Використання суспензії хлорели для поліпшення технологій вирощування сільськогосподарських культур

В умовах сучасного розвитку України велике значення приділяється збільшенню виробництва зерна і перш за все основної продовольчої культури – озимої пшениці. Площі посівів, зайняті пшеницею, в Україні щорічно складають 5-7 млн га. В основному її посіви розміщені в Степовій і Лісостеповій зонах (90%), а питома вага зерна в загальній заготівлі складає понад 70%.

Розвиток збільшення виробництва зерна

Науково доведено, що Україна може щорічно збирати 30-35 млн/т зерна озимої пшениці навіть при скорочені посівних площ і несприятливих погодних умовах.

Так, середня урожайність окремих сортів пшениці піднімається до 45-50 ц/га. Багато господарств вирощують більше 60 ц/га зерна. Вчені працюють над створенням сортів з генетичним потенціалом 110-120 ц/га.

У зв’язку із реформуванням агропромислового комплексу України характерною ознакою сучасного землеробства є надмірне насичення коротко-ротаційних сівозмін такими комерційно вигідними на теперішньому етапі розвитку сільського господарства культурами як соняшник, кукурудза на зерно, ріпак і соя за рахунок інших традиційних для країни культур – цукрових буряків, зернових колосових.

Науково-технічну программу подальшого розвитку зернового господарств анеобхідно здійснювати, головним чином, за рахунок технологічного переобладнання галузі і інтенсивних технологій. Приорітетний розвиток у вирішенні проблеми різкого збільшення виробництва зерна одержують розробки гнучких енерго- і ресурсозберігаючих інтенсивних технологій.

Конкуренція на зовнішньому ринку

З вступом нашої держави в СОТ підвищились вимоги до якості продукції; зросла конкуренція на зовнішньому ринку. Різко поглиблюється розбіжність між цінами на продукцію рослинництва, які мають чітку тенденцію до зниження або дуже незначні темпи росту і цінами на продукцію промисловості, що постійно зі значною інтенсивністю ростуть. Низький рівень прибутків сільгоспвиробників не дозволяє оснащувати господарства сучасним знаряддям, застосовувати ефективні засоби захисту та живлення рослин, виконувати агротехнічні прийоми в оптимальні строки. Як наслідок недобір урожайності, низька якість, проблеми з реалізацією.

Кроки для підвищення урожайності і якості зернових

Один із можливих виходів з таких обставин в рослинництві - підвищення урожайності високоякісної продукції до рівня агрокліматичного потенціалу регіону. Метою досліджень, які провели співробітники лабораторії агроекомоніторингу та удосконалення технологій виробництва с.-г. продукції ). Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції НААН України, яка знаходиться в Одеській області, Біляївському район, смт Хлібодарське, було розробити технологію вирощування озимої пшениці, яка забезпечить високу рентабельність і прибуток з одночасним покращенням екологічних обставин в навколишньому середовищі, підвищить конкурентоспроможність українського зерна.

Досліди на полі Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції НААН України

Польові досліди були проведені на дослідному полі Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції НААН України, земельні угіддя якого розміщені в зоні Південного Степу. Ґрунт - чорнозем південний середньо гумусний важкосуглинистий на карбонатному лесі. Вміст гумусу в орному шарі становить 3,2%, забезпеченість легкогідролізуємим азотом середня (6,0 мг/100г), рухомими фосфором та калієм – також середня ( вміст у витяжці за Чириковим – 7,37 та 15,48 мг/100 г, відповідно); реакція ґрунту слаболужна ( рНсольове – 7,3).

Зернові колосові культури: озима пшениця сорт Кнопа і ячмінь озимий сорт Девятий вал. Повторність 3-х, 4-х кратна. Варіанти розміщенні в одній магістралі систематично.

Дата сівби 3-4 жовтня, норма висіву 4,5 млн. схожих насінин на 1га. Загальна площа ділянки 43,2м2, облікова – 26,4м2.

