Применение гуминовых удобрений диссертация

На правах рукописи

Хитрова Валентина Ивановна

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГУМИНОВЫХ УДОБРЕНИЙ В ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

Специальность: 06.01.04 — агрохимия

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Диссертационная работа выполнена на кафедре ботаники, физиологии растений и кормопроизводства ФГОУ ВПО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный работник высшей школы РФ, Костромская ГСХА, заведующая кафедрой ботаники, физиологии растений и кормопроизводства Виноградова Вера Сергеевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, Тверская ГСХА, профессор кафедры льноводства Сорокппа Ольга Юрьевна

кандидат сельскохозяйственных наук, директор ФГБУ ГЦАС « Тверской» Фирсов Сергей Александрович

Ведущая организация: ГНУ Костромской научно-исследовательский

институт сельского хозяйства

Защита состоится 24 мая 2012года в 12 час. 30 мин. На заседании диссертационного совета Д 220.063.01 при ФГБОУ ВПО « Тверская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 170904, г. Тверь, Маршала Василевского,7 (Сахарово), Тверская ГСХА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверской ГСХА Автореферат разослан «24 » апреля 2012г. Автореферат размещен на сайте «24 »апреля2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Производство высококачественной товарной продукции является одной из важнейших задач сельскохозяйственного производства. Наиболее актуальной проблемой отрасли является создание и применение безопасных удобрений и препаратов. Этой проблемой занимались как классики агрохимической науки ДН. Прянишников, А.В. Петербургский, З.И. Журбинкий, так и современные исследователи В.Г. Минеев, В.И. Панасин, А.И. Попов, Б.А. Ягодин, Д.С. Орлов, Д.А. Кореньков, В.Г. Сычев.

Отдавая должное достигнутым в этой области знаниям и практическим результатам, следует отметить, что экологически безопасные технологии должны предполагать применение и возврат в агроэкосистему компонентов природного происхождения, таких как гуминовые вещества.

Кроме того, учитывая генезис почв и особенности требований биологии культуры необходимо разработать приемы применения микроэлементов в составе удобрения гумат «Плодородие», важность которых для развития растений неоспорима.

Опубликованных данных о развернутых исследованиях по этому направлению нет, поэтому считаем, что работа посвящена чрезвычайно актуальной проблеме.

Цель работы — Цель исследований — разработать и изучить приемы применения различных составов гуминовых удобрений гумат « Плодородие» и «Биоплант Флора» в технологии выращивания зерновых культур для Нечерноземной зоны России;

— дать сравнительную оценку эффективности гуминового удобрения «Плодородие» применяемого в чистом виде и с добавлением мочевины и «Биоплант Флора» на посевах яровой пшеницы. В задачи исследований входило:

— разработать состав и способы применения гуминовых удобрений;

— изучить влияние удобрений гумат «Плодородие», мочевины и «Биоплант Флора» на изменение агрохимических показателей почвы;

— установить влияние приемов применения этих удобрений на рост и развитие яровой пшеницы;

— дать оценку физиологических процессов в растениях яровой пшеницы при использовании удобрений гумат «Плодородие», мочевины и «Биоплант Флора»;

— изучить влияние гуминовых удобрений на микробиологическую активность почвы и на вынос элементов питания урожаем яровой пшеницы;

— изучить влияние гуминовых удобрений и мочевины на урожай, его структуру и качество хозяйственно — полезной продукции;

— рассчитать энергетическую эффективность и провести эколого — экономическую оценку приема обработки посевов яровой пшеницы в технологии ее возделывания удобрениями гумат «Плодородие», мочевиной и «Биоплант Флора».

Научная новизна. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России проведены исследования и дана сравнительная оценка влияния удобрений гумат «Плодородие», гумат «Плодородие» с добавлением мочевины, и «Биоплант Флора» на рост и развитие растений, физиологические процессы в них, микробиологическую активность почвы, и вынос элементов питания урожаем, а так же на урожай и качество зерна яровой пшеницы.

Практическая ценность. Выполненная работа позволяет расширить представление о влиянии солей гуминовых кислот и микроэлементов в составе гуминовых удобрений гумат «Плодородие» и « Биоплант Флора» на развитие полевых культур и дать рекомендации по приемам их применения с целью повышения урожая и качества хозяйственно — полезной продукции, сохранения экологической чистоты окружающей среды.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в ОПХ «Минское» Костромского района Костромской области на площади 930 га, в колхозе «Родина» Красносельского района на площади 370 га, в СПК «Боевик» Судислав-ского района Костромской области на площади 370 га, рекомендованы к использованию в хозяйствах Костромской, Владимирской, Вологодской, Ивановской, Новгородской, Нижегородской, Московской, Тверской, Ярославской областей.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 6 научных статей, в том числе 2 в изданиях рекомендованных ВАК РФ.

Основные положения работы докладывались и получили положительную оценку на: 44-й международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Комплексное применение средств химизации в адаптивно — ландшафтном земледелии» (Москва, 2010), VI совещании-семинаре «Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур» (Анапа- 2010), научно-практических конференциях «Актуальные проблемы науки в АПК» (Кострома,2008-2012 гг.).

Кроме этого, результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры ботаники, физиологии растений и кормопроизводства.

Работа выполнялась на кафедре ботаники, физиологии растений и является составной частью научно-исследовательских работ Костромской государственной сельскохозяйственной академии на 2007 — 2011 гг. по теме 29-01н, по программе У.М.Н.И.К. № гос.регистрации 4994-Р/7628/Д от 30.04.07

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 135 страницах, состоит из введения, 5 глав, основных выводов, предложений производству, списка использованной литературы, который включает 161 наименование, содержит 32 таблицы, 15 рисунков, 13 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Влияние удобрений гумат «Плодородие», мочевины и «Биоплант Флора» на изменение агрохимических показателей почвы;

2 Оценка физиологических процессов в растениях яровой пшеницы при использовании гуминовых удобрений.

3. Влияние гуминовых удобрений на микробиологическую активность почвы и на вынос элементов питания урожаем яровой пшеницы

4. Влияние приемов применения этих удобрений на ростовые процессы и урожай яровой пшеницы.

5. Энергетическая эффективность и эколого — экономическая оценка приема обработки посевов яровой пшеницы в технологии ее возделывания удобрениями гумат «Плодородие», мочевиной и «Биоплант Флора».

Автор выражает благодарность за помощь, оказанную в выполнении настоящей работы научному руководителю, заведующей кафедрой ботаники, физиологии растений и кормопроизводства ФГОУ ВПО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия», доктору с.-х. н. B.C. Виноградовой, сотрудникам кафедры ботаники, физиологии растений и кормопроизводства ФГОУ ВПО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия», директору H.A. Лучнику и коллективу ФГУ ГС АС «Костромская», директору ОПХ «Минское», директору С ПК «Боевик», председателю колхоза «Родина».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Место, условия и методика проведения исследований

Работа выполнялась на кафедре ботаники, физиологии растений и кормопроизводства ФГБОУ ВПО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия» в период с 2007 — 2011 гг. Исследования по изучению процессов роста, развития, формирования урожая и качества продукции яровой пшеницы при использовании различных приемов применения удобрения гумат «Плодородие» и «Биоплант Флора» были проведены так же в полевых опытах хозяйств Костромской области в соответствии с ОСТ 10 106-87. В опытах изучали влияние различных сроков обработок и их количества на формирование урожая и качество яровой пшеницы.

