Samara, Samara, Russian Federation
p.g.t. Ust'-Kinel'skiy, Samara, Russian Federation
63
68.29
The aim of the study is increasing the yield of spring barley applying innovative organic fertilizers and biologies in the conditions of the forest-steppe zone of the Middle Volga region. The studies were conducted in 2017-2020. The Orlan spring barley variety was the object of research. During the held trial on seeds, organic fertilizers were intro-duced during growing season tillage with biologies. The maximum effect was noted with the combined use of seed pelleting and a polyfunctional biologies for vegetation, the reduction of root rot infestation reached 20.7-29.2%. For factor A (innovative organic fertilizers) on average for 2017-2020 years the yield of spring barley in the control test was 1.39 t/ha without fertilizers; with the nitroammofoski use – 1.53 t/ha; Diatomite + Wood ash + organic potassium multicomponent organic fertilizer – 1.56 t/ha; Diatomite + Zoohumus + Wood ash – 1.60 t/ha; Diatomite + Phytospor-in + Potassium Gumat – 1.47 t/ha; multicomponent organic mixture with the functions of fertilizer, biostimulator, fun-gicide and bactericide, for pre-sowing seed pelleting – 1.59 t/ha; Zeolite + Effluent; two-component organic fertilizer – 1.47 t/ha. Increase in yield of spring barley due to use of organic fertilizers was 0.08-0.21 t/ha or 5.8-15.1%. Ac-cording to factor B (pest management system), the yield of barley was: for the control – 1.40 t/ha; pesticides in the form of fungicide and insecticide –1.46 t/ha; multi-component multifunctional biologies with the functions of fertilizer, fungicide and bactericide based on column effluent – 1.69 t/ha. Pesticides use and biologies increased the yield of spring barley by 0.06-0.29 t/ha or 4.3-20.7%.
organic fertilizers, biologies, spring barley, yield of grain
Базовой составной частью технологий органического земледелия является применение органических удобрений, биологических и микробиологических препаратов и средств биологической защиты растений. Главные требования к удобрениям, препаратам и средствам защиты в органических технологиях – высокая агрономическая эффективность и достижение экономической эффективности, превышающей экономический эффект от применения минеральных удобрений и пестицидов [1, 7, 8]. Разработчики, производители и потребители биологических средств всего спектра совершенствуют рецептуру и технологию производства, способы применения и внесения биосредств. Одно из ключевых решений – создание многокомпонентных органических удобрений и биопрепаратов, которые являются и многофункциональными [3, 5, 6, 9]. На кафедре «Землеустройство, почвоведение и агрохимия» Самарского ГАУ ведется разработка различных многокомпонентных органических удобрений и биопрепаратов на основе переработки (утилизации) любых видов органических отходов и сырья местного происхождения.
Цель исследований – повышение урожайности ярового ячменя при внесении инновационных органических удобрений и биологических препаратов в условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья.
Задачи исследований – установить действие инновационных органических удобрений и биологических препаратов на пораженность растений ярового ячменя корневыми гнилями и урожай зерна.
Материалы и методы исследований. Экспериментальные исследования выполнены
на опытном поле кафедры «Землеустройство, почвоведение и агрохимия» Самарского ГАУ
в 2017-2020 гг. Почва участка – чернозём обыкновенный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый. Предшественник – горох. Объект исследований – растения ярового ячменя сорта Орлан. Сеяли в оптимальные сроки, сеялка ДМС-601, повторность трёхкратная. Площадь делянок первого порядка 189 м2, второго порядка – 63 м2. Размещение систематическое. Высевалось
5,0 млн всхожих семян на 1 га. Уборка проводилась прямым способом селекционным комбайном
TERRION-SR2010. Инновационные органические удобрения (фактор А), разработанные сотрудниками кафедры «Землеустройство, почвоведение и агрохимия», вносили при посеве из сеялки в рядок на семенное ложе: А1 – контроль, без внесений удобрений; А2 – 100 кг/га нитроаммофоски (16:16:16); А3 – 200 кг/га многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Зола древесная + Калий органический (65:25:10) (ДЗК); А4 – 200 кг/га многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Зоогумус + Зола древесная (50:40:10) (ДЗгЗ); А5 – 200 кг/га многокомпонентного
органического удобрения Диатомит + Фитоспорин + Гумат калия (70:30) (ДФСПГк); А6 – 100 кг/га многокомпонентной органической смеси с функциями удобрения, биостимулятора, фунгицида и бактерицида в виде предпосевного дражирования семян; А7 – 200 кг/га двухкомпонентного органического удобрения Цеолит + Эффлюент (ЦЭ).
