Введение. Кукуруза относится к числу культур с высоким требованием к плодородию почв. Это связано с образованием большого объема вегетативной массы (в 10 раз выше, по сравнению с яровыми зерновыми культурами) и потреблением значительного количества азота, фосфора и калия [1, 2, 3].
Корневая система кукурузы выделяется среди других сельскохозяйственных культур своей уникальной структурой. Она состоит из четырех ярусов, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию в обеспечении растения необходимыми питательными веществами и водой, а также в поддержании его устойчивости.
Однако из-за дороговизны минеральных удобрений, повышения затрат на их транспортировку, хранение и внесение полностью обеспечить потребности этой культуры в элементах питания становиться с каждым годом все сложнее [4, 5, 6]. В современном сельском хозяйстве важным аспектом выступает повышение урожайности и качества сельскохозяйственных культур [7, 8, 9]. Для достижения этой цели одним из наиболее перспективных подходов служит использование биопрепаратов, особенно содержащих легкоусвояемые аминокислоты, макро- и хелатные микроэлементы [10, 11, 12].
Среди таких биопрепаратов, сертифицированных и разрешенных к применению на территории Российской Федерации, выделяется Биостим Кукуруза. Он способствует улучшению роста и развития растений, повышению их устойчивости к стрессовым условиям и увеличению урожайности.
Цель исследований ‒ изучить эффективность использования биопрепарата Биостим Кукуруза в сочетании с применением расчетных норм минеральных удобрений [13,14,15].
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
провести сравнительную оценку эффективности предпосевной обработки семян кукурузы биопрепаратом Биостим Кукуруза из расчета 2 л/т и фунгицидом Максим Голд – 1 л/т семян;
определить влияние препарата Биостим Кукуруза и расчетных норм минеральных удобрений на рост и развитие культуры, на ее урожайность, биохимический состав и валовые сборы кормовых единиц;
рассчитать экономическую эффективность применения биопрепарата Биостим Кукуруза.
Условия, материалы и методы. Стационарный полевой опыт проводили на орошаемых полях землепользования ООО «Кырлай» в Арском муниципальном районе в 2021‒2022 гг. Исследования были продолжены в 2023 году на орошаемом опытном поле Агробиотехнопарка Казанского государственного аграрного университета (ГАУ), расположенном по координатам: широта – 55,5244865824, долгота – 48,274901646. Все лабораторные анализы выполняли в Центре агроэкологических исследований Казанского ГАУ.
Объектом исследований служил районированный в 7 регионе (Среднее Поволжье) гибрид Росс 140 СВ селекции Краснодарского НИИСХ им. П. П. Лукьяненко (https://gossortrf.ru/registry/gosudarstvennyy-reestr-selektsionnykh-dostizheniy-dopushchennykh-k-ispolzovaniyu-tom-1-sorta-rasteni/117-tsb-343-kukuruza).
Серая лесная почва опытного поля Агробиотехнопарка Казанского ГАУ содержит в пахотном слое гумуса (по методу Тюрина) 3,2…3,6 %, подвижного фосфора и калия (по Кирсанову) ‒ соответственно 148…150 и 162…165 мг/кг, реакция почвенной среды ‒ близкая к нейтральной (pH водной вытяжки ‒ 5,8…6,0 ед.).
Схема опыта включала следующие варианты: без обработки семян и растений (контроль); обработка семян фунгицидом Максим Голд 1 л/т; обработка семян биопрепаратом Биостим Кукуруза 2 л/т; обработка семян фунгицидом Максим Голд 1 л/т и биопрепаратом Биостим Кукуруза 2 л/т; обработка растений биопрепаратом Биостим Кукуруза 2 л/га; обработка семян фунгицидом Максим Голд 1 л/т + обработка растений биопрепаратом Биостим Кукуруза 2 л/га; обработка семян биопрепаратом Биостим Кукуруза 2 л/т + обработка растений биопрепаратом Биостим Кукуруза 2 л/га; обработка семян фунгицидов Максим Голд 1 л/т и биопрепаратом Биостим Кукуруза 2 л/т + обработка растений биопрепаратом Биостим Кукуруза 2 л/га.
Посев кукурузы осуществляли во второй декаде мая с шириной междурядий 70 см. Семена при норме высева 70 тыс. шт./га заделывали на глубину 6…8 см с прикатыванием.
Повторность опыта ‒ 3-кратная, размещение делянок ‒ систематическое. Каждая делянка имела площадь 126 м2 (4,2 м × 30 м).
