Влияния обработки посевов проса бактериальными удобрениями на урожайность зерна

 

 

 

Содержание

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Важнейшей задачей земледелия в настоящее время является увеличение валовых сборов продукции растениеводства. Как показывает многолетний опыт, решение этой проблемы находится в использовании приемов и факторов адаптивной интенсификации земледелия и растениеводства.

Приоритетным направлением сельскохозяйственного производства является разработка и освоение новых энергосберегающих технологий и систем землепользования. Поэтому в структуре посевов заметно возрос удельный вес ресурсоэффективных культур [7].

С целью снижения негативного влияния периодически повторяющихся засух на продуктивность растениеводческой отрасли целесообразно совершенствовать структуру посевных площадей с увеличением долевого участия засухоустойчивых культур, в том числе проса [22].

В настоящее время просо, как культура высокоурожайная и засухоустойчивая, переживает свое второе рождение. Введение проса в культуру земледелия является одной из мер, позволяющих минимизировать зависимость зернового производства от погодных условий [10].

Необходимо сосредоточить усилия на разработке адаптивных (приспособленных к местным условиям) технологий возделывания проса для различных почвенно-климатических зон в расчете на различный уровень обеспеченности материально-техническими ресурсами в различные по погодным условиям годы [12].

Современные экономически эффективные и безопасные системы земледелия при их освоении обеспечивают прибавку на 1 га 5 ц корм. ед., снижение энергозатрат на 15% и более, сокращение затрат азотных удобрений на 20 кг/га, химических средств защиты растений - 0,8…1,2 кг/га и совокупных энергозатрат - 2 кг условного топлива на 1 ц корм. ед.

В настоящее время сортовой состав и разработанные учеными технологии позволяют в реальных производственных условиях получать урожаи зерновых культур в среднем 50…70 ц/га, что примерно в два раза выше показателей последних лет [6, 13].

В отечественном земледелии интерес к просу в последние годы возрос в связи с тем, что данная культура относится к числу засухоустойчивых. Это имеет большое значение, так как в республике почти через год наблюдаются засухи различной интенсивности, особенно в южных регионах [11].

Ежегодная потребность республики Беларусь в зерне проса составляет 100…120 тыс. т (в т.ч. 40…45 тыс. крупы пшена). При средней урожайности 15…20 ц/га посевные площади этой культуры должны составлять не менее 50…80 тыс. га (фактически - 15 тыс. га  2011г.) [9].

В настоящее время сельскохозяйственному производству для эффективного поддержания плодородия почвы предлагаются микробные препараты нового поколения. Бактериальные препараты можно рассматривать как один из альтернативных источников снабжения растений необходимыми элементами питания, которые в свою очередь отличаются экологической безопасностью и экономической эффективностью. В республике действие бактериальных препаратов в основном изучается на бобовых культурах, и лишь в незначительной степени на зерновых.

Целью данной дипломной работы является изучение влияния обработки посевов проса бактериальными удобрениями на урожайность зерна.

 

 

 

 

 

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

 

Просо – одна из главных крупяных культур в нашей стране. Получаемое из него пшено по питательной ценности не уступает многим другим культурам. Оно содержит 12% белка, 3,5% жира, 0,15% сахара и 81% крахмала. По содержанию белка пшено занимает первое место среди таких круп, как рисовая, гречневая, перловая и ячневая, уступая в этом отношении только овсяной и кукурузной. По количеству крахмала оно стоит примерно в одном ряду с другими культурами [3].

По содержанию витаминов В1 и В2 пшено превосходит другие зерновые культуры, а по калорийности (325 кал. на 100г. крупы) приравнивается к гречневой, рисовой и кукурузной крупам.

Одно из достоинств пшена – быстрота разваривания – 25 мин. Привар пшена составляет 12-13%, что почти вдвое больше  по сравнению с рисовой и кукурузной крупой.

Зерно проса используют как добавку к солоду для приготовления пива, а также в винокуренном и крахмальном производствах. Просо имеет большое значение не только как продовольственная, но и зернофуражная культура. Его выращивают для скота, особенно для птицы, поскольку оно содержит ценные аминокислоты (лизин, триптофан, метионин, изолейцин, валин и др.), способствующие росту молодняка. В размолотом виде его используют для приготовления концентрированных кормов для свиней, как компонент комбикормов для карповых рыб, у которых переваримость заменимых и незаменимых аминокислот составляет 74,3-85,8 % [23].

Отходы технологической переработки зерна проса, которые включают мелкие частицы зародыша и эндосперма, богатые протеином, маслом и витаминами, также используются на корм сельскохозяйственным животным.

