Отчет
Эффективность использования биологических препаратов
ООО «Биотехагро» при возделывании продовольственного
картофеля на светло-каштановых почвах
Волгоградской области
Актуальность, цели и задачи исследований
В последние годы отмечены повышенные темпы деградации почвы – физические, химические и биологические, которые тесно связаны между собой многими причинами. Одна из них сокращение поступления органического вещества, приводящее к негативным изменениям численности, видового разнообразия, состава и биомассы почвенной мезофауны и микробиоты, оказывающие отрицательное влияние на основные биохимические процессы и режимы почв. В этом случае упрощается структура микробного сообщества, снижается численность зимогенной микрофлоры, элеминируются популяции многих полезных видов. Их место занимают патогенные микроорганизмы, деятельность которых приводят к биохимической деградации почв и, как следствие, к снижению качества и величины урожая сельскохозяйственных культур.
Использование биологических средств защиты от патогенных организмов, обладающих избирательным действием, одно из приоритетных направлений по увеличению продуктивности культур, улучшению качества продукции и снижению пестицидной нагрузки.
В связи с этим в комплексе мер по увеличению продуктивности продовольственного картофеля большую актуальность приобретает совершенствование элементов технологии за счет подбора наиболее эффективных средств защиты растений, обладающих не только наибольшей биологической, но и экономической эффективностью.
В связи с этим на базе УНПЦ «Горная поляна» ФГБОУ ВО Волгоградского государственного аграрного университета, ведутся научные исследования по использованию микробиологических препаратов производства ООО «Биотехагро» (г.Тимашевск) для защиты картофеля от болезней и вредителей.
Целью исследований разработать эффективную систему защиты картофеля, обосновать применение биологических препаратов по фазам роста и развития в условиях орошения при минимизации энергопотребления и антропогенного воздействия на окружающую среду.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• изучение микробиологических процессов в почве и в растениях;
• сравнительное испытание химических и биологических препаратов в защите картофеля от комплекса болезней;
• изучение фитосанитарного состояния посадок картофеля, установление распространенности и вредоносности основных болезней культуры в условиях орошения;
• разработать и обосновать систему биологической защиты картофеля от болезней с использованием биопрепаратов;
• дать экономическую оценку агроприемам и технологиям, выявить приоритетные варианты.
Для определения микологического состава почвы с опытного участка весной, до внесения препаратов «Биотехагро» и после применения системы защиты, отбирались почвенные образцы, согласно методике. В результате микологического анализа почвенных образцов выделены и идентифицированы микромицеты с различной трофической специализацией. Испытания проводились с сортом Винета (1-я репродукция) на площади 26 га, из которых 1,2 га обрабатывался биопрепаратами. В хозяйстве применялась общепринятая для региона технология возделывания картофеля. Повторность четырёхкратная, размещение систематическое. Предшественник картофель. Площадь опытной делянки 125 х 16,5 = 2062,5м2, площадь учетной делянки 120 х14,5=1740м2. Общая площадь 12375 м2.
Схема опыта включала две системы защиты картофеля:
1. Химическая защита (Контроль) – принятая в хозяйстве (табл.2)
2. Биологическая защита (табл. 1)
На контрольном варианте применялась система защиты общепринятая технология, препараты – Консенто, КС; Фортуна Экстра, ВДГ; Ревус Топ, СК; Луна Транквинити, КС; Протеус, МД; Биская, МД; Курзат Р, СП; Белт, КС; Борей Нео, СК+ Волиам Флекси, СК.
На испытываемом варианте применены биопрепараты – Геостим Фит А, Геостим Фит Ж, Гумэл Люкс, Гелиос Супер, БСка-3, БФТИМ, Инсетим, Ж, Гелиос Трио; Гелиос Азот, Импровер.
Основным требованием к выбору опытного участка было выравненность условий опыта (однородность почвы по плодородию, агротехнические мероприятия по уходу за культурой, один сорт во всех вариантах опыта, срок, норма и способ посадки).