Биопрепарат Биостим Кукуруза представляет собой комплексное удобрение, содержащее (г/л): свободные аминокислоты растительного происхождения (71,5), полисахариды (91,0), азот (58,5), фосфор (65,0), калий (32,5), магний (13,0), цинк (2,6), марганец (2,6), бор (1,3), медь (1,3), молибден (0,13), которые играют важную роль в различных биохимических процессах, происходящих в растении [16].
Агрометеорологические условия в годы проведения исследований значительно отличались от среднемноголетних значений. В 2021 г. отмечена крайне низкая влагообеспеченность вегетационного периода, сумма осадков составляла 55 % от климатической нормы (230 мм). В то же время температура в среднем составляла 21,7 °C при среднемноголетних значениях 17,3 °C. Эти условия потребовали проведения трех поливов с нормой расхода воды от 350 до 400 м³/га. Полив проводился дождевальной машиной «Казанка».
Вегетационный период 2022 г. был благоприятным для роста кукурузы. Благодаря достаточному количеству осадков в мае (78,4 мм), июне (19,3 мм) и июле (61,6 мм) обеспеченность влагой была удовлетворительной. В этих условиях двукратный полив из расчета 300…350 м³/га обеспечил оптимальные условия для развития растений.
В 2022 г. благоприятные погодные условия и достаточное увлажнение способствовали лучшей урожайности, в то время как в 2023 г. неблагоприятные погодные условия, включая дождливое и холодное начало вегетационного периода и недостаток или отсутствие осадков в июле (33,1) и августе (0,0), негативно повлияли на урожайность зеленой массы кукурузы. Для поддержания урожайности в условиях засухи и высоких температур были проведены три полива с нормой от 300 до 400 м³/га
Исследования проводили общепринятыми методами.
Результаты и обсуждение. Полевая всхожесть служит ключевым показателем их успешного развития и урожайности. Она зависит от множества факторов, включая тепло- и влагообеспеченность, качество предпосевной подготовки почвы, ее гранулометрического состава, глубины заделки семян, сроков и способов посева, а также биологических особенностей самой культуры [17].
Предпосевная обработка семян препаратами Максим Голд 1 л/т и Биостим Кукуруза 2 л/т увеличивает полевую с 84 % в контроле до 93 % в этих вариантах (табл. 1).
Таблица 1 – Полевая всхожесть и мощность роста всходов в зависимости от способов предпосевной подготовки семян кукурузы (2021‒2023 гг.)
|
Вариант
|
Количество всходов, шт./м2 |
Полевая всхожесть, % |
Масса всходов до 1-го листа, г/раст. |
|
Без обработки (контроль) |
5,86 |
84 |
0,29 |
|
Максим Голд 1 л/т |
6,38 |
91 |
0,34 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/т |
6,26 |
89 |
0,38 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т |
6,54 |
93 |
0,40 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/га |
5,90 |
84 |
0,30 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
6,30 |
90 |
0,31 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
6,32 |
90 |
0,39 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
6,40 |
91 |
0,39 |
|
HCP05 |
0,28 |
|
0,07 |
Результаты определения сухой массы 1-го настоящего листа кукурузы показывают существенную разницу между вариантами опыта: максимальная величина (0,40 г/растение) была достигнута в варианте предпосевной обработки семян препаратами Максим Голд 1 + Биостим Кукуруза 2 л/т.
Корневая система кукурузы на начальном этапе органогенеза развивается медленно. Это подтверждается данными о глубине проникновения основной массы корней кукурузы в фазе образования 8…12 листа, которая составляет 24,3…29,1 см.
При предпосевной обработке семян смесью препаратов Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т отмечена значительная разница в глубине проникновения корней, по сравнению с контролем. В фазе образования 8…12 листьев эта разница составляет 3,5 см, а в фазе выбрасывания метелки ‒ 7,5 см. Это может свидетельствовать о более активном развитии корневой системы при обработке семян.
Важно отметить, что эта тенденция сохраняется до начала уборки в молочно-восковой спелости зерна кукурузы в початках с влажностью 28…30 %. Кукуруза продолжает активно развивать свою корневую систему на поздних этапах роста, что способствует лучшему усвоению питательных веществ из почвы. Например, через 10 суток после посева в фазе появления колеоптиля первичные зародышевые корешки кукурузы занимали почвенный профиль от 3,8 до 4,5 см, а в фазе молочно-восковой спелости от 42,3 до 53,4 см (табл.2).