Данные виды удобрений испытывали в полевых опытах на яровой пшенице сорта » Дарья». В опытах изучали влияние различных сроков обработок и их количества на формирование урожая и качество зерна.

Полевые мелкоделяночные опыты проводили с 2008 по 2010 гг. в ОПХ «Минское» Костромского района Костромской области. Для обработки посевов яровой пшеницы использовали удобрение гумат «Плодородие» с концентрацией 50,0 г/л, мочевину — 46%, «Биоплант Флора» — не менее 2,0 г/л. Исследования проводили по следующей схеме:

2. Гумат «Плодородие» 0,5 л/ га — фаза кущения

3. Мочевина 3 кг/ га — фаза кущения

4. Гумат «Плодородие» 0,5 л/га + мочевина 3 кг/га — фаза кущения

5. Гумат « Плодородие» 0,5 л/га — фазы кущения + созревания

6. Мочевина 3 кг/га — фазы кущения + созревания

7. Гумат «Плодородие» 0,5 л/га +мочевина 3 кг/га — фазы кущения +

8 «Биоплант Флора» 1 л/га — фаза кущения

9. «Биоплант Флора» 1 л/га — фазы кущения + созревания

(*Далее все варианты в тексте и таблицах идут в соответствии с этой нумерацией)

3. Влияние гуминовых удобрений на агрохимические и микробиологические свойства почвы 3.1 Характеристика агрохимического состава используемых удобрений

Исследованиями установлено, что удобрение гумат «Плодородие» это безбаластный продукт, который представляет собой натриевые или калиевые соли гуминовых кислот. В качестве реагента для его приготовления используют раствор едкого калия или раствор едкого натрия, в качестве сырья — сапропель Галичского озера и торф. Разрешено к применению на территории Российской Федерации, включено в государственный каталог пестицидов и агрохимикатов в раздел «Удобрения на основе гуминовых кислот».

В состав удобрения гумат «Плодородие» добавлены следующие микроэлементы в хелатной форме: медь — 0,123 г /л, цинк — 0,215 г/л, молибден -2,005 г/л, бор — 0,160 г/л, кобальт — 0,070 г /л, марганец — 0,286 г /л, йод -0,001 г/л. Состав удобрения представлен в таблице 1. Таблица 1 — Агрохимический состав удобрения гумат «Плодородие» обога-

Химический i Концентрация, г/л I Химический j Концентрация, г/л элемент I ! элемент j

макроэле- всего Ь т.ч. в хелат-Hoii микроэле- ; всего < в т.ч. в хелат-

менты ! форме менты I \ ной форме

азот общий | 3.06 1 ■ 1 медь | 0.123 1 0.12

азот нитрат- | 0.18 |. цинк 1 0.215 j 0.20

азотаммиач- ; 0.38 \ . \ молибден \ 2.005 | 2.00

фосфор (Р04″3) ! 6.44 | 1 бор ; 0.160 ! | j j i

натрии 2.35 кобальт j 0.070 | Ö.Ö7 |

калий (К?0) ■: магний 0.01 0.32 л.

. марганец йод ! 0.286 0 001 J______0.286_______j ■ «

сера 1.24 j _ ; железо 3.49 ! 3.21 !

— рН 5% раствора в пределах 8,5- 9,5; массовая доля гуминовых кислот (г/л) не менее 50 (5,2%) Гуминовое удобрение «Биоплант Флора» представляет собой темно —

коричневую жидкую суспензию. Удобрение готовится путем дезинтеграции молекул гуминовых веществ в микровихревых гидродинамических полях. Массовая доля органического вещества (на сухое вещество) — 55-89%, сумма гуминовых и фульвокислот — не менее 0,2 г/л (табл.2).

Таблица 2-Агрохимический состав удобрения «Биоплант Флора»

Химический элемент Концентрация Химический элемент Концентрация

Азот общий 189 г/ л Цинк 0,132г/л

Фосфор общий 31 г/» л Марганец 0,170г/л

Калий общий 3 Юг/’ :л Магний 0,636 г/л

Общий углерод 1,2 г/л Молибден 0,749 г/л

Гуминовые кислоты 2,1 г/л Железо 0,011г/л

Фульвокислоты 0,28 г/л Бор 0,004г/л

Медь 0,135 г/л Кобальт 0,016 г/л

В процессе трансформации удобрения опасных для окружающей среды и токсичных веществ не обнаруживается. Он не оказывает негативного воздействия на объекты окружающей среды и не содержит примесей опасных для природных объектов в концентрациях превышающих нормативно допустимые уровни.

3.2 Влияние гуминовых удобрений на динамику агрохимических показателей опытного участка

Анализируя результаты агрохимического анализа почвенных образцов в среднем за три года до обработки посевов гуминовыми препаратами и мочевиной после уборки урожая нами выявлено повышение содержания подвижного фосфора на 3-10 мг/кг почвы. На контроле этот показатель повысился на 7 мг/кг почвы. На наш взгляд изменение содержания подвижного фосфора в почве в течение вегетационного периода в разные годы больше изменялось от величины урожая и погодных условий, чем от применения препаратов.

3.3 Динамика активности микробиологических процессов в почве

Микрофлора является неотъемлемой частью почвы. Максимальную численность в опыте наблюдали в почве, где посевы обрабатывали препаратом гумат «Плодородие» с добавлением мочевины и препаратом «Биоплант Флора». В среднем за три года содержание аммонификаторов составило соответственно 22, 0 — 24,6 и 31,9 мин. кл./г почвы, против контроля 11,5 мин. кл./г почвы.

Рис. 1 — Общая численность аммонификаторов, мин. кл/г, (среднее за 3 года). Рис. 2 — Общая численность микромицетов, тыс. диаспор/г, (среднее за 3 года).

Важная роль в создании плодородия почв принадлежит актиномицетам. Результаты, полученные на посевах яровой пшеницы позволили выявить увеличение численности актиномицетов благодаря применению гуминовых препаратов и мочевины.

4. Влияние гуминовых удобрений на рост и развитие яровой пшеницы 4.1 Динамика морфологических показателей растений

Результаты определения высоты растений в разные фазы развития показали, что реакция в характере и степени отзывчивости сорта на обработку растений гуминовыми препаратами и мочевиной проявляется уже через семь-десять дней после их применения. На вариантах обработанных удобрением гумат «Плодородие» растения стабильно достоверно превышали контрольные на 7,3-16,0 см. Самое высокое превышение в росте в среднем за три года на протяжении всего периода вегетации отмечалось на вариантах обработанных удобрением гумат « Плодородие» с добавлением мочевины. Оно составило 11,3-19,2 см. Удобрение « Биоплант « Флора» оказывало такое же влияние, как гумат « Плодородие».

