BIOFERTILIZER FOR INCREASING THE YIELD OF THE HERBAGE OF VETCH AND WHEAT MIXTURE

БИОУДОБРЕНИЕ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ ВИКО-ПШЕНИЧНОЙ ТРАВОСМЕСИ

Научная статья

Скамарохова А.С.^1, *, Юрина Н.А.², Гнеуш А.Н.³

¹ ORCID: 0000-0001-6821-429Х;

² ORCID: 0000-0003-2684-5020;

³ ORCID: 0000-0003-4931-795Х;

^{1, 2} Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии, Краснодар, Россия;

³ Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина, Краснодар, Россия

* Корреспондирующий автор (rskamarokhov[at]mail.ru)

Аннотация

В проведенном полевом исследовании рассматриваются результаты опытов о влиянии на биометрические показатели вико-пшеничной травосмеси биоудобрения Фошами, проведенные на полевой опытной делянке ФГБНУ КНЦЗВ. В состав этого биоудобрения входит вытяжка куриного помёта, а именно: гуминовые и фульвовые вещества из неё, вытяжка фосмуки, ракушечник, штамм микроорганизмов Azotobacter chroococcum, гриба-аскомицета Trichoderma viride и сульфат цинка. При применении биоудобрения установлено увеличение густоты стояния растений озимой пшеницы сорта Таня на 10,6 %, ветвистости вики озимой сорта Луговская 2 на 30,4 %. Урожайность зелёной и сухой массы растений значительно увеличилась (на 68,4 и 55,0 % соответственно) в варианте с применением комплексного биоудобрения Фошами, что говорит о том, что его применение целесообразно в использовании в полевых условиях.

Ключевые слова: биоудобрение, озимая вика Луговская 2, озимая пшеница Таня, густота стояния, ветвистость, урожайность.

BIOFERTILIZER FOR INCREASING THE YIELD OF THE HERBAGE OF VETCH AND WHEAT MIXTURE

Research article

Skamarokhova A.S.^1, *, Yurina N.A.², Gneush A.N.³

¹ ORCID: 0000-0001-6821-429Х;

² ORCID: 0000-0003-2684-5020;

³ ORCID: 0000-0003-4931-795Х;

^{1, 2} Krasnodar Scientific Center for Animal Science and Veterinary Medicine, Krasnodar, Russia;

³ Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

* Corresponding author (rskamarokhov[at]mail.ru)

Abstract

The current field study examines the results of experiments on the effect of the "Foshami" biofertilizer on the biometric indicators of vetch and wheat mixture conducted at the field experimental location of the Krasnodar Scientific Center for Animal Science and Veterinary Medicine. The composition of the biofertilizer includes an extract of chicken manure, namely: humic and fulvic substances, an phosphorite meal, shells, a strain of microorganisms Azotobacter chroococcum, Ascomycota Trichoderma viride and zinc sulfate. When using the biofertilizer, the study reports a 10.6% increase in the density of the "Tanya" variety winter wheat and a 30.4% increase in the lateral development of the winter vetch of the Lugovskaya 2 variety. With the use of the "Foshami" complex biofertilizer, the yield of fresh and dry plant mass has significantly increased (by 68.4 and 55.0%, respectively). This makes it advisable to use it in the field environment.

Keywords: biofertilizer, winter vetch "Lugovskaya 2", winter wheat "Tanya", standing density, lateral development, yield.

Введение

Внедрение устойчивых агроэкосистем для повышения качества продукции для питания человека имеет особую актуальность в современном мире. Бесконтрольное применение химических удобрений привело к значительному загрязнению почв. Необходимо в кратчайшие сроки разработать и внедрять повсеместно биологическое земледелие. Применение биологических добавок и исключение использования синтетических неорганических удобрений при выращивании растений, очищает и улучшает внутренний круговорот питательных веществ в почве. Прагматическим способом увеличения микробной биомассы почвы, микробной активности или изменения состава сообщества может быть частичная замена химических удобрений органическими или биоорганическими удобрениями [1], [2], [4], [5].

Сочетанием микроорганизмов, гуминовых комплексов и компоста в биоудобрениях можно стимулировать микробные процессы в почве и растениях, что приводит к улучшению урожайности сельскохозяйственных культур и улучшению свойств почвы для устойчивого земледелия [1], [6], [7].

Экологические, социальные и экономические причины применения органических биоудобрений свидетельствуют о том, что традиционное сельское хозяйство представляет собой постоянное давление на экосистему, способствуя постепенному ухудшению состояния окружающей среды, особенно в результате все более активного применения высокого уровня ресурсов. Одним из возможных решений является использование гуминовых кислот, поскольку существует все большая потребность в их использовании в сельском хозяйстве [8].