Рис.1 Климатические условия места проведения исследований, 2021 г.
Во всех вариантах опыта посадку клубней картофеля производили 17 мая 2021 г. Норма посадки картофеля составила 2,5 т/га. В день посадки клубни обрабатывались Геостим Фит А - 7,5л/т, Геостим Фит Ж - 5л/т, Гумэл Люкс - 4,5л/т, Гелиос Супер 5л/т, Импровер 20мл/т.
По единичным всходам (31.05.21) перед переформировкой гребней были внесены Геостим Фит Ж, БСка-3, Импровер, с созданием высокообъемного гребня трапециевидной формы и внесен гербицид – Артист 2,3л/га.
Таблица 1 - Биологическая защита растений
Таблица 2 - Химическая защита растений
Результаты исследований
В процессе испытаний выполнялись:
- микологический анализ почвы;
- диагностика семенного материала;
- фитосанитарный мониторинг растений картофеля;
- оценка образцов растений для определения этиологии заболевания.
Для определения микологического состава почвы с опытного участка весной, до внесения препаратов «Биотехагро» и после применения системы защиты, отбирались почвенные образцы, согласно методике. Так же отбирались образцы клубней из посадочного материала и после уборки.
В результате микологического анализа почвенных образцов выделены и идентифицированы микромицеты с различной трофической специализацией (табл. 3).
Таблица 3 – Результаты микологического анализа почвенных образцов 2020-2021 г.
| Поле | КОЕ грибов, тыс.шт. в одном грамме абсолютно сухой почвы | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Penicillium spp. |
Aspergillu sspp. |
Trichoderma spp. |
Rizopus spp. |
Cladosporium spp. |
Рythium spp. |
Verticillium spp. |
Fusarium spp. |
Alternaria spp. |
|
| Почва опытного участка 28.09.2020 |
60,4 | 13.2 | 3.6 | 1.2 | 1.2 | - | 8.3 | 13.0 | - |
| Почва опытного участка 04.10.2021 (химическая защита) |
170,6 | 3,5 | 2,3 | 2,3 | 9,2 | 1,2 | 3,5 | 25,6 | 1,2 |
| Почва опытного участка 04.10.2021 (биологическая защита) |
146,0 | 1,2 | 3,7 | 2,5 | 12,5 | 1,2 | 6,2 | 8,7 | 3,7 |
В ходе почвенного анализа, выделены и идентифицированы 2 группы микромицетов. Патогенная группа представлена грибами Verticillium spp., Fusarium spp., Alternaria spp.
При этом следует отметить, что к концу вегетации количественный и видовой состав патогенной микрофлоры меняется в сторону увеличения, но на фоне биологической системы защиты количественные показатели ниже, по сравнению с химическими обработками.
По соотношению эколого-трофических групп во всех образцах выявлено преобладание сапрофитной микрофлоры. В начале вегетационного периода, до посадки картофеля отмечена высокая супресивность почв опытного участка. К уборке картофеля на варианте с химической защитой отмечается рост патогенной микрофлоры на 4,8%, тогда как на фоне применения биопрепаратов отмечено снижение вредной микрофлоры на 5,1%.
Таблица 4 – Результаты микологического анализа посадочного материала
| Культура | Наименование обнаруженных микроорганизмов | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Fusarium |
Нематода |
Pythium |
Rizotonia |
Verticillium |
Cladosporium |
Poma |
Бактерии |
|
| Клубни картофеля (до посадки) 22.04.2021 |
+++ | - | - | - | + | + | - | +++ |
| Клубни картофеля (химическая защита) 04.10.2021 |
+++ | +++ | ++ | + | + | ++ | + | +++ |
| Клубни картофеля (биологическая защита) 04.10.2021 |
+++ | +++ | + | - | - | - | - | +++ |
+++ сильная зараженность; ++ средняя зараженность; + низкая зараженность
Микологический анализ посадочного материала показал сильную зараженность клубней грибами рода Fusarium и низкая Alternaria и Poma. Это говорит о предрасположенности к таким заболеваниям как фузариоз, фомоз и альтернариоз. На клубнях урожая 2021 года отмечена сильная зараженность бактериями, а также грибами рода Fusarium. Так же следует отметить, что на варианте с применение биозащиты клубни картофеля менее зараженные.