Просо как высокоурожайная кормовая культура используется в виде зеленой подкормки скоту, для закладки сенажа и силоса, производства витаминной травяной муки и сена. При переработке зерна проса на крупу получаются отходы – мучка, мучель, лузга, которые также идут на корм скоту.

Солома является отменным грубым кормом, по кормовым достоинствам приравниваемая к луговому сену 2-го класса. Она содержит 6,9% протеина, 1,8 % жира, 27,8 % клетчатки и 40,7 % безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ), тогда как овсяная, которая считается питательнее пшеничной и ржаной, — соответственно, %: 3,9; 1,9; 33,9 и 38,5. Она мягкая, хорошо облиственна и имеет зеленый цвет, так как просо убирают в то время, когда стебли и листья не утратили еще жизненных функций. Просяная солома — корм, охотно поедаемый крупным рогатым скотом, овцами, лошадьми [21].

Благодаря поздним срокам сева и короткому вегетационному периоду просо широко используется для пересева погибших озимых и яровых культур. По этим предшественникам оно дает высокие урожаи и, следовательно, увеличивает валовый сбор зерна.

При летних сроках сева просо может служить хорошей покровной культурой для люцерны, эспарцета, клевера, а также злаковых многолетних трав. Урожай сена, а особенно семян этих трав, при посеве их под покров проса значительно выше, чем при посеве под покров яровой пшеницы и ячменя.

По степени засухоустойчивости и способности противостоять запалам и захватам просо занимает одно из первых мест среди зерновых культур и может страховой культурой в засушливые годы, когда другие зерновые  культуры резко снижают урожай.

И наконец, оно обладает большими потенциальными возможностями давать высокие и устойчивые урожаи.

Отдельные элементы технологии возделывания проса в Беларуси разрабатываются уже более 10 лет (оптимизация сроков посева, норм высева, уровень минерального, особенно азотного питания, применение комплексного ухода за посевами). Дальнейшее успешное развитие технологий возделывания изучаемой культуры требует усовершенствования существующих и разработки новых  приемов агротехники на основе использования передовых методик, которые должны постоянно развиваться и улучшаться в процессе проведения многочисленных и разносторонних исследований с проверкой их результатов в производственных условиях.

Важнейшие вопросы агрономии, лежащие в основе получения высоких устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур, прежде всего, связаны с регулированием деятельности полезной почвенной микрофлоры и ее взаимоотношений с высшими растениями посредством применения микробиологических препаратов.

В настоящее время в мировом сельском хозяйстве наблюдается устойчивая тенденция к снижению внесения больших доз химикатов и замене их на более экономичны и экологически чистые, ресурсосберегающие технологии. Одним из путей решения этой задачи является использование диазотрофных биопрепаратов на основе ассициативных азотфиксаторов для небобовых культур и фосфатмобилизующих биопрепаратов, способных за счет микроорганизмов улучшать питание растений азотом и фосфором. В отличие от азота, содержащегося в дорогостоящих минеральных удобрениях, который к тому же экологически небезопасен и усваивается лишь наполовину, биологический азот экологически безвреден.

По данным Н.И.Конопля и Н.Ю.Мацай (2002) использование азотфиксирующих и фосформобилизующих бактерий, которые отличаются высокой эффективностью, низкой стоимостью и экологической безопасностью, не только улучшает снабжение растений азотом и фосфором, но и позволяет на 25…30% и более сократить дозы внесения минеральных удобрений.

Применение биологических препаратов (микробных удобрений), под действием которых возрастает активность азотфиксации почвы ризосферы, является экономически оправданным приемом в ресурсосберегающей технологии возделывания проса и просовидных культур [14].

В Республике Беларусь долгое время бактериальные удобрения применялись только на зернобобовых и многолетних бобовых травах. Основным бактериальным удобрением был сапронит, который использовался для инокуляции семян бобовых растений. Однако в конце прошлого века начались широкие исследования бактериальных удобрений на небобовых культурах. Так, на зерновых широко испытывалась эффективность азотобактерина. Проведенное обобщение полевых опытов показало, что его применение под указанные культуры оказало положительное влияние на урожайность зерна, прибавки которой составили по ячменю – 9,8 %, овсу – 10,4 % и яровой пшенице – 15 % [27].

Стремление повысить эффективность биологических препаратов выражается в создании их новых форм. В ГНУ «Институт микробиологии» НАН Беларуси в лаборатории взаимоотношения микроорганизмов почвы и высших растений созданы и проходят испытание биоудобрения ризобактерин, фитостимофос и гордебак.

