ОТЧЕТ
о выполнении научно-исследовательской работы на тему: «Эффективность использования биологических препаратов
ООО «Биотехагро» при возделывании продовольственного картофеля на светло-каштановых почвах
Волгоградской области»
Содержание
1. Цель и задачи исследований
2. Результаты исследований
3. Заключение
1. Цель 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 ФГБОУ ВО Волгоградского государственного аграрного университета, НОДП «Инновационная деревня» 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:
• сравнительное испытание химических и биологических препаратов в системе защиты картофеля;
• установить влияние биопрепаратов на качество получаемой продукции.
Опыт закладывался в 2023 году методом расщепленных делянок. Расположение делянок систематическое. Способ полива - капельный, влажность почвы поддерживалась на уровне 80% НВ.
Густота посадки картофеля составила 30 тыс.шт/га. Полевые исследования проводились на посадках сорта Отолия (1-я репродукция).
В хозяйстве применялась общепринятая для региона технология возделывания картофеля. Повторность четырёхкратная, размещение систематическое. Предшественник арбуз.
Схема опыта включала две системы защиты картофеля:
1. Химическая защита (Контроль) - принятая в хозяйстве
2. Интегрированная защита (биология +химия)
На контрольном варианте применялась система защиты общепринятая технология, препараты - Эместо Квантум, Консенто, КС; Луна Транквинити, КС; Борей Нео, СК; Гремми; Ордан; Кароген; Регент.
На испытываемом варианте применены биопрепараты - Геостим Фит марки А, Геостим Фит марки Ж, БСка-3, БФТИМ КС-2,Ж, Инсетим, Ж.
По единичным всходам было проведено высокообъемное окучивание с последующим внесением гербицида (Артист).
Рис.1 - Агротехнические мероприятия
Уход за посадками картофеля в период вегетации складывался из обработок СЗР и водопотребления.
Учет урожая проводился в фазу пожелтения нижних листьев, перед скашиванием ботвы в 4-х кратной повторности на каждой делянке вручную.
В хозяйстве применялась общепринятая для региона технология возделывания картофеля, зональная с элементами голландкой.
Таблица 1 - Интегрированная система защиты
Таблица 2 - Химическая система защиты (по листу)
Рис.2 - Сорт Отолия
2. Результаты исследований
Характеристика почвы опытного участка
Опытный участок находится в сухостепной зоне Волгоградской области, почвенный покров которого представлен светло-каштановыми, тяжелосуглинистыми почвами. Содержание гумуса в пахотном слое составляет от 1,7 до 1,85 %, реакция почвенного раствора слабощелочная рН 7,8-8,0 подходящая для возделывания всех сельскохозяйственных культур.
Структура разновидностей тяжелосуглинистого и глинистого гранулометрического состава водопрочная. Содержание физической глины (сумма фракций 0,01) в глинистых разновидностях составляет 49-52%.
Тип: светло-каштановая
Гранулометрический состав: тяжелосуглинистая
Содержание гумуса: 1,80
Кислотность: рН 7,5
Содержание элементов питания: N-NO3 - 38,7 мг/кг, P2О5 - 69,0 мг/кг, К2О - 420 мг/кг, S - 4,0 мг/кг.
Таблица 3 - Агрохимическая характеристика светло-каштановой почвы опытного участка
перед посадкой, 2023
| Гумус, % | рН | Щелочногидро- лизуемый азот, мг/кг |
Аммонийный азот, мг/кг |
Нитратный азот, мг/кг |
Подвижный фосфор, мг/кг |
Обменный калий, мг/кг |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,80 | 7,5 | 23,8 | 5,5 | 12,5 | 40,8 | 338,0 |
Содержание гидролизуемого азота по Тюрину относится к очень низкой степени обеспеченности. Подвижный фосфор (P2О5) по Мачигину характеризуется повышенным содержанием.
Подвижные формы калия относятся к четвертому классу с высокой обеспеченностью.
Агротехнические мероприятия в опыте
При выращивании картофеля применяли гребневую технологию с элементами голландской. Перед посадкой было проведено глубокое рыхление с последующим фрезерованием.
Посадка проводилась в 3 декаду апреля (27.04).
Во время посадки клубни обрабатывались фунгицидом Эместо Квантум, норма расхода препарата 0,3л/т, с расходом рабочей жидкости 10 л/т.
Опыт закладывался на орошаемом участке с применением капельного орошения, первый полив был проведен 16.05.23.