Сорт Винета
Общая характеристика: раннеспелый столовый сорт немецкой селекции нормальной урожайности с хорошими вкусовыми качествами и сравнительно небольшой массой клубней. Транспортабелен, хорошо переносит засуху, подходит для регионов со сложными условиями. Один из самых популярных сортов в Средней Азии. Период созревания: 65-75 дней. Содержание крахмала: 13-15%. Средняя масса клубней (грамм): 67-95. Количество клубней в кусте: 10-12. Урожайность (ц/га): до 400. Потребительские качества: вкус клубней хороший, мякоть не изменяет цвет после термической обработки, не разваривается, подходит для салатов. Лежкость (способность к хранению): 87% (нормальная). Цвет кожуры: желтый. Цвет мякоти: светло-желтый. Предпочтительные регионы выращивания (РФ): рекомендован для регионов с неблагоприятными для картофеля климатическими условиями.
Устойчивость к заболеваниям: восприимчив к фитофторозу по ботве и умеренно восприимчив по клубням.
Рис.2 Обработка клубней перед посадкой (1); посадка картофелесажалкой (2)
Посадка картофеля проводилась картофелесажалкой Л-207 (прицепная 4-рядная) с междурядьями 0,75м.
В варианте с системой защиты хозяйства клубни картофеля перед посадкой обрабатывали препаратом Эместо Квантум, КЭ.
Рис.3 Всходы после переформировки гребней 11 июня 2021 года: биологическая защита (1), химическая защита (2)
По единичным всходам была произведена обработка биологическими препаратами, переформировка гребней с созданием высокообъемного гребня трапециевидной формы и внесен гербицид - Артист.
Предпосадочная обработка клубней не оказала влияние на полноту всходов.
К 28 июня, при смыкании растений в рядке и достижении растениями высоты 0,20 м, в варианте с применением системы защиты «Биотехагро» молодые растения опрыскивали препаратом Геостим Фит Ж – 1,5 л/га, БФТИМ (4 л/га), Инсетим – 5л/га, Гелиос Трио (1,0л/га); Импровер (150мл) против комплекса болезней. Норма рабочего раствора 350 л/га. Повторные обработки биопрепаратом проводили с интервалом 10-14 дней.
Рис.4 Обработка биопрепаратами 7 июля 2021 года
Картофель возделывался на орошении, поливы проводились дождевальной машиной «Фрегат», всего было проведено 13 поливов, с поливной нормой 450м3/га, оросительная норма составила - 5850м3/га.
Рис.5 Полив
В ходе фитосанитарного мониторинга в фазу бутонизация-цветение картофеля вредителей и фитопатогенной инфекции не отмечено.
Рис.6 Обработка в фазу бутонизация-цветение (14 июля)
Число стеблей на обоих вариантах было одинаковым и в среднем составляло 5шт.
Рис.7 Динамика накопления биомассы
Результаты учета показали, что применение системы биологической защиты стимулировало активный рост биомассы картофеля, по сравнению с контролем (химическая защита). Так 28 июля масса ботвы растений на варианте биологической защиты оказалась больше на 25%, аналогичная закономерность сохранилась до конца вегетации.
Рис.8 Растения картофеля (28 июля): биологическая защита(1), химическая защита(2)
Угасание роста и отмирание ботвы было отмечено в первой декаде сентября, но на биологической защите ассимиляционный аппарат имел более продуктивное состояние.