Применение гуминовых препаратов и мочевины на посевах яровой пшеницы способствовало увеличению вегетативной массы у растений яровой пшеницы. На нарастание вегетативной массы яровой пшеницы существенное влияние оказали температурный режим и увлажнение по фазам развития. В 2009 году они были самыми благоприятными для роста и развития растений. В 2010 году высокие температуры и недостаточное увлажнение оказало отрицательное влияние на нарастание вегетативной массы растений. Следует отметить, что во все годы исследований гуминовые удобрения оказывали положительное влияние на формирование вегетативной массы растений. В среднем за три года в фазе выхода в трубку превышение относительно контроля составило 0,17-0,26 г/ растение, в фазе молочно-восковой спелости 0,25-0,51г/растение, а по вариантам, глее применялось гуминое удобрение гумат « Плодородие « совместно с мочевиной соответственно- на 0,27-0,32 и 0,36-0,53 г/растение.

4.2 Влияние гуминовых удобрений на физиологические показатели яровой пшеницы

Анализируя результаты, полученные в ходе исследований, можно констатировать положительное влияние удобрения гумат «Плодородие», препа-

рата «Биоплант Флора» на рост, развитие, формирование хозяйственно -полезной продукции растений в процессе вегетации. Поскольку существует очень тесная связь между такими важными показателями, как продуктивность, рост, интенсивность фотосинтеза и дыхания, которые, в конечном счете, обеспечивают урожай, нами было изучено влияние обработок гуми-новыми препаратами и мочевиной на эти показатели.

Среди факторов, от которых зависит общая продуктивность растений ведущая роль принадлежит фотосинтезу. И одним из важных показателей физиологической активности растений является содержание хлорофилла в листьях растений. От его концентрации зависит и интенсивность процесса, и, в достаточно высокой степени, продуктивность сельскохозяйственных культур.

Из данных представленных в таблице 3 видно, что содержание хлорофилла в листьях яровой пшеницы значительно варьировало по вариантам опыта.

Таблица 3 — Влияние гуминовых удобрений на физиолого-биохимические

показатели растений яровой пшеницы, (среднее за 2 года).

№ варианта опыта Концентрация хлорофилла, мг/г Интенсивность фотосинтеза, МГ СОг/см2/час Продуктивность фотосинтеза, мг С/дм’

фазы развития растений

I* II III IV I II III IV I II III IV

1 0,93 2,10 2,04 1,90 3,50 6,01 9,92 7,08 0,72 1,12 1,16 1,38

2 1.08 2,69 2.14 2,36 5,03 8,96 12,60 10,80 1,10 1,52 1,26 1,84

3 1.06 2,45 2.15 2,41 5.29 7,14 11,47 10,49 0,78 1,30 1,30 1,60

4 1,34 2.64 2,26 2,59 6,48 10,06 13,23 11,10 0,89 1,56 1,50 1,74

5 1,08 2.66 2,20 2.36 6,10 8,95 12,61 11,08 1,10 1,52 1,26 1,87

6 1,07 2,59 2.18 2,26 5,59 7,14 11,48 10,50 1,04 1,39 1,32 1,62

7 1.29 2,68 2,25 2.38 7,25 9,90 13,23 11,42 0,81 1,53 1,39 1,85

8 1.10 2,72 2.22 2.20 6,32 9,36 13,26 11,10 1,18 1,54 1,39 1,86

9 1,10 2,69 2,22 2,43 6,32 9,38 13,31 11,12 1,18 1,54 1,40 1,83

Примечание* — I — фаза трубкования; II — фаза колошения; III — цветите; IV- молочно-восковая спелость

В ходе исследований в растениях этих вариантов отмечена положительная динамика содержания хлорофилла в листьях, по сравнению с контрольными показателями. Так, обработка посевов гуминовым препаратом « Плодородие» в чистом виде обеспечила повышение содержания хлорофилла по фазам развития на 0,14- 0,51 мг/г, мочевины — на 0,11 — 0,51 мг/г, гуминовым препаратом « Плодородие» с добавлением мочевины — 0,24-0,69 мг/г и «Биоплант Флора» — на 0,17- 0,54 мг/г. Самое высокое его содержание отмечено на 2, 4, 5, 7 и 9 вариантах. Анализируя результаты, полученные в ходе выполнения наших исследований, следует отметить, что наличие в составе препаратов комплекса макро — и микроэлементов способствовало накопле-

шло фотоактивных пигментов в тканях листа пшеницы.

Одним из наиболее динамичных процессов в растении является водообмен, который находится в тесной корреляции с другими процессами его жизнедеятельности и зависит как от особенностей самого растения, так и от условий внешней среды. Важным показателем водного режима растений является осмотический потенциал клеток, концентрация клеточного сока и осмотическое давление (таблица 4).

Анализируя данные, представленные в таблице, следует отметить, что применение гуминового препарата «Плодородие» в чистом виде и с добавлением мочевины и « Биоплант Флора» способствовало некоторому снижению концентрации клеточного сока в растениях яровой пшеницы по сравнению с контрольным вариантом и, как следствие, уменьшение величины потенциального осмотического давления. Следует отметить, что в среднем за два года интенсивность дыхания растений яровой пшеницы по фазам развития на контрольном варианте увеличивалась с 6,71 до 6,9 мг С02/Ю0 г. в час.

Таблица 4 — Концентрация клеточного сока и потенциальное осмотическое давление в растениях яровой пшеницы (ср. за 2 года).

Концентрация клеточного сока, %

ты опыта I* II III IV I II III IV

1 8,1 10.9 12,1 13,0 675,3 919,4 1014,0 1130,0

2 6,4 8,6 10,2 10,8 508,8 723,5 854,8 904,9

3 7,6 9,7 11,2 11,9 622,4 787,2 863,6 1444,2

4 6,5 9,0 10,5 11,6 527,4 737,0 922,8 987,5

5 6,4 8,5 11,0 11,4 514,6 694,9 885,4 989,6

6 7,6 9,8 11,2 12,2 622,4 811,4 942,6 1056,4

7 6,5 9,0 10,9 11,6 528,2 749,1 929,7 984,5

8 6,4 8,5 10,8 11,4 518,1 695,3 912,5 968,3

9 6,4 8,5 10,8 11,4 522,1 695,3 920,1 969,9

Осмотическое давление, К ПА

Для обеспечения высоких урожаев зерна в средней полосе необходимо выпадение за вегетацию не менее 350 — 400мм осадков, что соответствует приведенным данным о потреблении этим растением для создания общей сухой массы урожая. Важным показателем водного режима растений является осмотический потенциал клеток, концентрация клеточного сока и интенсивность дыхания.