Система обробітку ґрунту: після попередників гороху та гірчиці ярої проводили три дискування і передпосівну культивацію; в полі з чорним паром - оранка на глибину 23-25см, культивація з боронуванням.

Сівба агрегатом колісним МТЗ-80+СЗТ-3.6 на глибину 6-8см, з послідуючим прикочуванням посіву важкими кільчасто-шпоровими котками 3ККШ-6.

Збирали урожай поділянково, прямим комбайнуванням Sampo-500 зі всієї облікової ділянки. Мішки зерном зважували та відбирали зразки на визначення вологості і якості зерна.

Згідно ініціативній тематиці: «Використання суспензії із мікроводорості хлорели для поліпшення технологій вирощування сільськогосподарських культур» в 2017-2018 рр. для поліпшення технології вирощування озимої пшениці було запропоновано дослід з різними способами підживлень суспензією хлорели.

Варіанти досліду включали:

• Контроль (обробка водою);
• Передпосівна обробка насіння суспензією хлорели 5 (50%) л/т;
• Передпосівна обробка насіння суспензією-хлорели 5 (50%) л/т + полив ґрунту 60 (30%) л/га+ внесення добрив;
• Передпосівна обробка насіння суспензією хлорели 5 (50%) л/т + полив ґрунту 60 (30%) л/га + листкове підживлення 1 (восени) 60 (30%) л/га;
• Передпосівна обробка насіння суспензією хлорели 5 (50%) л/т + полив ґрунту 60 (30%) л/га + листкове підживлення 1 (восени)60 (30%) л/га + листкове підживлення 2 (весною) 60 (30%) л/га ;
• Передпосівна обробка насіння суспензією хлорели 5 (50%) л/т (з системним протруювачем) +внесення добрив+ полив ґрунту 60 (30%) л/га + листкове підживлення 1 (восени) 60 (30%) л/га + листкове підживлення 2 (весною) 60 (30%) л/га (з додаванням фунгіциду) + листкове підживлення 3 (по вегетації) 60 (30%) л/га (з додаванням інсектициду).
• Передпосівна обробка насіння суспензією-хлорели 5 (50%) л/т + полив грунту 60 (30%) л/га + листкове підживлення 1 (восени) 60 (30%) л/га + листкове підживлення 2 (весною) 60 (30%) л/га + листкове підживлення 3 (по вегетації) 60 (30%) л/га;

Органічні добрива в сівозміні не вносяться. Попередником був горох.

Дози суспензії хлорели розраховували згідно рекомендацій виробників.

В інших варіантах, в яких в основне добриво вносили калійні туки, та калій в формі складного мінерального добрива N13P19K19 вносили в розкид на поверхню ґрунту, на всю площу облікової ділянки під культивацію, але не під передпосівну. Культивацію проводили в день внесення або в наступний після внесення. Норма калійного добрива розрахована на урожайність зерна пшениці 70,0 ц/га після чорного пару Л79; при розміщенні пшениці після гороху на урожайність 50,0 ц/га, К59.

В досліді, в якому вивчали доцільність і ефективність використання для підживлень, зменшення стресу, підвищення імунності завдяки суспензії хлорели (добриво) затверджено для використання в органічному сільському господарстві згідно зі Стандартом МАОС з органічного виробництва та переробки, що є еквівалентним до Регламентів ЄС № 834/2007 та №889/2008 (виробник Alive Chlorella, ФГ «У Самвела»). Технічні умови суспензія хлорели ТУ У 03.0-37613791-001:2017.

Вихідну суспензію хлорели отримували безпосередньо перед дослідом з Фермерського господарства «У Самвела», що займається культивуванням водорості штаму Chlorella vulgaris ІФР № С-111 (марка А, ТУ У 03.0-37613791-001:2017) та Chlorella vulgaris BIN.