Рис.9 Растения картофеля (28 июля 2021года): химическая защита (вверху), биологическая защита (внизу)
Полученные результаты показывают неоспоримое преимущество системы биологической защиты. На этом варианте показатели массы клубней на 28 июля составили прибавку 110г или 18,3%, по сравнению с химической системой защиты. Максимальный прирост отмечен 11 августа и составил 27,9%.
Рис.10 Динамика накопления массы клубней под кустом
Снижение продуктивности картофеля на варианте с химической защитой связано с угнетением роста и развития растений токсичным действием химических препаратов. В целом эффективность системы с применением биопрепаратов наблюдалась во всех последующих учетах и к уборке составила 11%.
Таблица 5 - Количество клубней картофеля сорта Винета с одного куста, 2021г.
| Дата | Биологическая защита | Химическая защита | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Общее, шт. | Тов. | н/т | Общее, шт. | Тов. | н/т | |||||
| шт. | % | шт. | % | шт. | % | шт. | % | |||
| 28.07.21 | 8 | 6 | 75,0 | 2 | 25,0 | 8 | 6 | 75,0 | 2 | 25,0 |
| 11.08.21 | 14 | 8 | 57,1 | 6 | 42,9 | 7 | 6 | 85,7 | 1 | 14,3 |
| 06.09.21 | 13 | 9 | 69,2 | 4 | 30,8 | 10 | 7 | 70,0 | 3 | 30,0 |
Наибольшее количество клубней картофеля продовольственной фракции отмечено на в варианте с системой защиты «Биотехагро».
Таблица 6 - Структура урожая картофеля сорта Винета, 2021г.
| Варианты | Биологическая защита | Химическая защита | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Общее коли- чество клубней шт. |
Масса клубня, гр. | Общий вес клубней, гр. | Коли- чество клубней, шт. |
Масса клубней, гр. | Общее коли- чество клубней шт. |
Масса клубня, гр. | Общий вес клубней, гр. | Коли- чество клубней. шт. |
Масса клубней, гр. | |||||
| Тов. | н/т | Тов. | н/т | Тов. | н/т | Тов. | н/т | |||||||
| 28.07.21 | 8 | 115,0 | 710,0 | 6 | 2 | 690,0 | 20,0 | 8 | 95,0 | 600,0 | 6 | 2 | 570,0 | 30,0 |
| 11.08.21 | 14 | 124,0 | 1100,0 | 8 | 6 | 990,0 | 110,0 | 7 | 135,0 | 860,0 | 6 | 1 | 810,0 | 50,0 |
| 06.09.21 | 13 | 153,0 | 1349,0 | 9 | 4 | 1245,0 | 104,0 | 10 | 161,0 | 1220,0 | 7 | 3 | 1125,0 | 95,0 |
Рис.11 Динамика продуктивности картофеля
Анализ величин подекадного прироста массы клубней подтверждает плавность прохождения процесса клубненакопления. В процессе вегетации, накопление урожая идет по возрастающей на изучаемых вариантах. Поскольку климатические условия в фазу активного роста складывались наиболее благоприятно, обработка биопрепаратам оказала максимальный эффект на величину раннего урожая, который оказался на 28% выше принятого в хозяйстве.
Таблица 7 - Продуктивность картофеля в зависимости от системы защиты растений, 2021 год
| № п/п |
Вариант | Урожайность, т/га | Товарность, % | Масса товарного клубня, г | |
|---|---|---|---|---|---|
| Вал. сбор | Товарная часть | ||||
| 1 | Химическая защита | 45,1 | 41,6 | 92,2 | 161 |
| 2 | Биологическая защита | 49,9 | 46,1 | 92,4 | 153 |
Таким образом, выращивание картофеля с применением биозащиты позволяет не только уберечь растения от поражения болезнями, но способствует увеличению валового сбора картофеля.
Применение биопрепаратов способствовало увеличению урожайности картофеля с 1 га (табл.8).
Рис.12 Учет урожая картофеля: биологическая защита (1), химическая защита (2)
Валовой сбор сельхоз культур, а так же его качество связано с абиотическими факторами, которые благоприятно сказываются на высокой продуктивности растений, но недостаточны для синтеза накопления и превращения веществ определяющих качества клубней картофеля.