Гуминовые вещества – высокомолекулярные темно-коричневые органические соединения, которые образуются в процессе химического и биохимического разложения органических остатков, содержащих лигнин. Они изменяют проницаемость клеточных мембран, повышают активность некоторых ферментов, увеличивают содержание хлорофиллов и повышают продуктивность фотосинтеза [9].

Бактерии приобретают все большее значение в сельском хозяйстве благодаря их многогранным агрономическим преимуществам и устойчивости к колебаниям окружающей среды. Их активно применяют в кормлении сельскохозяйственных животных, при кормопроизводстве, а также в растениеводстве. Azotobacter chroococcum и Trichoderma viride положительно влияют на метаболическую активность почвы и растений, оздаравливают почву, способствуют повышению доступности макро- и микроэлементов в ней. Имеют хорошую синергетическую связь [9], [10].

Известно, что дефицит минеральных веществ в почве – это самая распространенная проблема дефицита питательных микроэлементов в мировых культурах. Важным фактором в усвоении минеральных веществ растениями является их биодоступность. Почвы с высокой доступностью микроэлементов демонстрируют высокую урожайность и значительный рост многих кормовых культур [10].

Таким образом, положительное влияние биоудобрений является инструментом экологического растениеводства и поддержания оптимального плодородия почвы.

Цель работы: изучить влияние на урожайность вико-пшеничной травосмеси Луговская 2+Таня разработанного органического биоудобрения Фошами.

Для достижения поставленной цели, выполнены конкретные задачи:

1) проанализировать влияние биоудобрения на густоту стояния пшеницы и вики в травосмеси;

2) изучить изменения ветвистости и длины надземной части растения вики сорта Луговская 2 при изучаемом факторе;

3) рассчитать и проанализировать урожайность вико-пшеничной травосмеси и ее питательную ценность.

Методы и принципы исследования

Биоудобрение Фошами – совместная разработка ученых кафедры биотехнологии, биофизики и биохимии растений КубГАУ и отдела кормления и физиологии сельскохозяйственных животных ФГБНУ КНЦЗВ. Удобрение представляет собой смесь вытяжки птичьего помета, минеральной составляющей, культуры Azotobacter chroococcum и микромицета Trichoderma viride.

Полевой опыт проводился на экспериментальной делянке в ФГБНУ КНЦЗВ в центральной зоне Краснодарского края – зоне неустойчивого увлажнения. Почва - мощный выщелоченный чернозем с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом. Повторность делянок трёхкратная. Общая площадь делянки – 5 м², учётная – 1 м².

Предшественником вико-злаковых смесей была люцерна синегибридная, после уборки которой проводилась 2-кратная обработка тяжелой дисковой бороной с последующей культивацией перед посевом. Посев проводили ручной сеялкой. Наблюдения и учеты проводились по «Методике полевого опыта» Б.А. Доспехова (Москва, 2014) [11].

Пшеница Таня – карликовый сорт пшеницы, устойчив к полеганию, осыпанию и негативным климатическим условиям.

Вика Луговская 2 – сорт озимой вики, морозостойкий, засухоустойчивый. Его рекомендуется высевать совместно со злаковыми культурами.

Предпосевную обработку семян разработанным биоудобрением Фошами проводили путем опрыскивания за 8 часов перед посевом и равномерного перемешивания в дозировке 5 мл на 1 л воды. Потом ранней весной, при средней температуре воздуха свыше +5⁰ С проводили первую листовую подкормку биоудобрением, вторую подкормку – во время выхода пшеницы в трубку и фазы ветвления вики. Подкормка растений проводилась с помощью мелкокапельного распылителя на расстоянии 30-40 см от поверхности листьев в дозировке 5 мл на 1 л воды.

Основные результаты

Поздней весной, во второй декаде мая, провели укос урожая зеленой массы травосмеси в фазу начала колошения пшеницы и начала цветения вики.

В статье представлены усредненные данные за двухлетний период. По густоте стояния растений в травосмеси информация в таблице 1.

 

Таблица 1 – Густота стояния растений исследуемой травосмеси Луговская 2+Таня, повторность трехкратная

Группа	Густота стояния растений, шт./м2
	Растение
	Пшеница Таня	Вика Луговская 2
1 – контроль без удобрения	75,3±1,5	58,0±1,5
2 – опыт, обработка биоудобрением	83,3±1,7*	58,7±1,8

Примечание: * P<0,001  

Установлено, что при применении биоудобрения Фошами, густота стояния растений (в шт/м² ) озимой пшеницы оказалась выше контрольного показателя на 10,6 % (P<0,001). По увеличению данного показателя у вики наметилась тенденция к повышению на 1,2 % без достоверной разницы.