Таблица 2 – Динамика формирования корневой системы кукурузы по фазам развития (2021‒2023 гг.), см
|
Вариант
|
Посев - всходы |
Образование 8…12 листьев |
Выметывание метелки |
Цветение |
Молочно-восковая спелость |
|
Без обработки (контроль) |
3,8 |
25,6 |
32,8 |
40,4 |
42,3 |
|
Максим Голд 1 л/т |
4,1 |
26,4 |
36,4 |
41,3 |
45,0 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/т |
4,3 |
26,9 |
38,7 |
42,8 |
45,7 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т |
4,5 |
29,1 |
40,3 |
44,6 |
48,0 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/га |
3,6 |
24,3 |
36,4 |
42,1 |
44,9 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
3,8 |
25,9 |
38,7 |
43,6 |
46,5 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
4,0 |
27,0 |
38,4 |
46,7 |
48,7 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
4,2 |
28,5 |
42,7 |
48,6 |
53,4 |
|
HCP05 |
0,2 |
0,7 |
1,0 |
1,2 |
1,3 |
Отмечен значительный рост корневой системы при совмещении фунгицида Максим Голд с препаратом Биостим Кукуруза. Это свидетельствует о важности комплексного подхода к защите растений от корневых гнилей и фузариоза, а также обеспечении дополнительными питательными веществами на разных этапах развития культуры. В то же время, замена предпосевной обработки семян Биостимом листовой подкормкой по вегетации не дает желаемого эффекта.
Использование препаратов Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т приводит к увеличению плотности стеблестоя на 0,58 шт./м2 по сравнению с контролем.
Сравнение протравителя Максим Голд 1 л/т и биопрепарата Биостим Кукуруза 2 л/т показывает, что протравитель обеспечивает более высокую плотность стеблестоя (5,46 шт./м2 против 5,39 шт./м2) благодаря более эффективной борьбе протравителя с болезнями кукурузы, такими как корневая гниль, фузариоз, пузырчатая головня, пыльная головня, белая гниль стеблей и ложная мучнистая роса (пероноспороз), особенно при орошении (см. рисунок) [18, 19].
Рисунок. Листья кукурузы, пораженные ложной мучнистой росой.
Использование фунгицида Максим Голд в сочетании с биопрепаратом Биостим Кукуруза не только способствует защите растений, но и значительно увеличивает их продуктивность, что подчеркивает важность комплексного их применения (табл. 3).
Таблица 3 – Плотность стеблестоя и урожайность зеленой массы орошаемой кукурузы Росс 140 СВ (2021‒2023 гг.)
|
Вариант
|
Плотность стеблестоя, шт./м2 |
Урожайность зеленой массы |
|
|
всего, т/га |
прибавка, % |
||
|
Без обработки (контроль) |
5,04 |
46,1 |
- |
|
Максим Голд 1 л/т |
5,46 |
49,7 |
7,8 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/т |
5,39 |
48,5 |
5,2 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т |
5,62 |
51,8 |
12,4 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/га |
5,21 |
47,4 |
2,8 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
5,30 |
49,6 |
7,6 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
5,40 |
48,4 |
5,0 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
5,74 |
53,6 |
16,3 |
|
HCP05 |
0,21 |
0,9 |
|
Сочетание этих приемов на фоне расчетных норм минеральных удобрений позволяет максимально использовать потенциал кукурузы и достичь планируемой урожайности 50 т/га зеленой массы.
Использование фунгицида Максим Голд в сочетании с биопрепаратом Биостим Кукуруза привело к увеличению содержания сырого протеина в сухой массе кукурузы с 13,8 % в контроле до 14,8 %. Замена химического фунгицида на биопрепарат Биостим Кукуруза практически не влияла на содержания сырого протеина (14,1 и 14,0 %), а также его переваримой формы (10,6 и 10,5 %) (табл. 4).
Таблица 4 –Качество зеленой массы кукурузы в зависимости от применяемых препаратов (2021‒2023 гг.), % на сухое вещество
|
Вариант |
Сырой протеин |
Переваримый протеин |
Сумма сахаров |
Сахаро-протеиновое соотношение |
|
Без обработки (контроль) |
13,8 |
10,4 |
8,6 |
0,83:1 |
|
Максим Голд 1 л/т |
14,1 |
10,6 |
8,9 |
0,84:1 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/т |
14,0 |
10,5 |
8,7 |
0,83:1 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т |
14,8 |
11,1 |
9,4 |
0,85:1 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/га |
13,9 |
10,4 |
8,8 |
0,85:1 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
14,6 |
11,0 |
9,2 |
0,84:1 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
14,0 |
10,5 |
8,7 |
0,83:1 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
15,2 |
11,4 |
10,6 |
0,93:1 |
Использование фунгицида Максим Голд в сочетании с биопрепаратом Биостим Кукуруза привело к увеличению содержания сырого протеина в сухой массе кукурузы с 13,8 % в контроле до 14,8 %. Это может быть связано с улучшением условий для роста растений и снижением негативного воздействия патогенов.