Таблица 8 - Хозяйственная эффективность картофеля сорта Винета при учете урожая, 2021 год
| Варианты | Урожайность т/га | Прибавка | |
|---|---|---|---|
| т/га | % | ||
| Химическая защита | 45,1 | - | - |
| Биологическая защита | 49,9 | 4,8 | 10,6 |
| НСР0,5 | 0,67 | ||
Исследованиями установлено, что более высокий урожай клубней картофеля получен на фоне системы биозащиты – 49,9т/га, прибавка составила 4,8т/га или 10,6% по отношению к технологии принятой в хозяйстве.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФЕКТИВНОСТЬ
Одним из важнейших показателей при оценке приемов формирования посевов сельскохозяйственных культур является их экономическая эффективность.
Экономическая эффективность показывает полезный конечный эффект от применения средств производства и труда, отдачу совокупного вложения, характеризует окупаемость затрат на приобретение новой технологии. Чем больше сохранено продукции с высоким качеством при наименьших затратах средств и труда, тем выше их экономическая эффективность.
Из представленной таблицы 9 можно сделать вывод, что биологическая система защиты картофеля на сорте Винета более выгодна относительно химической, так как затраты на защитные мероприятия меньше на 36700,3руб/га.
Если принять цену на картофель на опыте 36 руб./кг, то прибавка урожая на варианте с биологической защитой по сравнению с контролем увеличит выручку с гектара на 172800 руб.
Таблица 9 - Экономическая эффективность, 2021г.
| Биологическая защита | Необходимое количество препарата, л, кг | Цена за 1 л, кг | Стоимость, руб./га | Химическая защита | Необходимое количество препарата, л, кг | Цена за 1 л, кг | Стоимость, руб./га |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Геостим Фит, А | 3,0 | 280,0 | 840,0 | Эместо Квантум | 0,35 | 6960 | 2436,0 |
| Геостим Фит, Ж | 12,5 | 280,0 | 3500,0 | Консенто | 4,0 | 2325 | 9300,0 |
| БСка-3 | 4,0 | 260, | 1040,0 | Фортуна Экстра | 5,0 | 1752 | 8760,0 |
| БФТИМ | 24,0 | 260,0 | 6240,0 | Ревус Топ | 1,2 | 5592,0 | 6710,4 |
| Инсетим | 25,0 | 280 | 7000,0 | Луна Транквинити | 0,6 | 5140 | 3084,0 |
| Гелиос Супер | 4,5 | 475,0 | 2137,5 | Курзат | 2,5 | 1658 | 4145,0 |
| Гумел Люкс | 4,0 | 460,0 | 1840,0 | Биская | 0,75 | 4400 | 3300,0 |
| Гелиос Трио | 2,0 | 475,0 | 950,0 | Протеус | 1,5 | 2160 | 3240,0 |
| Гелиос Азот | 6 | 280,0 | 1680 | Белт | 0,30 | 17330 | 5199,0 |
| Импровер | 1,1 | 1600 | 1760 | Борей Нео+Волиам Флекси | 0,30+ 1,4 |
4338+ 11580 |
1301,4+ 16212,0 |
| Итого | 26987,5 | Итого | 63687,8 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные исследования по целесообразности применения биологизированной системы защиты при возделывании картофеля показали неоспоримые преимущества по сравнению с химической системой защиты. Использование биологических препаратов способствовало снижению инфекционного фона на опытном участке, оказывало положительное влияние на рост и развитие биомассы и, как следствие, повышало урожайность на 11%.
Также следует отметить снижение экономических затрат при применении биологических препаратов за счет их стоимости, которая в 2 раза меньше чем на химические средства защиты.
Таким образом, снижение затрат и повышение урожайности позволяет снизить себестоимость и повысить рентабельность при возделывании картофель.