Влияние микробиологического удобрения «Байкал ЭМ-1» на продуктивность и качество столовой моркови в условиях ленинградской области

Экологизация сельскохозяйственного производства приобретает все большее значение в связи с глобальным нарушением процессов круговорота основных биогенных элементов в искусственных агроценозах. При этом не только усиливается загрязнение окружающей среды, но и возрастает энергоемкость продукции.

Одним из наиболее перспективных путей решения этих проблем является «биологизация» земледелия и, в частности, регулирование основных микробиологических процессов в агроэкосистемах с использованием комплекса микробных биопрепаратов. Во многих странах мира проводятся исследования в направлении разработки системы экологически безопасных технологий, которые объединены под общим названием «Sustainable Agriculture» («Устойчивое земледелие»).

В России актуальность развития данного направления определяется широким разнообразием почвенно-климатических зон, напряженностью экологических условий во многих регионах страны (необеспеченность потребностей растений теплом, влагой или, наоборот количественный избыток этих факторов, антропогенное загрязнение сельскохозяйственных угодий или другие отклонения от оптимальных условий).

В последние годы создано новое поколение биопрепаратов на основе ассоциативных ризобактерий, способных осуществлять целый ряд функций, необходимых для оптимизации питания и повышения продуктивности растений.

Эти биопрепараты стимулируют рост растений, подавляют развитие фитопатогенов, обеспечивают растения азотом (за счет его фиксации из атмосферы), а также увеличивают поступление других элементов минерального питания растений.

В то же время не вызывает сомнений необходимость расширения ассортимента биопрепаратов, оптимизации технологий их применения и повышения стабильности действия.

В этом плане могут быть перспективны биопрепараты, содержащие комплексы микроорганизмов, и введение микроорганизмов в новые носители, например в компосты. С «микробиологической» точки зрения, это более сложная задача (по сравнению с использованием чистых культур микроорганизмов). Однако ее решение сулит интересные в практическом плане перспективы. При этом необходимо объективно определить параметры эффективности новых биопрепаратов (агроэкологические условия, спектр сельскохозяйственных культур с максимальной эффективностью, возможные механизмы действия на растения). В связи с этим нами были поставлены следующие задачи:

• изучить влияние биоудобрения «Байкал ЭМ-1» на продуктивность и качество столовой моркови (сорт «Лосиноостровская 13») в условиях Ленинградской области;
• дать оценку эффективности применения биоудобрения «Байкал ЭМ-1» (в качестве ЭМ-компоста и водного рабочего раствора для замачивания и мелко дисперсного опрыскивания) в сравнении с торфяными бактериальными препаратами (Мизорин, Ризоагрин, Флавобактерин), органическими (торфонавоз) и минеральными удобрениями (нитроаммофоска);
• проанализировать влияние препарата «Байкал ЭМ-1» на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян столовой моркови.

Для решения поставленных задач в 2001 г. были проведены следующие полевые и лабораторные опыты.

Опыт 1
Изучение влияния микробиологического удобрения «Байкал .ЭМ-1» на урожайность и качество столовой моркови

Варианты опыта:

1 - контроль (фон-торфонавоз);
2 - фон + ЭМ-компост («Байкал ЭМ-1» + торфонавоз);
3 - фон + ЭМ-компост + «Байкал ЭМ-1» (обработка семян);
4 - фон + «Байкал ЭМ-1» (обработка семян);
5 - фон + «Байкал ЭМ-1» (замачивание семян);
6 - фон + Мизорин (обработка семян);
7-фон + N₁₀₀Р₁₀₀К₁₀₀.

Органические удобрения (торфонавоз и ЭМ-компост на основе торфонавоза) вносили из расчета 80 т/га. ЭМ-компост приготавливали из торфонавоза, обрабатывая его рабочим раствором биопрепарата «Байкал ЭМ-1» (расход рабочего раствора с концентрацией 1:100 л/т). Затем торфонавоз тщательно перемешивали, накрывали полимерным материалом «Лутрасил» и выдерживали в течение двух недель. —

Семена столовой моркови (в вариантах №3 и 4) обрабатывали рабочим раствором «Байкал ЭМ-1» концентрацией 1:1000 в дозе 8 мл/кг. Рабочий раствор наносили на семена мелкодисперсным распылителем. В варианте №5 семена моркови замачивали в рабочем растворе «Байкал ЭМ-1» (концентрация 1:1000) на 1 час. Для приготовления раствора использовали нехлорированную воду из природного водоема рядом с полем. При применении Мизорина (вариант №6) семена смешивали с торфяным препаратом из расчета 300 г биопрепарата на гектарную норму высева семян. Минеральные удобрения в виде нитроаммофоски (с содержанием д. в. NPK 17%) вносили при посеве в рядки.