19.05.2023 при появлении единичных всходов вносили гербицид Артист, норма расхода препарата 2,0кг/га, с расходом рабочей жидкости 300 л/га.
На варианте с химической защитой четырежды за вегетацию - проводились комплексные обработки против болезней и вредителей, первая обработка была профилактическая (14.06.), препаратом Луна транквилити с расходом жидкости 350 л/га. Вторая и последующие с интервалом 10-15 дней при появлении личинок и проявлении признаков грибных болезней Гремми, Консенто, Ордан, Луна трнквилити и против вредителей Кароген, Регент.
Интегрированная защита включала комплексное применение биологических и химических препаратов обработка которыми проводилась в исключительных случаях, вызванных не благоприятными погодными условиями. В первой половине вегетации (до фазы бутанизация), обработки проводились только биологическими препаратами, а с фазы цветения биологические препараты подавались через капельный полив в корнеобитаемый слой, а для снижения инфекционного фона в посадках применялись химические препараты.
20.08.23 провели скашивание ботвы, убирали картофель 01.09.23.
В условиях Нижнего Поволжья, не вполне благоприятных для возделывания картофеля, самым важным фактором, определяющим состояние растений и их продуктивность, является влажный и температурный режим.
Так, посадка в сроки, предусмотренных экспериментом активное влияние на вегетацию растений и формирование урожая клубней оказывала температура июня-июля, І и ІІ декада августа.
Таблица 4 - Метеоусловия за вегетационный период
| Месяцы | Среднемесячная температура, ОС |
Количество осадков, мм |
Относительная влажность воздуха, % |
|||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Многолет. | 2023 | Многолет. | 2023 | Многолет. | 2023 | |
| Май | 20,3 | 22,2 | 43,5 | 21 | 57 | 53 |
| Июнь | 24,6 | 27,3 | 16,0 | 37 | 50 | 51 |
| Июль | 29,4 | 29,3 | 42,5 | 35 | 53 | 50 |
| Август | 27,8 | 32,2 | 10,0 | 5 | 54 | 43 |
Анализируя данные таблицы 4 можно отметить, что количество выпавших осадков было ниже среднемноголетних значений, так сумма осадков за период вегетации составила 98 мм, что меньше многолетних показателей на 11,3 мм.
Рис.3 - Погодные условия
В мае среднесуточная температура была на 2 градуса выше средних значений, а вот количество осадков было вдвое меньше многолетних. В июне температура воздуха была также среднего на 2,7 градуса, а вот по количеству выпавших осадков это был самый увлажненный месяц, объем осадков составил 37 мм, что на 21 мм или в 2,3 раза больше среднемноголетних значений. В июле погодные колебания были не такие значительные, осадки и температура воздуха были близки к средним значениям. В августе отмечены высокие среднесуточные температуры на 4,4 градуса выше нормы, при этом количество осадков и относительная влажность были значительно ниже среднего, что сказалось на росте и развитии растений и способствовало угнетению листового аппарата.
Таблица 5 - Сумма температур в период вегетации растений °С
| Посадка | Начало вегетации растений |
Месяц | Всего за вегетацию | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| май | июнь | июль | август | |||
| 27 апреля | 19.05 | 688 | 811 | 908 | 999 | 3406 |
Из данных таблицы 2 видно, что вегетационный период в районе проведения исследований продолжительный (до 120 - 125 дней), с достаточно высокой суммой положительных температур за этот период (3406 оС), что позволяет успешно выращивать большой набор сельскохозяйственных культур. Рост и развитие сельскохозяйственных культур зависит от запасов продуктивной влаги в почве.
Таблица 6 - Структура водопотребления
| Предполивной порог влажности, % |
Расход воды из почвы |
Осадки, мм | Оросительная норма |
Суммарное водопотребление |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| м3/га | % | м3/га | % | м3/га | % | м3/га | % | |
| 80 | 479 | 9,8 | 980 | 19,9 | 3450 | 70,3 | 4909 | 100 |
Водопотребление картофеля в зависимости от складывающихся метеоусловий составило при поддержании 80% НВ - 5349 м3/га (таблица 4). Обеспечение растений водой проходило только за счет орошения. В структуре водного баланса лидирует оросительная норма 70,3 %. Пополнение за счет других источников: осадков в вегетационный период и накопленной почвенной влаги - низкое 9,8-19,9 %.