Система защиты (фактор В) – поперек внесения удобрений проводилось опрыскивание препаратами во время вегетации по листу: В1 – контроль, без внесения пестицидов и биопрепаратов; В2 – пестициды в виде фунгицида и инсектицида; В3 – многокомпонентный полифункциональный биопрепарат с функциями удобрения, фунгицида и бактерицида на основе эффлюента разработки кафедры «Землеустройство, почвоведение и агрохимия» (рис. 1).
-
- 1. Многокомпонентный биопрепарат с функциями удобрения, фунгицида
- бактерицида (образец в таре)
В годы исследований биопрепарат применялся два раза за вегетацию в фазы кущения и выхода в трубку с нормой внесения 3,0 л/га при рабочем растворе 150 л на 1 га.
Данные урожайности ярового ячменя обсчитывались с применением дисперсионного анализа [4].
Влияние погодных условий в годы исследований на урожайность ярового ячменя показывает гидротермический коэффициент (ГТК) в вегетационный период растений. 2017 г. (ГТК 1,09) – достаточно влажный, обеспечивший более высокий урожай зерна, 2018 г. (ГТК 0,49) – недостаточно влажный, 2019 г. (ГТК 0,52) – недостаточно влажный, 2020 г. (ГТК 0,56) – недостаточно влажный.
Результаты исследований. Корневые гнили являются комплексным заболеванием зерновых культур. Они поражают корни и прикорневую часть стеблей растений пшеницы, ячменя и ржи. Болезнь вызывается одним или комплексом видов полупаразитических грибов. В настоящее время это заболевание стало одним из самых распространенных и вредоносных заболеваний озимой и яровой пшеницы, ячменя. Наибольшее развитие корневые гнили, вызываемые грибом Helmintosporium, получают в годы с недостатком влаги или с резким колебанием содержания влаги в почве. При благоприятных условиях увлажнения преобладают грибы рода Fusarium.
Распространение корневых гнилей может быть неравномерным. Болезнь может являться причиной выпадения всходов, уменьшения продуктивной кустистости, числа зерен в колосе и массы 1000 зерен, ухудшения их качества. В годы сильного развития корневых гнилей потери могут составлять 15-40 %. Основными источниками инфекции всех видов корневых гнилей служат почва, пожнивные остатки, семена. Факторами, усиливающими развитие гнилей, являются нарушение агротехники, несоблюдение севооборотов и степень их насыщенности зерновыми культурами.
Корневые гнили – это болезнь растений, ослабленных неблагоприятными факторами среды, например, резкими перепадами температур в начальные фазы развития растений [2].
Меры борьбы с корневыми гнилями в «органическом» земледелии: севооборот, биопротравливание семян зерновых культур, обработка микробиологическими препаратами почвы и посевов, внесение в почву при посеве многокомпонентных органических удобрений с функциями биостимулятора, биофунгицида и биобактерицида.
Степень пораженности корневыми гнилями можно определить путем обследования посевов, которое проводится в фазы кущения и молочной спелости зерна. В контроле за два обследования растений ярового ячменя пораженность корневыми гнилями составила в среднем за годы исследований 31,8% (табл. 1).