Следует отметить, что после обработки растений пшеницы в течение двух месяцев стояла сухая жаркая погода. Продуктивность транспирации в данный период онтогенеза является важнейшим условием формирования хозяйственно полезного урожая. Расход воды на образование сухого вещества должен быть максимальным, следовательно, непродуктивная ее потеря влечет за собой и снижение урожая.

Высокое осмотическое давление в клетках и тканях вегетирующих растений способствует затрате дополнительной энергии на транспирацион-

ные процессы, увеличивая тем самым физиологическую нагрузку на растительный организм. Кроме того, высокая концентрация клеточного сока влияет на состояние вязкости коллоидов цитоплазмы в сторону ее увеличения, что также снижает активность физиологических функций культуры.

Отношение интенсивности фотосинтеза к содержанию хлорофилла в растении выражается ассимиляционным числом. Ассимиляционное число характеризует коэффициент полезного действия фотосинтеза. Из данных приведенных в таблице 5 видно, что ассимиляционное число значительно отличается по годам, но по вариантам закономерность сохраняется. Полученные данные, позволяют сделать вывод, что использование гуминовых препаратов в технологии выращивания яровой пшеницы положительно влияло на физиолого-биохимические процессы, происходящие в растениях яровой пшеницы, и существенно повлияло на формирование урожая.

Таблица 5- Влияние гуминовых препаратов и мочевины на ассимиляцион-

Варианты 2009 год 2010 год

Фазы развития культуры

I* II III IV I II Ш IV

1 4,83 5,69 6,81 5,27 3,14 2,28 4,14 3,20

2 6,92 6,00 7,39 5,53 4,64 2,54 5,29 4,25

3 5,70 6,08 7,58 5,93 4,12 2,22 4,52 3,91

4 6,92 8,01 7,89 5,85 4,73 2,71 5,05 3,99

5 6,92 6,44 7,40 5,83 4,58 2,58 5,38 4,28

6 7,18 6,08 7,58 5,79 4,10 2,08 4,53 4,30

7 7,14 7,80 7,82 5,83 4,72 2,60 5,28 4,41

8 7,26 7,48 7,79 5,87 4,55 2,48 5,24 4,29

9 7,26 7,42 7,90 5,64 4,55 2,52 5,24 4,18

5. Влияние гуминовых удобрений на урожай и элементы его

структуры 5.1 Урожай яровой пшеницы

Обработка посевов гуминовыми удобрениями и мочевиной не оказывала существенного влияния на изменение содержания абсолютно сухого вещества, фосфора и калия в зерне и соломе пшеницы.

Дополнительный приход элементов питания и активизация продукционного процесса зерновых культур выразилась в формировании урожая хозяйственно-полезной продукции и ее качества. Урожайность пшеницы была достоверно выше, чем на контроле (таблица 6).

Из данных приведенных в таблице видно, что на контрольном варианте урожай по годам существенно отличался. В 2008 году он составил 32,9 ц/га, в 2009 году — 38,9 ц/га и в 2010 году — 15,5 ц/га. На формирование урожая существенное влияние оказали погодные условия и обеспеченность расте-

ний питательными веществами. Следует отметить, что во все годы исследований гуминовые препараты и мочевина оказывали существенное влияние на формирование урожая. По годам эффективность их была не одинакова. Она зависела как от погодных условий года, так и от обеспеченности растений элементами питания. Так, в 2008 году однократная и двух кратная обработка растений гуминовым удобрением «Плодородие» способствовала росту урожая соответственно на 19,4 и 16,4 %. При двух кратной обработке посевов яровой пшеницы мочевиной она составила 19,1 %. Самая высокая прибавка зерна получена в вариантах, где посевы обрабатывали гуминовым удобрением «Плодородие» с добавлением мочевины. При однократной обработке растений она составила 35,9 %, а при двух кратной — 41,3 %.

Таблица 6. Влияние гуминовых удобрений и мочевины на урожай яровой

№ п/п Варианты Зерно

2008 2009 2010 среднее

1 Контроль 32,9 38,0 15,5 28,8 —

2 гумат «Плодородие» — фаза кущения 39,3 50,2 17,6 35,7 6,9

3 Мочевина — фаза кущения 30,0 44,8 18,3 31,0 2,2

4 гумат «Плодородие» + мочевина — фаза кущения 44,6 52,4 20,4 39,1 10,3

5 гумат «Плодородие» — фазы кущения + созревания 38,3 49,3 18,3 35,3 6,5

6 Мочевина — фазы кущения + созревания 39,2 43,2 18,8 31,6 2,8

7 гумат «Плодородие» +мочевина — фазы кущения +созревания 46,5 54,4 19,8 40,2 11,4

8 «Биоплант Флора» — фаза кущения 38,5 43,3 17,5 33,1 4,3

9 «Биоплант Флора» — фазы кущения + созревания 43,6 52,4 18,3 38,1 9,3

НСР05, Ц/га 2,90 4,60 1,10 3,50

Гуминовое удобрение «Биоплант Флора» при однократной обработке растений обеспечило рост урожая на 17,0 %, при двух кратной — на 32,5 %. В 2009 году отзывчивость растений яровой пшеницы на обработки гумино-выми удобрениями была несколько выше, чем 2008 году. Применение гуминовых удобрений способствовало лучшему использованию растениями питательных веществ из удобрений и почвы.

Однократная и двукратная обработка растений удобрением «Гумат «Плодородие» способствовала повышению урожая соответственно на 32,1 и 29,7 %. Добавление в гумат «Плодородие» мочевины обеспечило рост урожая соответственно на 37,9 и 43,2 %.

Двукратная обработка гуминовым удобрением «Биоплант Флора» способствовала росту урожая на 37,9 %. В 2010 году сильная засуха в период налива зерна оказала отрицательное влияние на формирование урожая. Это в основном отразилось на массе 1000 зерен. Для этого периода характерны явления захвата и щуплости зерна.

Применение гуминовых удобрений существенно снивелировало отрицательное последействие засухи. Однократная и двукратная обработка растений удобрением «Плодородие» способствовала росту урожая соответственно на 13,5 и 18,1 %. Добавление в него мочевины способствовало дальнейшему росту урожая. Повышение урожая составило соответственно 31,6 и 27,7 %.

По удобрению «Биоплант Флора» прибавка составила соответственно 12,9 и 18,1 %. В среднем за 3 года оптимальными оказались варианты с одно и двух кратной обработкой посевов удобрением гумат «Плодородие» обогащенного мочевиной.

5.2 Вынос элементов питания с урожаем яровой пшеницы

Из данных представленных в таблице 7 видно, что в среднем за 3 года на вариантах обработанных гуминовыми удобрениями вынос сухого вещества с зерном и соломой значительно выше, чем на контроле.