Рис.4 - Структура суммарного водопотребления, %
Продолжительность от посадки до получения всходов изменялась в зависимости от использования препаратов при обработке клубней перед посадкой. Так обработка биологическими препаратами способствовали сокращению довсходового периода по сравнению с контролем, который составил 23 дня.
Таблица 7 - Результаты фенологических наблюдений
| Вариант | Всходы | Фазы роста и развития | Продолжи- тельность вегетации, дней |
||
|---|---|---|---|---|---|
| Бутони зация |
Цветение | Усыхание ботвы |
|||
| Хим. защита(контроль) | 21.05 | 10.06 | 19.06 | 20.08 | 91 |
| Интегрир. защита | 20.05 | 08.06 | 17.06 | 25.08 | 97 |
Связано это с ускорением ростовых процессов, происходящих в клубне за счет микроорганизмов, которые оказывали ростостимулирующее действие. Следует отметить, что на варианте, с применением биопрепаратов наступление фенофаз происходило быстрее на 2-4 дня по сравнению с контролем.
К концу вегетации в фазу усыхания и отмирания ботвы на варианте с интегрированной защитой, ассимиляционный аппарат растений сохранял более рабочее состояние хотя среднесуточных приростов и не происходило, но растения не имели признаков старения, а также поражения грибными и бактериальными болезнями. Что позволяет сделать вывод о способности микроорганизмов подавлять возбудителей таких болезней как фитофтороз, альтернариоз, ризоктониоз и др. Инфекционный фон на изучаемых вариантах оценивали визуально дважды за вегетацию: по массовым всходам и в фазу цветения. Путем осмотра всех растений на учетной делянке. Степень, проявления болезней оценивалась как низкая.
Таблица 8 - Результаты наблюдений за динамикой роста ботвы и клубней, г/куст
| Варианты опыта | Ботва | Клубни | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 09.07.23 | 25.07.23 | 09.07.23 | 25.07.23 | 03.08.23 | ||||||
| г/куст | % к контр. |
г/куст | % к контр. |
г/куст | % к контр |
г/куст | % к контр |
г/куст | % к контр |
|
| Хим. защита (контроль) | 240 | - | 330 | - | 403 | - | 630 | - | 740 | - |
| Интегрир. защита | 500 | +108 | 610 | +84,8 | 500 | +124 | 850 | +135 | 1020 | +137,8 |
Размеры надземной массы во многих случаях являются решающим фактором, определяющим интенсивность накопления и величину урожая. В наших исследованиях положительное влияние на накопление вегетативной части оказал вариант с интегрированной системой защиты, прибавка зеленой массы в динамике составила 260-280г по сравнению с контролем.
Рис.5 - Динамика клубненакопления, гр
Динамика накопления массы клубней характеризуется аналогичной тенденцией. Так в третьей декаде июля наибольшая масса клубней - 1020 г. формируется на варианте с использованием интегрированной системы защиты, прибавка в сравнении с контролем составила - 280 грамм.
Таблица 9 - Количество клубней картофеля с одного растения
| Вариант | Дата | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 09.07.23 | 25.07.23 | 03.08.23 | ||||||||||
| тов. | н/т | тов. | н/т | тов. | н/т | |||||||
| шт. | % | шт. | % | шт. | % | шт. | % | шт. | % | шт. | % | |
| Хим. защита (контроль) | 4 | 67 | 2 | 33 | 6 | 60 | 4 | 40 | 7 | 64 | 4 | 36 |
| Интегрир. защита | 5 | 83 | 1 | 17 | 8 | 73 | 3 | 27 | 7 | 54 | 6 | 46 |
Наибольшее количество товарных клубней сформировалось также на варианте с интегрированной системой защиты. Этот показатель имел максимальные значения в первой половине вегетации и оказывает существенное влияние при производстве раннего картофеля. К концу вегетации количество товарных клубней было одинаковым, но при внесении биопрепаратов увеличилось общее количество клубней на 18,2%.
Рис.6 - Учет продуктивности 25.07.2023
Результаты, полученные в ходе проведения научно-исследовательской работы, показывают необходимость применения разработанной системы внесения биопрепаратов, которые повышают продуктивность культуры на 38,0%. Такая же закономерность прослеживается и при получении товарной продукции, увеличивающейся на 49%.