Таблица 1
Пораженность корневыми гнилями растений ярового ячменя, %
|
Система удобрений (А) |
Год исследований |
Среднее |
% к контролю |
|||
|
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
|||
|
Система защиты |
||||||
|
Контроль (В1) |
||||||
|
А1 – контроль |
37,4 |
31,5 |
29,9 |
28.2 |
31,8 |
100 |
|
А2 – нитроаммофоска (16:16:16) |
38,5 |
33,3 |
29,3 |
27,0 |
32,0 |
100,6 |
|
А3 – ДЗК |
35,6 |
32,1 |
28,5 |
24,6 |
30,2 |
95,0 |
|
А4 – ДЗгЗ |
34,7 |
32,7 |
26,6 |
25,6 |
29,9 |
94,0 |
|
А5 – ДФСПГк |
25,5 |
27,0 |
25,3 |
22,9 |
25,2 |
79,3 |
|
А6 – дражирование семян |
23,0 |
25,0 |
23,1 |
20,5 |
22,9 |
72,0 |
|
А7 – цеолит + эффлюент |
36,5 |
34,3 |
28,6 |
27,8 |
31,8 |
100 |
|
Среднее |
|
29,1 |
91,5 |
|||
|
|
Пестициды (В2) |
|||||
|
А1 – контроль |
38,0 |
33,9 |
33,2 |
31,4 |
34,1 |
107,2 |
|
А2 – нитроаммофоска (16:16:16) |
37,2 |
30,1 |
31,5 |
30,0 |
32,2 |
101,3 |
|
А3 – ДЗК |
32,5 |
34,5 |
31,0 |
31,5 |
32,4 |
101,9 |
|
А4 – ДЗгЗ |
30,8 |
31,6 |
29,5 |
28,4 |
30,1 |
94,7 |
|
А5 – ДФСПГк |
27,6 |
25,6 |
24,2 |
22,9 |
25,1 |
78,9 |
|
А6 – дражирование семян |
25,9 |
23,7 |
22,5 |
21,8 |
23,5 |
73,9 |
|
А7 – цеолит + эффлюент |
39,9 |
41,8 |
35,3 |
30,1 |
36,8 |
115,7 |
|
Среднее |
|
30,6 |
96,2 |
|||
|
|
Биопрепараты (В3) |
|||||
|
А1 – контроль |
30,2 |
30,9 |
27,9 |
28,3 |
29,3 |
92,1 |
|
А2 – нитроаммофоска (16:16:16) |
37,4 |
36,4 |
29,3 |
28,4 |
32,9 |
103,5 |
|
А3 – ДЗК |
32,8 |
31,1 |
27,4 |
25,0 |
29,1 |
91,5 |
|
А4 – ДЗгЗ |
30,5 |
30,6 |
28,4 |
24,0 |
28,4 |
89,3 |
|
А5 – ДФСПГк |
25,5 |
28,4 |
23,4 |
22,0 |
24,8 |
78,0 |
|
А6 – дражирование семян |
24,1 |
25,6 |
22,0 |
18,2 |
22,5 |
70,8 |
|
А7 – цеолит + эффлюент |
33,2 |
35,3 |
29,6 |
25,1 |
30,8 |
96,9 |
|
Среднее |
|
28,3 |
89,0 |
|||
При внесении нитроаммофоски, цеолита с эффлюентом аналогичные показатели были близкими к контролю, соответственно, 32,0 и 31,8%. При внесении других органических удобрений пораженность корневыми гнилями снижалась до 22,9-30,2%. В среднем по всем вариантам в контроле без внесения пестицидов и биопрепаратов пораженность корневыми гнилями составляла 29,1%.
При обработке посевов пестицидами в результате улучшения условий роста и развития растений ярового ячменя пораженность фитопатогенными грибами увеличивалась до 30,6% по всем вариантам фактора А. Опрыскивание во время вегетации по листу многокомпонентным полифункциональным биопрепаратом с функциями удобрения, фунгицида и бактерицида на основе эффлюента снижало пораженность корневыми гнилями по всем вариантам фактора А до 28,3%.
Посев дражированными семенами оказался наиболее эффективным для борьбы с комплексом корневых гнилей, обеспечив снижение пораженности на 26,9-29,2% по сравнению с контролем, так как при дражировании семян происходит биопротравливание, а также микроорганизмы –
антагонисты почвенной патогенной микрофлоры – сразу попадают в ризосферную зону проростков и всходов растений ярового ячменя, обеспечивая уменьшение возбудителей заболеваний.
Максимальный эффект отмечен при совместном применении дражирования семян и полифункционального биопрепарата по вегетации, снижение пораженности корневыми гнилями достигает 20,7-29,2%.