В таблице 2 показаны данные о ветвистости растения и длина надземной части.

 

Таблица 2 – Ветвистость, длина надземной части растений вики Луговская 2, повторность трехкратная

Показатели	Группа
	1 – контроль без удобрения	2 – опыт, обработка биоудобрением
Ветвистость растения, шт.	2,3±0,3	3,0±0,1*
Длина надземной части растения, см	137,0±7,5	138,0±7,0

Примечание: *P<0,05

Ветвистость – это количество основных стеблей на одном растении вики без учета побочных стеблей. В данном эксперименте стеблей у всех растений вики сорта Луговская 2 было от 2 до 3. Выявлено, что при обработке биоудобрением Фошами семян и растений вики сорта Луговская 2, произошло достоверное увеличение ветвистости, относительно контрольного показателя, на 30,4 % (P<0,05). Длина растения вики в опытной группе изменилась незначительно.

 

Таблица 3 – Урожайность (вика+пшеница)

Наименование растворов	Сорт (вика+пшеница)	Зелёная масса т/га	Воздушно-сухая масса, ц/га
Контроль, без удобрений	Луговская 2+Таня	3,8	0,8
Опыт, обработка биоудобрением	Луговская 2+Таня	6,4	1,2

 

Наивысшая урожайность зеленой массы травосмеси при применении биоудобрения Фошами наблюдалось у вики озимая Луговская 2 + озимая пшеница Таня и составила 6,4 т/га – выше контроля на 68,4 %. Сухая масса травосмеси составила в опытной группе 1,2 т/га, что на 55 % выше по сравнению с контролем.

Выводы

При использовании биоудобрения установлено увеличение густоты стояния растений озимой пшеницы сорта Таня на 10,6 %, ветвистости вики озимого сорта Луговская 2 на 30,4 %. Урожайность зелёной и сухой массы растений сильно увеличилась на (на 68,4 и 55,0 % соответственно) в варианте с применением комплексного биоудобрения Фошами, за счет увеличения густоты стояния (травостоя) растений пшеницы и увеличения ветвистости вики, что говорит о том, что его применение целесообразно в использовании в полевых условиях для увеличения зеленой массы растений. 