Органические удобрения разбрасывали вручную с последующей их заделкой (в тот же день) в почву дисковой бороной (БДТ-3,0) в агрегате с МТЗ-82 на глубину 10-15 см. Затем навесным культиватором - окучником КРН-4,2 Д формировали гребки, каждую пару из которых при помощи грабель соединяли вместе. В полученную таким образом гряду в две строки (по схеме 20 см + 100 см + 20 см + 100 см) высевали элитные семена столовой моркови сорта «Лосиноостровская 13» (ГНУАП «СЗНИИСХ»). Посев проводили 1 июня, исходя из рекомендуемой нормы высева 1 кг/га. После посева почву в грядках уплотняют вручную.

По вегетации растений моркови при помощи мелкодисперсного опрыскивателя «Жук» объемом 8 л провели б обработок рабочим раствором «Байкал ЭМ-1» (1:1000) из расчета 400 л/га: первую - в фазе первого настоящего листа (15 июня), вторую - в фазе 3-4-х настоящих листьев (20 июня), остальные - с перерывом в 14-15 дней. Расход рабочей жидкости при одной обработке составлял 6,5 л.

Для обработки растений моркови Мизорином 2 г препарата растворили в 1,6 л воды. Затем раствор профильтровали через полимерный материал «Лутрасил», чтобы задержать частички торфа. Расход рабочего раствора -1,6 л на 40 м² (четыре повторности по 10 м²).

Повторность в опытах четырехкратная, размещение вариантов последовательное. Площадь делянки 10 м² (2 х 5 м), площадь опыта 280 м².

В формировании урожая овощных корнеплодных культур (в частности, столовой моркови) большую роль играет соотношение частей основной (корнеплоды) и побочной (ботва) продукции к концу периода вегетации культуры. Оно показывает, насколько благоприятными были условия развития растений.

Косвенно об этом можно судить по росту растений в высоту и по Длине корнеплодов. Например, наибольшие корнеплоды были отмечены в вариантах с применением ЭМ-компоста и его сочетании с обработкой (опрыскиванием) семян моркови рабочим раствором биопрепарата «Байкал ЭМ-1» - соответственно 18,8 и 18,2 см, что на 28-32% превысило данный показатель в контроле.

В то же время высота растений перед уборкой корнеплодов в вариантах с применением микробиологических и минеральных удобрений была существенно ниже, чем в контрольном варианте. При этом растения моркови в контроле имели листья средней длиной 64 см, что на 2-19 см превышало высоту растений в остальных вариантах.

Однако по сырой массе листьев они существенно (в 1,7 раза) уступали варианту с внесением ЭМ-компоста (46,7 по сравнению с 77,1 г/ раст). По фитомассе (сырой целого растения) это различие составило уже 1,9 раза. Второй по величине фитомассы результат был получен при использовании «Байкал ЭМ-1» для замачивания семян - 167,8 по сравнению с 133,0 г/раст. в контроле (табл. III.2.).

Таблица III .2. Фитомасса растений столовой моркови и ее основные компоненты в зависимости от применяемых удобрений и способа их использования.

Внесение минеральных удобрений в дозе N₁₀₀Р₁₀₀К₁₀₀ (нитроаммофоска) отрицательно сказалось на накоплении фитомассы растениями столовой моркови. Угнетающее действие нитроаммофоски проявлялось в отставании роста и развития растений, особенно в первые три недели после посева. Масса листьев и общая фитомасса растений составляли лишь 55-60% от контрольных показателей.

Использование биопрепаратов значительно повысило долю корнеплодов в общей фитомассе растений столовой моркови. Так, в контроле доля корнеплодов составляла 65% (по сырой массе), а при использовании микробиологического удобрения «Байкал ЭМ-1» - 70-77%, т.е. на 5-12% больше. Для сравнения, обработка семян торфяным препаратом Мизорин повышала долю корнеплодов до 73% (т.е. на 8%).

На рис. 2 показано, что сырая масса корнеплода существенно увеличивалась лишь при применении препарата «Байкал ЭМ-1». Эффективными оказались все способы его применения. Средняя прибавка по этим вариантам (варианты №2, 3,4, 5) по сравнению с контролем составила 48%. Наиболее результатным оказалось внесение ЭМ-компоста, при котором средняя масса корнеплода столовой моркови увеличилась более чем вдвое (с 86 до 177 г/раст.).

Микробный торфяной препарат Мизорин почти не повлиял на массу корнеплодов (87 г/раст. в сравнении с 86 г/раст. в контроле), а применение комплексного минерального удобрения нитроаммофоска даже снизило этот показатель в 1,5 раза.

Урожайность столовой моркови зависит от средней массы корнеплода, но и их числа на единицу площади. Поскольку при прореживании между растениями моркови оставляли расстояния в 2,5-3,0 см количество растений по вариантам опыта было практически одинаковым: 230-260 тыс. шт./га. Поэтому в целом тенденция положительного влияния биопрепарата группы ЭМ сохранилось и при оценке урожайности в пересчете на 1 га.