Таблица 7 — Вынос элементов питания с урожаем яровой пшеницы

№ Зерно Солома Всего

п/п Сухое N Р К Сухое в-во N Р К Сухое N Р К

ц/га кг/га ц/га кг/га ц/га кг/га

1 25,23 48,73 10,40 13,49 39,06 19,66 5,03 43,29 64,29 68,39 15,43 56,78

2 31,28 65,15 10,40 15,55 55,38 30,71 7,01 63,08 86,66 95,86 17,41 78,63

3 27,18 55,57 11,74 14,86 50,45 24,86 6,47 59,82 77,63 80,43 18,21 74,68

4 34,35 68,32 14,48 18,31 62,48 31,56 6,98 69,59 96,83 99,88 21,46 87,90

5 30,98 62,30 13,05 17,52 51,38 24,45 6,19 59,21 82,36 86,75 19,24 76,73

6 27,79 59,2 11,90 14,80 49,23 26,02 5,96 57,72 77,02 85,22 17,86 72,52

7 35,36 77,56 14,91 19,54 65,6 35,13 8,01 76,95 100,96 112,69 22,92 96,49

8 29,16 59,05 12,25 15,44 48,70 24,35 6,34 56,14 77,86 83,40 18,59 71,58

9 33,64 66,04 14,77 18,52 62,15 31,80 7,63 73,43 95,79 97,84 22,40 91,95

Самый высокий показатель прослеживается по вариантам, где проведена однократная или двукратная обработка растений гуминовым удобрением «Плодородие» с добавлением мочевины. Разница с контрольным вариантом составила соответственно по зерну 9,12 и 10,13 ц/га, по соломе 23,32 и 26,54 ц/га. Всего с урожаем накоплено сухого вещества по этим вариантам на 32,44 и 36,67 ц/га больше, чем на контроле. При однократной и двукратной обработке растений удобрением «Бгоплант Флора» содержание сухого вещества превышало контрольный вариант на 13,57 и 31,5 ц/га. Такая же закономерность сохраняется и по выносу азота с урожаем. В среднем за 3 года вынос азота на контрольном варианте составил всего 68,39 кг/га, в том числе по зерну — 48,73%. В четвертом и седьмом вариантах, где растения были обработаны удобрением гумат «Плодородие» с добавлением мочевины он был выше контроля соответственно на 31,49 и 44,3 кг/га. С урожаем фосфора выносится от 15,43 до 22,92 кг/га. Яровая пшеница с урожаем выносит больше всего калия. В среднем за 3 года вынос его на контроле составил 56,78 кг/га. При двукратной обработке растений пшеницы удобрениями гумат «Плодородие» и «Биоплант Флора» происходит увеличение выноса калия. Он превысил контрольный вариант соответственно на 39,71 и 35,17 кг/га.

6. Экономическая эффективность использования гуминовых удобрений

Экономическая эффективность определяется путем сопоставления полученного эффекта с использованными ресурсами и затратами. Повышение экономической эффективности производства способствует росту доходов хозяйства, получению дополнительных средств для оплаты труда и получению социальных условий, или иначе, позволяет увеличить производство сельскохозяйственной продукции при том же ресурсном потенциале и снизить трудовые и материальные затраты на единицу продукции.

Экономическую оценку по производству хозяйственно — полезной продукции яровой пшеницы в расчете на 1 га проводили по следующим показателям: урожайность, затраты на 1га, цена реализации 1 центнера, стоимость продукции, производственные затраты, условный чистый доход, рентабельность.

Показатели экономической эффективности производства зерна яровой пшеницы с использованием в технологии их возделывания удобрения «Гумат «Плодородие» представлены в таблице 8.

Таблица 8 — Экономическая эффективность выращивания яровой пшеницы __(среднее за 3 года) (руб/га).__

Показатели Bat эианты опыта

Стоимость удобрений — 75 156 150 312 180 360

Обработка посевов удобрениями

47,34 47,34 47,34 47,34

Итого прямых затрат 2586,27 2759,94 2889,56 2876,56 3108,63 2875,10 3126,60

Накладные расходы (10 %), руб 258,63 275,99 288,96 287,66 310,86 287,51 312,66

Всего затрат 2844,90 3035,93 3178,52 3164,22 3419,49 3162,61 3439,26

В том числе на удобрения — 173,67 303,29 290,29 522,36 288,83 540,33

Урожай зерна, ц/га 28,8 35,7 39,1 35,3 40,2 33,1 38,1

Прибавка, ц/га — 6,9 10,3 6,5 И,4 4,3 9,3

Чистый доход 14435,1 18384,07 20281,48 18015,78 20700,51 16697,39 19420,74

Стоимость прибавки — 4140 6180 3900 6840 2580 5580

Себестоимость 1 ц зерна, руб 98,78 85,04 81,29 89,64 85,06 110,52 106,24

Получено чистого дохода на 1 рубль затрат 5,07 6,06 6,38 5,69 6,05 5,28 5,65

Рентабельность, % 507 606 638 569 605 528 565

Получено чистого дохода от удобрений, — с 1га, руб 3966,33 5876,71 3609,71 6317,64 2291,17 5039,67

— на 1 рубль затрат — 22,83 19,37 12,43 12,09 7,93 9,33

Примечание: Предпосевная обработка — 312,4 руб /га; стоимость семенного материала -1800 руб/га; транспортировка и посев -94,29 руб/га; Уход за посевами( химпрополка) -47,34 руб/га; реализация 1 ц зерна — 600руб.

Эффективность применения удобрений выражается в повышении рентабельности производства хозяйственно-полезной продукции зерновых культур, которая составляет, при применении гумата «Плодородие»+ мочевина фаза — кущения-605%, Удобрение «Биоплант флора» — фазы кущения +созревания-565%.

1. Выявлено положительное влияние удобрения «Гумат «Плодородие» с добавлением мочевины на агрохимические показатели опытных участков. Отмечено увеличение в содержании нитратного и аммиачного азота, подвижного фосфора, обменного калия и микроэлементов, хотя их значения оставались в пределах одной группы.

2. Установлено, что гумат «Плодородие» совместно с мочевиной активизирует морфологические процессы яровой пшеницы: способствует увеличению высоты растений на 17,4 и 19,3 см, вегетативной массы на 17,7 и 37,6% и площадь листовой поверхности на 34,0 и 49,8 %.

3. Результатами исследований доказано, что применение удобрения гумат «Плодородие» с добавлением мочевины при одной или двух кратной обработке растений способствовало повышению содержания хлорофилла на 15,0 — 36,2%, продуктивности фотосинтеза на 43,6 -62,7%,снижению концентрации клеточного сока на 0,6 — 1,9 %. На этих вариантах самый высокий коэффициент полезного действия фотосинтеза (5,92 — 6,65).

4. Установлена высокая активность почвенной микрофлоры, которая в почвах вариантов с применением удобрения гумат «Плодородие» совместно с мочевиной при однократной или двух кратной обработке имела по сравнению с контролем большую численность микрофлоры: аммонификаторов в 1,9 — 2,2 раза, азотфиксаторов в 1,5 — 2,3 раза и микромицетов в 1,6 раза.