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Jun Y. A Combination of Biochar–Mineral Complexes and Compost Improves Soil Bacterial Processes, Soil Quality, and Plant Properties / Jun Y., Rui Z., Shaun N. et al. // Front Microbiol, 7, 372 (2016).
2. Espie P. Bioactive carbon improves nitrogen fertiliser efficiency and ecological sustainability / Espie, P., Ridgway, H. // Sci Rep 10, 3227 (2020).
3. Борисенко В. В. Изучение влияния обогащенного биогумата "Экосс" на работу фотосинтетического комплекса растений редиса / В. В. Борисенко, И. С. Жолобова // Политематический сетевой научный журнал Кубанского государственного аграрного университета, 107, 77-85 (2015)
4. Анискина М. В. Изучение окислительно-восстановительного потенциала различных минеральных вод / М. В. Анискина, А.А. Григорьева // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: сборник статей по материалам XII Всероссийской конференции молодых ученых. Краснодар, 356-357 (2019)
5. Анискина М. В. Подбор продолжительности выращивания гидропонной зелени в зависимости от биохимических показателей / М.В. Анискина, Д.В. Гавриленко, А.И. Петенко // Труды Горского государственного аграрного университета, 55(2), 46-50 (2018)
6. Гавриленко Д. В. Перспектива использования минеральной воды различного типа в качестве рабочего раствора для гидропонной установки / Д. В. Гавриленко, М. В. Анискина, Е. С. Волобуева // Сборник статей по материалам XI Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 120-летию И. С. Косенко, 159-160 (2017)
7. Хусид С. Б. Изучение морфологических параметров различных сортов тыквы, районированных в Краснодарском крае / С. Б. Хусид, А. И. Петенко, И. С. Жолобова // Политематический сетевой научный журнал Кубанского государственного аграрного университета, 96, 862 – 871 (2014).
8. Alloway B. J. Soil factors associated with zinc deficiency in agricultural crops and people / B. J. Alloway // Ecological geochemistry and health. Environ Geochem Health, 31(5), 537-548 (2009)
9. Петенко А. И. Влияние биорастворов на рост и прорастание семян сельскохозяйственных культур, а также на изменение их биохимических показателей / А. И. Петенко, И. С. Жолобова, М. В. Анискина и др. //Аграрная Россия, 9, 26-29 (2020)
10. Velmorugan K. Biofilm from trichoderma and azotobacter improves the availability of nutrients and the growth of wheat and cotton plants. / K. Velmorugan, R. Prasanna, G. Chawla // Journal of Basic Microbiology. J. basic microbiolojy, 59(6), 632-644 (2019)
11. Доспехов Б. А. Методология полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований): Учебное пособие для высших сельскохозяйственных учебных заведений / Б. А. Доспехов. - М.: Альянс, 2014 – 351 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Jun Y. A Combination of Biochar–Mineral Complexes and Compost Improves Soil Bacterial Processes, Soil Quality, and Plant Properties / Jun Y., Rui Z., Shaun N. et al. // Front Microbiol, 7, 372 (2016).
2. Espie P. Bioactive carbon improves nitrogen fertiliser efficiency and ecological sustainability / Espie, P., Ridgway, H. // Sci Rep 10, 3227 (2020).
3. Borisenko V. V. Izuchenie vlijanija obogashhennogo biogumata "Jekoss" na rabotu fotosinteticheskogo kompleksa rastenij redisa [Studying the influence of the enriched biosumate "Ecoss" on the work of the photosynthetic complex of radish plants] / V. V. Borisenko, I. S. Zholobova // Politematicheskij setevoj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Polythematic Network Scientific Journal of the Kuban State Agrarian University], 107, 77-85 (2015) [in Russian]
4. Aniskina M. V. Izuchenie okislitel'no-vosstanovitel'nogo potenciala razlichnyh mineral'nyh vod [The study of the redox potential of various mineral waters] / M. V. Aniskina, A. A. Grigorieva // Nauchnoe obespechenie agropromyshlennogo kompleksa: sbornik statej po materialam XII Vserossijskoj konferencii molodyh uchenyh. Krasnodar [Scientific support of the agro-industrial complex: a collection of articles based on the materials of the XII All-Russian Conference of Young scientists. Krasnodar], 356-357 (2019) [in Russian]
5. Aniskina M. V. Podbor prodolzhitel'nosti vyrashhivanija gidroponnoj zeleni v zavisimosti ot biohimicheskih pokazatelej [Selection of the duration of growing hydroponic greens depending on biochemical parameters] / M. V. Aniskina, D. V. Gavrilenko, A. I. Petenko // Trudy Gorskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Proceedings of the Gorsky State Agrarian University], 55(2), 46-50 (2018) [in Russian]
6. Gavrilenko D. V. Perspektiva ispol'zovanija mineral'noj vody razlichnogo tipa v kachestve rabochego rastvora dlja gidroponnoj ustanovki [The prospect of using mineral water of various types as a working solution for a hydroponic installation] / D. V. Gavrilenko, M. V. Aniskina, E. S. Volobueva // Sbornik statej po materialam XI Vserossijskoj konferencii molodyh uchenyh, posvjashhennoj 120-letiju I. S. Kosenko [Collection of articles based on the materials of the XI All-Russian Conference of young scientists dedicated to the 120th anniversary of I. S. Kosenko], 159-160 (2017) [in Russian]
7. Khusid S. B. . Izuchenie morfologicheskih parametrov razlichnyh sortov tykvy, rajonirovannyh v Krasnodarskom krae [The study of morphological parameters of various pumpkin varieties zoned in the Krasnodar Territory] / S. B. Khusid, A. I. Petenko, I. S. Zholobova // Politematicheskij setevoj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Polythematic network scientific journal of the Kuban State Agrarian University], 96, 862 – 871 (2014). [in Russian]
8. Alloway B. J. Soil factors associated with zinc deficiency in agricultural crops and people / B. J. Alloway // Ecological geochemistry and health. Environ Geochem Health, 31(5), 537-548 (2009)
9. Petenko A. I. Vlijanie biorastvorov na rost i prorastanie semjan sel'skohozjajstvennyh kul'tur, a takzhe na izmenenie ih biohimicheskih pokazatelej [Influence of bio-solutions on the growth and germination of seeds of agricultural crops, as well as on changes in their biochemical parameters] / A. I. Petenko, I. S. Zholobova, M. V. Aniskina et al. // Agrarnaja Rossija [Agrarian Russia], 9, 26-29 (2020) [in Russian]
10. Velmorugan K. Biofilm from trichoderma and azotobacter improves the availability of nutrients and the growth of wheat and cotton plants. / K. Velmorugan, R. Prasanna, G. Chawla // Journal of Basic Microbiology. J. basic microbiolojy, 59(6), 632-644 (2019)
11. Dospekhov B. A. Metodologija polevogo opyta (s osnovami statisticheskoj obrabotki rezul'tatov issledovanij) [Methodology of field experience (with the basics of statistical processing of research results)]: A textbook for higher agricultural educational institutions / B. A. Dospekhov. - M.: Alliance, 2014-351 p. [in Russian]