Так, при внесении в почву ЭМ-компоста (вариант №2) была получена наибольшая урожайность корнеплодов моркови -41,5 т/га. Причем прибавка сравнению с остальными вариантами с использованием препарата «Байкал ЭМ-1» - 40-60%.

Оценка качества продукции показала, что лишь в варианте внесения ЭМ-компоста и предпосевной обработки семян наблюдается существенное повышение содержания cахаров в моркови (более чем на 30%).

В варианте с внесением минеральных удобрений содержание cахаров существенно снизилось (табл. III.З.). С учетом урожайных данных накопление cахаров в продукции в варианте с ЭМ-компонентов повысилось на 80%, при совместном внесении - на 62%, а при внесении минеральных удобрений понизилось почти в 2 раза.

Накопление нитратов в корнеплодах моркови составило в контрольном варианте 135 мг/кг сырой массы и лишь в варианте с ЭМ-компостом было несколько ниже (122 мг/кг). В остальных вариантах накопление нитратов было значительно выше, достигая максимума при использовании биопрепарата Мизорин (2050 мг/кг сырой массы) и при внесении полного минерального удобрения (1575 мг/кг).

Таблица III .3.Влияние препаратов и способов их применения на качество продукции моркови.

Таблица III.4. Содержание и накопление каротина в растениях сто¬ловой моркови в зависимости от применяемых удобрений и способа их использования.

Применение биопрепаратов в отдельных вариантах опыта (обработка семян раствором «Байкал ЭМ-1» и Мизорином) повысило содержание каротина в моркови на 27% (табл. III.4.). При внесении полной нормы минеральных удобрений отмечено достоверное снижение содержания каротина (на 30% по сравнению с контролем), а его сбор в урожае снизился более чем вдвое.

Таким образом, при возделывании моркови наилучшие результаты показал вариант с внесением ЭМ-компоста, как по урожаю, который составил 44 т/га, так и по качеству продукции (высокое содержание сахаров и низкое нитратов). Применение минеральных удобрений отрицательно сказалось на урожае моркови и показателях ее качества.

Опыт 2
Влияние микробиологического удобрения «Байкал ЭМ-1» на энергию прорастания и всхожесть семян столовой моркови

Варианты опыта:

1 - контроль (без обработки семян);
2 - замачивание семян в воде ;
3 - обработка семян раствором препарата «Байкал ЭМ-1»;
4 - замачивание семян в растворе препарата «Байкал ЭМ-1»;
5 - обработка семян Мизорином.

Опыт проводили в лабораторных условиях. Семена моркови замачивали в воде (вариант №2) и рабочем растворе «Байкал ЭМ-1» с концентрацией 1:100 (вариант №4) в течении 1 часа. В варианте №3 семена опрыскивали раствором препарата «Байкал ЭМ-1» той же концентрации мелкодисперсным бытовым распылителем. В варианте №5 семена смешивали с торфяным препаратом Мизорин из расчета 3 г биопрепарата на 10 г семян.

Через 1 час после обработки семена подсушивали фильтрованной бумагой. После чего из подготовленных навесок отбирали 4 пробы по 100 семян и при помощи маркера (на 100 ячеек) семена раскладывали в «растильни» с прокаленным и просеянным песком, увлажненным водой (из расчета 15 мл воды на 100 г песка) до 60% полевой влагоемкости. После раскладки семена вдавливали в песок на глубину, равную толщине семени. Затем «растильни» с семенами помещали в термостат (при температуре 20-22°С).

Энергия прорастания всходов культуры, что особенно важно при возделывании овощных корнеплодов, так как предопределяет выравненность корнеплодов по массе.

Таблица III .5. Энергия прорастания и лабораторная всхожесть столовой моркови в зависимости от обработки семян биопрепаратами.

Полученные нами данные (табл. III .5.) позволили сделать вывод, что применение биоудобрений положительно сказывается на энергии прорастания. Так, замачивание семян в рабочем растворе «Байкал ЭМ-1» повысило данный показатель в 12,8 раза, или до 57,5%, по сравнению с замачиванием в воде. Мелкодисперсное опрыскивание семян водным раствором «Байкал ЭМ-1» увеличило энергию прорастания в 51 раз (с 0,5 до 25,5%), а обработка семян торфяным препаратом Мизорин - в 14 раз по сравнению с контролем (без обработки семян). Резерв повышения прорастания семян моркови сорта «Лосиноостровская 13» за счет замачивания их в растворе «Байкал ЭМ-1» еще более велик - в 115 раз (57,5% против 0,5%). Замачивание семян в растворе «Байкал ЭМ-1», судя по энергии прорастания семян столовой моркови, было в 2,2 раза эффективнее, чем их мелкодисперсное опрыскивание (57,5% против 25,5%).

Повысила всхожесть и обработка семян моркови Мизорином до 55,5%, или в 1,4 раза.

Визуально было отмечено, что там, где применяли препарат «Байкал ЭМ-1», проростки семян (на 7-й день) достигали в длину 40-50 мм, в то время как контрольные не превышали 4-5 мм.