Замена химического фунгицида на биопрепарат Биостим Кукуруза не оказывала существенного влияния на содержание сырого протеина (14,1 и 14,0 %), а также его переваримой формы (10,6 и 10,5 %). Это может быть обусловлено различиями в механизмах действия химических и биологических средств защиты растений.
Максимальное в опыте содержание сырого и переваримого протеина в кукурузе достигается при комплексном применении для обработки семян фунгицида Максим Голд (1 л/т) в сочетании с биопрепаратом Биостим Кукуруза (2 л/т) и дополнительной листовой подкормке растений Биостим Кукуруза (2 л/га) в период вегетации. В этом варианте содержание сырого протеина составило 15,2 %, переваримого ‒ 11,4 % против соответственно 13,8 и 10,4 % в контроле.
Важными проблемами в кормопроизводстве остаются дефицит белка и дисбаланс сахаро-протеинового соотношения. Зеленая масса кукурузы отличается высоким содержанием сахаров (8…9 %, по сравнению с 3…4 % в многолетних травах) [20, 21]. Это делает кукурузу привлекательным источником сахара для кормления животных. Использование биопрепарата Биостим Кукуруза значительно увеличивает содержание сахаров в зеленой массе кукурузы. Особенно эффективно сочетание предпосевной подготовки семян препаратами Максим Голд 1 л/т и Биостим Кукуруза 2 л/т, а также листовая подкормка растений, что приводит к увеличению содержания сахаров до 10,6 % против 8,6 % в контрольном варианте. В результате сахаро-протеиновое соотношение в корме достигает идеального значения 0,93:1, что соответствует нормативным показателям для рациона кормления крупного рогатого скота, особенно дойных коров [22,23].
Стоимость урожая зеленой массы кукурузы рассчитывали исходя из цены реализации зерна овса (8000 руб./т), 1 кг массы которого выступает эквивалентом кормовой единицы (табл. 5).
Таблица 5 – Экономическая эффективность применения биопрепарата Биостим на посевах орошаемой кукурузы (2021‒2023 гг.)
|
Вариант |
Продуктивность, тыс. корм. ед./га |
Стоимость валовой продукции, тыс. руб./га |
Затраты, тыс. руб./га |
Условно чистый доход, тыс. руб./га |
Рентабельность, % |
Себестоимость 1 корм. ед., руб. |
|
Без обработки (контроль) |
7,8 |
62,4 |
40,8 |
21,6 |
53,0 |
5,2 |
|
Максим Голд 1 л/т |
8,4 |
67,2 |
42,4 |
24,8 |
58,5 |
5,0 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/т |
8,2 |
65,6 |
41,6 |
24,0 |
57,7 |
5,1 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т |
9,3 |
74,4 |
45,1 |
29,3 |
65,0 |
4,8 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/га |
8,0 |
64,0 |
40,5 |
23,5 |
58,0 |
5,1 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
8,4 |
67,2 |
42,4 |
24,8 |
58,5 |
5,0 |
|
Биостим Кукуруза 2 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
8,2 |
65,6 |
41,6 |
24,0 |
57,7 |
5,1 |
|
Максим Голд 1 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/т + Биостим Кукуруза 2 л/га |
10,1 |
80,8 |
46,9 |
33,9 |
73,3 |
4,6 |
При поливе кукурузы в Татарстане нормой 300…350 м3/га затраты составляют 800…900 руб./га, или 2400…2700 руб./га в год. Это лишь 6,6 % от общих затрат в контрольном варианте опыта.
Анализ экономической эффективности применения биопрепарата Биостим Кукуруза на посевах орошаемой кукурузы за период 2021‒2023 гг. показывает, что комбинированное применение Максим Голд 1 л/т + Биостим 2 л/т + Биостим 2 л/га выступает наиболее экономически эффективным вариантом для увеличения урожайности и снижения себестоимости производства кукурузы на орошаемых посевах. При этом стоимость валовой продукции также была значительно выше, чем в контрольном варианте без обработки семян. Затраты составили 45,1 тыс. руб./га. Условно-чистый доход был на уровне 33,9 тыс. руб./га., а рентабельность – 73,3 %. Себестоимость 1 корм. ед. стала наименьшей, составив 4,6 руб., что на 11,5 % меньше себестоимости в контрольном варианте (5,2 руб.).
Выводы. Применение биопрепарата Биостим Кукуруза в сочетании с обработкой семян Максим Голд при возделывании гибрида кукурузы Росс 140 СВ на орошении обеспечивает увеличение урожайности зеленой массы культуры, улучшение ее качества и снижение затрат на производство продукции.
