, проводимые нами в посевах ячменя, показали, что во все годы исследований на фоне внесения соломы отмечалась наименьшая степень поражения посевов; близкие с указанным вариантом результаты были получены в варианте солома + Ni0 (таблица 26).
Таким образом, удобрения, сбалансированные по NPK, укрепляют растения и тем самым повышают их устойчивость к поражению корневой гнилью, причем фосфорно-калийные удобрения в наибольшей степени повышают устойчивость растений к болезням. Солома, внесенная под ячмень, по-видимому, способствует усилению антагонистической активности почвы, при этом уменьшалось количество сохранившихся жизнеспособных возбудителей болезни и на 8,4-20,9 % снижалась пораженность растений. При внесении одних азотных удобрений на фоне соломы развитие болезни усиливалось, так как именно азот являлся катализатором развития отмеченного патогена (Никонорова А.К., 1990; Возняковская Ю.М., 1993).
Следовательно, погодные условия, безусловно, влияли на распространении корневых гнилей яровых зерновых и бобовых культур, однако решающим фактором все же оказалась система удобрений, позволяющая формировать наиболее устойчивые к болезни растения. При этом снижение заболеваемости гороха, яровой пшеницы и ячменя на 3-12 % отмечалось на фоне минеральных удобрений и их сочетании с соломой, а в благоприятные по те-пло-влагообеспеченности годы - в варианте с соломой на 10 % (за исключением гороха).