5. Доказано, что гуминовые удобрения и мочевина оказывали существенное влияние на основные элементы структуры урожая: на продуктивную кустистость, количество зерен в колосе, массу зерен в колосе, и массу 1000 зерен. Однократная или двух кратная обработка растений удобрением «Гумат «Плодородие» с добавлением мочевины вела к повышению продуктивной кустистости в среднем за 3 года на 15,4 — 14,2 %,количеству зерен в колосе на 4,35 — 7,5 шт., массе зерен в колосе на 0,09 — 0,13 г., массе 1000 зерен на 2,15 — 2,9 г и биологическую урожайность на 33,4 — 39,9 %.

6. Определено, что гуминовые удобрения существенно влияли на формирование урожая. Оптимальными оказались варианты с однократной и двух кратной обработкой удобрением 1умат «Плодородие» с добавлением мочевины. Прибавка зерна по сравнению с контролем составила соответственно 10,3 и 11,4 ц/га, соломы — 21,7 и 27,4 ц/га. Двух кратная обработка удобрением «Биоплант Флора» была менее эффективна и обеспечила рост урожая зерна на 9,3 ц/га и соломы на 19,4 ц/га.

7. Установлено улучшение качества хозяйственно — полезной продукции в вариантах обработанных гуминовыми удобрениями и мочевиной. Однократная или двух кратная обработка растений удобрениями гумат «Плодородие» в чистом виде и с добавлением мочевины обеспечила содержание в зерне сырого протеина 12,2 — 12,6 %, клейковины — 22,4 -23,8 %,что превышает контрольный показатель соответственно на 1,0 — 1,4 % и на 2,3 -3,7 %.

8.Выявлено влияние гуминовых удобрений, как в чистом виде, так и с добавлением мочевины на накопление сухого вещества и вынос элементов питания с урожаем яровой пшеницы. Самый высокий вынос с урожаем отмечен на вариантах с одной и двух кратной обработкой растений удобрением гумат «Плодородие» с добавлением мочевины. По этим вариантам он составил по сухому веществу 96,8 и 101,0 ц/га, по азоту 99,9 и 112,7 кг/га, по фосфору 21,4 и 22,9 кг/га и по калию 87,9 и 96,5 кг/га, что соответственно на 35,6 и 37,6ц/га, на 31,5 и 44,3 кг/га, на 6,1 и 7,5 кг/га и на 31,1 и 39,7 кг/га больше, чем на контроле.

9.Установлено, что на вариантах, обработанных гуминовыми удобрениями, получено количество энергии от основной и полезной продукции существенно выше, чем на контрольном варианте. Самые высокие показатели получены на вариантах обработанных удобрением гумат «Плодородие» с добавлением мочевины. По этим вариантам получено энергии от основной продукции соответственно на 16,56 и 18,39 ГДж/га и от дополнительной продукции на 59,51 и 62,73 ГДж/га больше, чем на контрольном варианте. По этим вариантам самый высокий чистый энергетический доход и энергетическая себестоимость продукции.

10. Анализ экономической эффективности подтверждает, что применение удобрения гумат «Плодородие» с добавлением мочевины в технологии выращивания яровой пшеницы обеспечивает повышение рентабельности на 131,0 и 98,0%.

11. В производственных опытах подтвердилась высокая эффективность этого приема. При однократной обработке растений яровой пшеницы в фазе кущения начала выхода в трубку прибавка зерна составила 9,1 и 8,6 ц/га. Содержание сырого протеина возросло на 1,1 — 1,42%, клейковины на 1,0 -2,2%.

12. Разработанные способы применения удобрения гумат «Плодородие» с добавлением мочевины внедрены в хозяйствах Костромской области на площади 1680 га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ На основании полученных экспериментальных данных в целях увеличения урожая и качества хозяйственно — полезной продукции яровой пшеницы в районах Нечерноземной зоны России на дерново — подзолистых почвах рекомендуем использовать удобрение гумат «Плодородие» с добавлением 3 кг/га мочевины с концентрацией рабочего раствора 0,01 % из расчета 200 л/га. Обработку посевов яровой пшеницы следует проводить совместно с гербицидами в фазах кущения начала выхода в трубку и созревания исходя из наличия агрегатов для их внесения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1.Рекомендации по применению гумата «Плодородия» при возделывании сельскохозяйственных культур / Лучник H.A., Хитрова В.И., Виноградова B.C. — Кострома, 2002. — С.28.

2.Recomendeations to employment of húmate «Plodorodiye» for cultivation of agricultural crops / Luchnik N.A., Vinogradova V.S. — Kostroma, 2003. — P. 32. Статьи в рецензированных журналах, согласно перечню ВАК:

1.Хитрова В.И. Действие органо-минерального удобрения гумат «Плодородие» на урожай и качество яровой пшеницы / Лучник H.A., Хитрова В.И. // Агрохимический вестник. — 2010. — № 5,- с. 36-37.

2. Хитрова В.И. Влияние внекорневой обработки посевов гуминовыми удобрениями и мочевиной на урожай яровой пшеницы и его качество/ Виноградова B.C., Лучник H.A., Хитрова В.И.// Аграрная наука Евро-Севера-Востока, Киров (в печати).

Статьи и материалы конференций:

1.Хитрова В.И. Эффективность гумата «Плодородие» на посевах яровой пшеницы // Комплексное применение средств химизации в адаптивно-ландшафтном земледелии: Материалы 44-ой международной научной конференции молодых ученых и специалистов. — Москва: ВНИИА, 2010. — с. 316-319.

2.Хитрою В.И. Влияние гумата «Плодородие» на урожай сельскохозяйственных культур и его качества / Лучник H.A., Хитрова В.И. // Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур: Материалы докладов участников VI совещания-семинара. — Анапа, 2010. — с.89-92.

3 .Хитрова В.И. Влияние препаратов природного происхождения на урожай и качество зерна яровой пшеницы сорт «Дарья» / Смирнова Ю.В., Хитрова В.И., Мустофаева Ф. // Научное обеспечение развития АПК в условиях ре-форимирования: Сборник научных трудов — Санкт-Петербург, 2011. — с. 79.

© Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Костромская государственная сельскохозяйственная академия» 156530, Костромская обл., Костромской район, пос. Караваево, уч. городок, д. 34, КГСХА

Компьютерный набор. Подписано в печать 25/04/2012. Заказ №065. Формат 84×60/16. Тираж 100 экз. Усл. печ. л. 1,2. Бумага офсетная. Отпечатано 25/04/2012.

Отпечатано с готовых оригинал-макетов в академической типографии на цифровом дубликаторе. Качество соответствует предоставленным оригиналам.