Ризобактерин разработан на основе ассоциативного диазотрофа  Klebsiella planticola БИМ В-161Д, обладающего следующим комплексом хозяйственно-полезных свойств: фиксация атмосферного азота (15,5 мг азота/фл/сутки в чистой культуре и 154,6 н/Моль этилена/раст./сутки в ассоциации с растением); продуцирование ростстимулирующего вещества - ИУК (45,3 мкг/мл среды/сутки в чистой культуре) и повышение его содержания в растительном материале (на 3,0 мкг/г сухого вещества). Препарат экологически чист, безвреден для человека и животных, включен в список препаратов, разрешенных для применения в Беларуси.

Разработка отечественных ученых позволяет активизировать полезную ризосферную микрофлору почвы, главным образом ассоциативных бактерий, способных в симбиозе с растением-хозяином фиксировать молекулярный азот воздуха, трансформировать из валовых в доступные формы фосфор, калий и другие макро- и микроэлементы.

Фитостимофос - ростстимулирующий биопрепарат, разработанный на основе штамма Agrobacterium radiobacter 225B CMФ, стимулирующий прорастание семян, физиологические и биохимические процессы в растениях, трансформирующий труднодоступные фосфаты почвы и удобрений в доступную растениям форму и повышающий подвижность фосфора на 25-30%. Титр жизнеспособных  клеток  –  не  менее  4,0 млрд./мл.

Гордебак создан на основе высокоактивных штаммов азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов, обладающих комплексом хозяйственно-ценных свойств. Применение препарата эквивалентно внесению 20 кг минерального азота и фосфора на 1 га (Алещенкова З.М., 2010, 2011).

В опытах Персиковой Т.Ф. (2002) применение азобактерина, смеси ризобактерина и фитостимофоса в посевах озимой пшеницы на фоне минеральной и органо-минеральной систем удобрений увеличивало урожайность культуры на 0,12 и 0,29 т/га.

Данные бактериальные препараты успешно  могут применяться и на других  сельскохозяйственных культурах. Использование препаратов диазотрофных и фосфатмобилизующих микроорганизмом на однолетних бобовых культурах и многолетних травах показало высокую их эффективность. Так, прибавка урожайности сухого вещества люцерны от применения фитостимофоса составила 8,5 ц/га (8,6%). Совместное применение сапронита с фитостимофосом увеличило урожайность сухого вещества на 13,3 ц/га, что составляет 13,5% от контроля. При добавлении к смеси препаратов ризобактерина прибавка составила 14,8 ц/га, или 15,0%. По сбору кормовых единиц и переваримого протеина лучшим был вариант с применением тройной смеси – 7,47 тыс./га и 161,6 т/га, соответственно. Максимально повысила обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином также тройная смесь препаратов на 16,5% [15].

Установлена высокая эффективность почвенных диазотрофов, а также фосфатмобилизующих бактериальных инокулянтов  и бинарных комбинаций на льне-долгунце. Исследования показали, что инокуляция семян льна-долгунца ризобактерином и диазотрофным инокулянтом №11 по эффективности была близка к действию 15 кг/га минерального азота. Применение фитостимофоса и фосфатмобилизующего инокулянта №27 обеспечило эффект равный внесению 30 кг/га фосфора. Наиболее высокая урожайность льнопродукции получена при обработке семян бинарной ассоциацией (ризобактерин + фитостимофос) и (№11 + №27) на фоне N15Р30К90 – 77,0-81,1 ц/га льносоломы, 9,6-11,2 ц/га семян и 20,8-22,8 ц/га волокна [26].

Эффективность применения бактериальных удобрений во многом определяется способом их внесения. Существуют следующие способы внесения бактериальных удобрений: предпосевная обработка семян, опрыскивание вегетирующих растений и внесением удобрений в почву [4, 5]. Особый интерес представляет возможность регулирования деятельности микроорганизмов посредством инокуляции бактериальных препаратов на семена. Как показали исследования, урожайность зерновых культур при бактеризации семян ризобактерином возрастает на 6…10 ц/га. Кроме того, при использовании этого препарата повышается также и содержание белка в зерне на 0,7…1,1  % [16].

     Препараты рекомендуется  также использовать для некорневой  подкормки вегетирующих растений. Стимулирующий эффект от применения биологических препаратов проявляется в значительной степени в период колошения и сохраняется до конца вегетации, что обусловлено функционированием диазотрофного ризоценоза [14].