Максимальная товарность клубней так же была получена на варианте с применением биологических препаратов и была выше на 6,3%. Аналогичная тенденция прослеживается и при оценке массы товарного клубня масса которого превышала контрольный вариант на 42 грамма.
Таблица 10 - Продуктивность картофеля по вариантам опыта, 2023 год
| Варианты опыта | Урожайность | Товарность, % | Масса товарного клубня |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вал. сбор | Товарная часть | ||||||
| т/га | % | т/га | % | г | % | ||
| Хим. защита (контроль) | 22,2 | - | 17,7 | - | 80,0 | 84,2 | - |
| Интегрир. защита | 30,6 | +38 | 26,4 | +49 | 86,3 | 126,0 | +49,6 |
| НСР05 | 0,21 | ||||||
Использование биопрепаратов в технологии возделывания картофеля оказывает положительное влияние на рост и развитие как надземной, так и продуктивной части растений картофеля. Благодаря деятельности микроорганизмов, которая направлена на стрессоустойчивость, вызванную неблагоприятными факторами окружающей среды и ростом патогенной инфекции можно значительно повысить не только продуктивность, но качество продукции.
Наряду с урожайностью важным показателем является качество продукции. Объективными критериями для культуры картофеля считаются крахмалистость клубней, наличие аскорбиновой кислоты, токсинов NO3.
Таблица 11 - Оценка качества клубней
| Варианты опыта | Крахмал, % | Нитраты, мг/кг | Сухое в-во, % | Витамин С, мг/100г |
|---|---|---|---|---|
| Хим. защита (контроль) | 11,13 | 39,40 | 17,27 | 7,72 |
| Интегрир. защита | 12,76 | 30,10 | 17,93 | 9,96 |
Внесение биопрепаратов в различные фазы роста растений оказали существенное влияние на качественные характеристики получаемой продукции. Так содержание крахмала увеличивалось на 14,6%, витамина «С» на - 29%, сухое вещество - 0,66%, а также способствовало снижению содержание в клубнях токсина NO3 на 9,3 мг/кг по сравнению системой применения химических препаратов.
Применение интегрированной системы защиты картофеля позволяет снизить затраты на средства защиты на 12,7%.
Таблица 12 - Затраты на средства защиты, 2023г.
| Интегрированная защита |
Объем л, кг |
Цена за 1 л, кг |
Стоимость, руб./га |
Хим. защита | Объем л, кг |
Цена за 1 л, кг |
Стоимость, руб./га |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Геостим Фит А | 4,0 | 328,0 | 1312,0 | Консенто | 4,0 | 3410 | 13640 |
| Геостим Фит Ж | 17,0 | 328,0 | 5576,0 | Гремми | 6,0 | 1136 | 6816 |
| БСка-3 | 12,0 | 280,0 | 3360,0 | Ордан | 2,5 | 1860 | 4650 |
| БФТИМ КС-2,Ж | 8,0 | 420,0 | 3360,0 | Луна Транквинити | 1,6 | 6940 | 11104,0 |
| Инсетим, Ж | 10 | 420,0 | 4200,0 | Кораген | 0,1 | 21850 | 2866,6 |
| Консенто | 2,0 | 3410 | 6820 | Регент | 0,05 | 44350 | 2217,5 |
| Борей Нео | 0,15 | 4320 | 648,0 | Борей Нео | 0,3 | 4320 | 1296 |
| Гремми | 6,0 | 1136 | 6816 | Эместо квантум | 0,35 | 9400 | 3290 |
| Ордан | 2,5 | 1860 | 4650 | ||||
| Регент | 0,05 | 44350 | 2217,5 | ||||
| Кароген | 0,05 | 21850 | 1092,5 | ||||
| Итого | 40052 | Итого | 45880,1 |
3. Заключение
Применение интегрированной системы защиты картофеля в условиях капельного орошения способствует повышению стрессоустойчивости растений и оказывает положительное влияние на сохранность и развитие ассимиляционного аппарата к концу вегетации.
Применение интегрированной системы защиты способствует повышению продуктивности картофеля и обеспечивают прибавку на 8,4 т/га по сравнению с химической защитой, а также улучшило качественные показатели клубней.
Проведенные испытания системы интегрированной защиты картофеля показали целесообразность применения микробиологических препаратов, так как в сравнении с только химическими средствами защиты они дешевле и безопасны для людей и окружающей среды и способствуют повышению урожайности на 38% в условиях орошаемых светло-каштановых почв Волго-Донского междуречья.