Наибольшее снижение пораженности растений ярового ячменя корневыми гнилями наблюдалось на вариантах с многокомпонентными органическими удобрениями, содержащими микробиологические препараты с функциями биофунгицида и биобактерицида (А5 – многокомпонентное органическое удобрение Диатомит + Фитоспорин + Гумат калия и А6 – многокомпонентная органическая смесь с функциями удобрения, биостимулятора, фунгицида и бактерицида в виде предпосевного дражирования семян).
По фактору А (инновационные органические удобрения) в среднем за 2017-2020 гг. урожайность ярового ячменя составила в контроле без удобрений – 1,39 т/га; с внесением: нитроаммофоски – 1,53 т/га; многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Зола древесная + Калий органический – 1,56 т/га; многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Зоогумус + Зола древесная – 1,60 т/га; многокомпонентного органического удобрения Диатомит + Фитоспорин + Гумат калия – 1,47 т/га; многокомпонентной органической смеси с функциями удобрения, биостимулятора, фунгицида и бактерицида, в виде предпосевного дражирования семян – 1,59 т/га; двухкомпонентного органического удобрения Цеолит + Эффлюент – 1,47 т/га (табл. 2).
Таблица 2
Урожайность ярового ячменя, т/га
|
Система удобрений (А) |
Год исследований |
Среднее |
% к контролю |
|||
|
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
|||
|
Система защиты |
||||||
|
Контроль (В1) |
||||||
|
А1 – контроль |
1,35 |
1,47 |
1,10 |
1,23 |
1,29 |
100 |
|
А2 – нитроаммофоска (16:16:16) |
1,32 |
1,55 |
1,31 |
1.40 |
1,39 |
107,8 |
|
А3 – ДЗК |
1.39 |
1,56 |
1,33 |
1,36 |
1,41 |
109,3 |
|
А4 – ДЗгЗ |
1,43 |
1,67 |
1,35 |
1,45 |
1,48 |
114,7 |
|
А5 – ДФСПГк |
1,40 |
1,43 |
1,27 |
1,33 |
1,36 |
105,4 |
|
А6 – дражирование семян |
1,44 |
1,60 |
1,38 |
1,48 |
1,48 |
114,7 |
|
А7 – цеолит + эффлюент |
1,36 |
1,53 |
1,19 |
1,36 |
1,36 |
105,4 |
|
Среднее |
|
1,40 |
108,5 |
|||
|
|
Пестициды (В2) |
|||||
|
А1 – контроль |
1,32 |
1,45 |
1,23 |
1,39 |
1,35 |
104,7 |
|
А2 – нитроаммофоска (16:16:16) |
1,45 |
1,53 |
1,47 |
1,49 |
1,49 |
115,5 |
|
А3 – ДЗК |
1,47 |
1,55 |
1,49 |
1,54 |
1,51 |
117,1 |
|
А4 – ДЗгЗ |
1,41 |
1,57 |
1,50 |
1,57 |
1,51 |
117,1 |
|
А5 – ДФСПГк |
1,38 |
1,40 |
1,33 |
1,43 |
1,39 |
107,8 |
|
А6 – дражирование семян |
1,54 |
1,62 |
1,50 |
1,55 |
1,55 |
120,2 |
|
А7 – цеолит + эффлюент |
1,44 |
1,52 |
1,37 |
1,45 |
1,45 |
112,4 |
|
Среднее |
|
1,46 |
113,2 |
|||
|
|
Биопрепараты (В3) |
|||||
|
А1 – контроль |
1,42 |
1,94 |
1,34 |
1,40 |
1,53 |
118,6 |
|
А2 – нитроаммофоска (16:16:16) |
1,56 |
2,22 |
1,48 |
1,60 |
1,72 |
133,3 |
|
А3 – ДЗК |
1,60 |
2,34 |
1,45 |
1,63 |
1,76 |
136,4 |
|
А4 – ДЗгЗ |
1,62 |
2,43 |
1,53 |
1,69 |
1,82 |
141,1 |
|
А5 – ДФСПГк |
1,50 |
2,10 |
1,44 |
1,57 |
1,65 |
127,9 |
|
А6 – дражирование семян |
1,56 |
2,25 |
1,54 |
1,61 |
1,74 |
134,9 |
|
А7 – цеолит + эффлюент |
1,47 |
2,03 |
1,43 |
1,48 |
1,60 |
124,0 |
|
Среднее |
|
1,69 |
131,0 |
|||
|
НСР05 по фактору А |
0,04 |
0,07 |
0,05 |
0,03 |
|
|
|
НСР05 по фактору В |
0,05 |
0,09 |
0,07 |
0,05 |
|
|
|
НСР05 по взаимодействию факторов А и В |
0,05 |
0,09 |
0,07 |
0,05 |
|
|
|
НСР05 общая |
0,08 |
0,15 |
0,11 |
0,07 |
|
|
Прибавка урожая зерна ярового ячменя от органических удобрений составила 0,08-0,21 т/га или 5,8-15,1%.