Текст научной работы Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Хитрова, Валентина Ивановна, Кострома

ФГБОУ ВПО «КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

61 12-6/400 На правах рукописи

Хитрова Валентина Ивановна

Специальность: 06.01.04- агрохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Виноградова Вера Сергеевна

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9

1Л. Современные представления влияния гуминовых кислот на растения 9

1.2. Практика применения гуминовых удобрений в растениеводстве 19 ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 30

2.1. Место, условия и методика проведения исследований 30

2.2. Характеристика агрохимического состава используемых удобрений 33

2.3. Агроклиматические условия Костромской области и характеристика метеоусловий в годы проведения исследований 36

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ УДОБРЕНИЙ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ 42

3.1 .Влияние гуминового удобрения гумат «Плодородие» на динамику агрохимических показателей почвы 42

3.2.Динамика микробиологической активности почвы при использовании гуминовых удобрений и мочевины 58

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ УДОБРЕНИЙ НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ 65

4.1.Динамика морфологических показателей растений яровой пшеницы в полевом опыте с использованием гуминовых удобрений

4.2. Влияние гуминовых удобрений и мочевины на изменение физиолого-биохимических показателей растений яровой пшеницы 74

4.3. Формирование урожая хозяйственно — полезной продукции в яровой пшеницы при использовании в технологии ее возделывания гуминовых удобрений и мочевины 83

4.4. Влияние гуминовых удобрений и мочевины на содержание сухого вещества и элементов питания в хозяйственно — полезной продукции яровой пшеницы 93

4.5. Влияние гуминовых удобрений и мочевины на вынос элементов питания урожаем яровой пшеницы 98

ГЛАВА 5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГУМИНОВЫХ УДОБРЕНИЙ 104

5.1.Влияние гуминовых удобрений и мочевины на показатели энергетической оценки технологии возделывания яровой пшеницы 104

5.2. Экономическая эффективность использования гуминовых удобрений и мочевины в технологии возделывания яровой пшеницы 105

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОПЫТОВ 109

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 111

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 115

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 116

Разработка экологически чистых агротехнологий, не загрязняющих окружающую среду и позволяющих получать качественную продукцию на сегодняшний день является одной из важнейших проблем современного сельскохозяйственного производства.

На фоне общего снижения плодородия земель сельскохозяйственного назначения, вызванного резким снижением внесения минеральных и органических удобрений и обусловленного сложившимся в последние годы диспоритетом цен на сельскохозяйственную продукцию и потребляемыми сельхозпроизводителями нефтепродуктами, техникой, минеральными удобрениями, средствами защиты растений — сельхозпроизводители вынуждены искать более эффективные способы поддержания урожайности и повышения качества сельскохозяйственной продукции, как в растениеводстве, так и в животноводстве.

При недостатке бюджетных средств использование всех вложенных в сельскохозяйственное производство денег должно быть как можно более эффективным. Деньги должны вкладываться в наиболее экономически выгодные проекты и технологии и вложенные средства должны быть нацелены на получение максимальных урожаев с каждого гектара пашни. В XXI веке технологии растениеводства будут ориентированы вокруг идей органического земледелия, основанных на сохранении природных свойств и минимальном вмешательстве в окружающую среду. Автоматически это касается и вопроса создания условий питания и развития растений. Обеспечение культурных растений элементами минерального питания за счет переработки растительных остатков, органических удобрений и гумуса почвы, и мобилизация их из минералов почвы, осуществляется за счет активизации деятельности микрофлоры и микрофауны почвы. И здесь можно искать

потенциальные резервы повышения урожайности сельскохозяйственных культур и сохранения и воспроизводства плодородия почвы.

Формирование урожая сельскохозяйственными культурами является сложнейшим биологическим процессом, в основе которого лежит постоянное взаимодействие растительного организма и окружающей его среды. Одним из средств повышения продуктивности растениеводства является искусственное регулирование роста и развития сельскохозяйственных культур и за счет внесения органических и минеральных удобрений. Генетическая программа урожайности растения реализуется через внутренние регуляторные механизмы системы, которые при взаимодействии с внешними факторами и технологическими приемами возделывания культуры формируют определенный тип морфоструктуры (морфогенеза) растений, который и определяет количественную и качественную его величину урожая. В связи с этим большое внимание в настоящее время уделяется разработке и внедрению в производство методов использования все возрастающего количества биологических средств защиты растений, регуляторов роста и развития, микроэлементов в сочетании основными удобрениями культур, которые при минимальных затратах повышают урожайность и значительно улучшают качество продукции.

Интенсивное развитие науки предусматривает поиски препаратов нового поколения, в т.ч. удобрений, применение которых позволит снизить потребность в удобрении растений азотом, повысить коэффициент использования фосфорных удобрений, обеспечить оптимальный рост и развитие культур, их защиту от вредных объектов. Это в свою очередь формирует высококачественный урожай.

ГУМИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, сложная смесь природных органических

соединений, образующихся при разложении отмерших растений и их

гумификации (биохимические превращения продуктов разложения

органических остатков в гумус при участии микроорганизмов, влаги и

кислорода атмосферы). В сухом состоянии-неплавкий аморфный темно-бурый

порошкообразный продукт. Гуминовые кислоты входят в состав органической массы торфов (25-50%), землистых и блестящих бурых углей (соотв. 45-60 и 515%), окисленных каменных углей (до 60%), некоторых почв (до 10%), откуда извлекаются обработкой слабыми водными растворами щелочей. При нейтрализации образующихся при этом растворов солей (гуматов) гуминовые кислоты выпадают в виде темноокрашенного объемистого осадка.

По химической структуре они высокомолекулярные (мол. м. 1300-1500) конденсированные ароматические соединения, в которых установлено наличие фенольных гидроксилов, карбоксильных, карбонильных и ацетогрупп, простых эфирных связей и др. Элементный состав: 50-70% углерода, 4-6% водорода и 25-35% кислорода.

В Костромской области озеро Галическое богато залежами сапропелей и торфа, из которых в промышленном масштабе уже получают гуминовые удобрения. Гуминовые удобрения влияют на формообразовательные, физиологические, ростовые процессы, происходящие в растениях, усиливают их устойчивость к стрессам. Интенсивность этого воздействия зависит от вида удобрения, концентрации рабочего раствора, способа применения и кратности обработок. Вопрос о влиянии гуминовых удобрений на изменение процессов в системе почва —микроорганизмы —> растения на сегодняшний день остается недостаточно изученным в технологиях возделывании яровой пшеницы в Центральной России.

Цель исследований и задачи исследований.

Цель исследований — изучить варианты применения различных составов гуминовых удобрений на основе сапропелей и торфа Галического озера (гумат «Плодородие» и «Биоплант Флора») в технологии выращивания яровой пшеницы для Нечерноземной зоны России. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

— изучить влияние удобрений гумат «Плодородие» и «Биоплант Флора» на

изменение агрохимических показателей почвы;

-изучить влияние гуминовых удобрений на микробиологическую активность почвы и на вынос элементов питания урожаем яровой пшеницы;

— установить влияние приемов применения этих удобрений на рост и развитие яровой пшеницы;

— рассчитать энергетическую эффективность и дать эколого — экономическую оценку приема обработки посевов яровой пшеницы в технологии ее возделывания удобрениями гумат «Плодородие», мочевиной и «Биоплант Флора».

Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России проведены исследования и дана сравнительная оценка влияния удобрений гумат «Плодородие», гумат «Плодородие» с добавлением мочевины, и «Биоплант Флора» на рост и развитие растений, физиологические процессы в них, микробиологическую активность почвы, и вынос элементов питания урожаем, а так же на урожай и качество зерна яровой пшеницы.

Практическая значимость. Выполненная работа позволяет расширить представление о влиянии солей гуминовых кислот и микроэлементов в составе гуминовых удобрений гумат «Плодородие» и «Биоплант Флора» на развитие яровых культур и дать рекомендации по приемам их применения с целью повышения урожая и качества хозяйственно — полезной продукции, сохранения экологической чистоты окружающей среды.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в хозяйствах Костромской области на площади 1680 га.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 7 научных статей, в том числе 2 в изданиях рекомендованных ВАК РФ. Основные положения работы докладывались и получили положительную оценку на: 44-й международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Комплексное применение средств химизации в адаптивно — ландшафтном земледелии» (Москва, 2010), VI совещании-семинаре «Перспективы использования новых форм удобрений, средств защиты и регуляторов роста растений в агротехнологиях сельскохозяйственных культур» (Анапа — 2010), научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов «Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования» (СПбГАУ, 2011), научно-практических конференциях «Актуальные проблемы науки в АПК» (Кострома, 2008-2012 гг).

Результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры ботаники, физиологии растений и кормопроизводства.

Работа выполнена на кафедре ботаники, физиологии растений и кормопроизводства ФГБОУ ВПО «Костромская государственная сельскохозяйственная академия» в период с 2007 — 2011 гг. под руководством доктора с-х. наук, профессора, зав. кафедры ботаники, физиологии растений и кормопроизводства Заслуженного работника Высшей школы Виноградовой Веры Сергеевны.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах, состоит из введения, 5 глав, основных выводов, предложений производству, списка использованной литературы, который включает 165 наименование, содержит 32 таблицы, 16 рисунков, 13 приложений.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Ы.Современные представления о влиянии гуминовых кислот на растения

Гуминовые кислоты (ГК) — природные высокомолекулярные

органические соединения образуются в процессе гумификации продуктов животного, растительного и микробиологического происхождения и представляют собой сильно набухшие гели темно-коричневого цвета, которые накапливаются в торфе, бурых углях, сапропелях, почве, придавая им пластичную консистенцию. Соли гуминовых кислот хорошо растворимы в воде, в щелочах и выпадают в осадок при подкислении. Они обладают сорбционными, бактериостатическими и вяжущими свойствами, растворимы. Гуминовые кислоты относятся к ароматическим соединениям с широкой алифатической частью. Молекулы их насыщены функциональными группами: карбоксильными, фенольными, спиртовыми, гидроксилами, хиноидными группировками, метаксилами, амино- и амидо- группами.

О строении гуминовых кислот высказано много предположений, опубликовано много различных формул. Наиболее реально отражают известные свойства гуминовых кислот две формулы, одна из которых предложена И.Д. Комиссаровым (1967), другая — Д.С. Орловым (1977).

При этом он носят только статистический характер: сочетания структурных фрагментов, способы их соединения предположительны и не

Рис. 1 Молекула гуминовых кислот

подтверждены прямыми структурными исследованиями. При этом они хорошо объясняют практически все свойства гуминовых кислот — химические и физические и могут служить основой для понимания природы их физиологической активности. Эти формулы предполагают двухчленность гуминовых кислот, в состав которых входят гидролизуемые компоненты типа моно- и полисахаридов и полипептидов (отдельных аминокислот).

Гуминовые вещества относятся к окислительно-восстановительным полимерам, благодаря действию которых функционируют все живые организмы (Попов, 2004). В гуминовых веществах биологическая активность обусловлена наличием функциональных групп, коллоидными свойствами и компонентным составом.

Различная растворимость гуминовых веществ в кислотах и щелочах позволяет разделить их на 3 группы:

— гуминовые кислоты (ГК), -фульвокислоты (ФК)

Первые характеризуются более высоким содержанием С, Н, N и S, чем вторые. В свою очередь фульвокислоты богаче фенольными и спиртовыми ОН-группами и имеют более высокую кислотность. У фульвокислот более мелкие частицы, меньшая молекулярная масса, чем у гуминовых кислот (Schnitzer, 1986).

По мнению JI.A. Христевой с сотрудниками (1968) гуминовые вещества после усвоения растениями используются клетками последних для активизации окислительно-восстановительных ферментативных систем, т.е. направленно влияют на кислородный обмен и повышают энергетический потенциал растительного организма

Редис-полимеры могут переносить или «обменивать» электроны с

находящимися в контакте с ними реакционными ионами или молекулами. По

своей природе окислительно-восстановительные полимеры — потенциальные

ионообменники. При переносе каждого электрона либо образуется суммарный

положительный заряд, либо исчезает (либо образуется положительно заряженный ион).

Гуминовые вещества могут выступать в качестве доноров и акцепторов электронов, а также участвовать в окислительно-восстановительных реакциях благодаря содержанию в этих специфических соединениях свободных радикалов (Попов, 2004).

Электронно-поверхностные свойства гуминовых веществ, проявляющиеся в их сорбционной и ионообменной способностях, что объясняется появлением на поверхности дисперсионной фазы двойного электронного слоя (ДЭС), и что обусловлено диссоциацией кислотных функциональных групп ГВ в водных средах (Гамаюнов, 1974; Лиштван, Ступникова и др., 1994).

Согласно представлениям Д.С. Орлова (1993), гуминовые вещества -связующее звено в эволюции живой и неживой материи. Электронный магнетизм этих соединений определяет уровень окислительно-восстановительного состояние макромолекул (Наумова, Жманова, Овчинникова и др., 1995), а количество парамагнитных центров определенным образом зависит от величины стандартного окислительного потенциала макромолекул ГК (Кулакова, Перминова и др., 1997). Это одно из основных звеньев функционирования экологических систем (Крупский, Лактионов и др., 1994).

По экологической важности гуминовые вещества занимают центральное место в составе органического вещества почв, сапропелей и прочих, поскольку они выполняют следующие функции: аккумуляторную, транспортную, регуляторную, протекторную и физиологическую (Орлов, 1990; Криволуцкий, 1994).

Одним из важнейших свойств гуминовых веществ, является их биологическая активность. Она представляет собой совокупность различных механизмов и обусловливается разносторонними свойствами гуминовых кислот

(Гуминский, 1957; 1968; Азанова-Вафина, 1992).

Для растений и микроорганизмов они являются источником незаменимых кислот, некоторых витаминов, выступают как антибиотики (Гуминский, 1957; Александрова, 1972; Драгунов, 1980; Александрова, Назарова, 1981; Лотош,1991).

Поступление ГВ в растения через корневую систему и дальше ассимилируются растениями, включаются в его метаболические процессы, и благоприятно влияют на рост и развитие растений. Возможно, ГВ способны синергетически или антогонистически взаимодейс�

Источник