По фактору В (система защиты растений) урожайность культуры была следующей: в контроле – 1,40 т/га; в варианте с пестицидами в виде фунгицида и инсектицида – 1,46 т/га; в варианте с многокомпонентным полифункциональным биопрепаратом с функциями удобрения, фунгицида и бактерицида на основе эффлюента – 1,69 т/га. Использование пестицидов и биологических препаратов повышало урожай зерна ярового ячменя на 0,06-0,29 т/га или 4,3-20,7%.
Заключение. За 2017-2020 гг. исследований выявлено, что максимальный эффект отмечен при совместном применении дражирования семян и полифункционального биопрепарата по вегетации, снижение пораженности корневыми гнилями достигает 20,7-29,2%. В условиях лесостепи Среднего Поволжья на обыкновенных черноземах при возделывании ярового ячменя вместе с семенами нужно вносить инновационные органические удобрения, которые обеспечивают прибавку урожая зерна ярового ячменя 0,08-0,21 т/га или 5,8-15,1%. Использование пестицидов и биологических препаратов повышало урожай зерна ярового ячменя на 0,06-0,29 т/га или 4,3-20,7 %.
1. The law «On Organic products» has come into force. The Dairy News - daily news of the dairy market. Re-trieved from https://www.dairynews.ru/news/vstupil-v-silu-zakon-ob-organicheskoy-produktsii.html (in Russ.).
2. Root rot: how to recognize the disease. JSC Firm August - the largest Russian company for the development, production and information technology support of the use of chemical plant protection products. Retrieved from https://www.avgust.com/newspaper/topics/detail.php?ID=1408 (in Russ.).
3. Kulikova, A. H., Yashin, E. A. & Danilova, E. V. (2007). Effectiveness use of Diatomite and mineral fertilizers in the technology of winter wheat cultivation. Agrohimicheskij vestnik (Agrochemical Herald), 5, 18-19 (in Russ.).
4. Kutilkin, V. G. & Zudilin, S. N. (2015). Application of methods of mathematical statistics in scientific research. Agrarian science in the conditions of innovative development of agro-industrial complex '15: collection of scientific papers. (pp. 40-43). Kinel: PC Samara SAA (in Russ.).
5. Olenin, O. A. & Zudilin, S. N. (2020). Multifunctional biologies for organic farming based on processing of organ-ic waste and raw materials. Niva Povolzhiia (Niva Povolzhya), 4, 36-42 (in Russ.).
6. Organic agriculture and biologization of agriculture in Russia. Eurasian Economic Commission. Retrieved from http://www.eurasiancommission.org/ru/act/prom_i_agroprom/dep_agroprom/actions/Documents/Organic%20selskoe-%20 farm.pdf (in Russ.).
7. Organic agriculture: innovative technologies, experience, prospects. Rosinformagrotech. Retrieved from file:///C:/Users/Lenovo/desktop/POPS/rosinformagrotekh-verstka-organic-cx-2019.pdf (in Russ.).
8. List of means of production for use in the system of organic and biologized agriculture based on international standards of agriculture. Retrieved from file:///C:/Users/lenovo/desktop/POPS/perechen-sredstv-proizvodstva-2021-szhatyy.pdf (in Russ.).
9. Smyvalov, V. S. & Zakharova, D. A. (2016). Influence of silicon-containing materials on the yield and quality of spring wheat products.Vestnik Uliianovskoi gosudarstvennoi seliskokhoziaistvennoi akademii (Vestnik of Ulyanovsk state agricultural academy), 4, 55-59 (in Russ.).