Склад суспензії хлорели

В складі суспензії хлорели вчені виявили понад 650 елементів у збалансованому стані: всі існуючі вітаміни (А, В1, В2, В5, В6, В9, В12, С, D, Е, К, РР та ін.); багата різноманітність мінералів та мікроелементів (Са, N, P, Mg, K, Cu, Fe, S, Zn, Co, Mn, Zr, Rb, I та ін.); білок високої якості, який переважає всі відомі рослинні білки, в яких більше 40 амінокислот, у тому числі 20 основних альфа-амінокислот, що беруть участь у всіх життєвих процесах (глютаминова кислота, аспаргінова кислота, лейцин, алінін, валін, глицин, тренин та ін. ) Культурна середа хлорели містить широку кількість фізиологічно активних речовин, серед яких: регулятори росту та розвитку (ауксини і гиббереліни, фенольні сполуки, природні стероїди, вітаміни, амінокислоти); активатори клітинного ділення (цитокініни); природний антибіотик «хлорелин», що знищує патогенну мікрофлору.

Виключною особливістю суспензії хлорели є ідеальний баланс кількості та співвідношення всіх вищезазначених елементів.

Ефективність застосування суспензії хлорели в технології вирощування пшениці озимої після різних попередників

В останнє десятиріччя в багатьох наукових джерелах описано ряд прикладних аспектів при використанні мікроводорості хлорели для підвищення урожайності в агроценозах.

Так за даними В.А. Лукяновича та А.І. Стіфеева унікальність застосувань мікроводоростей полягає не лише в підвищені енергії проростання до 41%, густоти стояння та урожайності зернових культур з 22,8 ц/га до 45,6 ц/га при комплексному внесенні, а і в впливі на загальну родючість ґрунту шляхом стимуляції автохтонного комплексу грунтових мікроводоростей, стимуляції внесених добрив, шляхом синергічної дії.

І особливу увагу заслуговують данні щодо використання мікроводоростей, як накопичувача органічної речовини в екстремальних умовах розвитку рослин, де розвиток культура пригнічений абіотичними факторами.

Вченим (Т.Т. Музафаров та інш.) на середньо земних ґрунтах спостерігається зростання гумінових кислот порівняно з контролем на 45-55%. При альголізації ґрунтів мікроводоростями проходить активний розвиток мікробіологічних і біохімічних процесів. В результаті утворюються легкодоступні гумусові речовини. Це в більшій частині гідролізуємі форми, більш рухомі, легко засвоюванні.

Встановлено (І. Д. Джуманиязов та інш.), що гідролізуємі форми гумусу при використанні мікроводоростей досягають 43-75% порівняно з контролем. Зняті спектри поглинання гумусових речовин в дослідних варіантах при довжині хвилі в зорових областях 350-800 нм та ультрафіолетових 200-350 нм. В досліді з зоровими областями гумусові з’єднання та їх оптична щільність при довжині хвилі D465 вище, ніж в контролі.

В ультрафіолетовій області опрична щільність цих речовин при довжині хвилі D 220 досягає максимуму також порівняно з контролем.

Іншими авторами (В.А. Лук’янович, А.І. Стіфеев) відмічається позитивний вплив мікроводоростей на склад гумусу і основних макроелементів. Відібрані після збирання урожаю ґрунтові проби показали поступове зростання гумусу.

Поверхневі плівки мікроводоростей можуть мати велике противоерозійне значення. Слизисті речовини чохлів і кліткових оболонок склеюють ґрунтові частинки, гіфи мікроводоростей механічно з’єднують їх що позитивно впливає на структуру ґрунтів.

Крім того, плівки мікроводоростей зменшують водопроникність ґрунту і уповільнюють випаровування води, що позитивно впливає і на сольовий режим ґрунту, особливо в зоні Південного Степу.

Ще одним з важливих факторів підвищення родючості ґрунту є біологічна фіксація атмосферного азоту. Ґрунтові мікроводорості як продуценти оказують суттєвий вплив на фактори родючості ґрунту. Велика частина вуглероду, яка входить до їх складу, зберігається в ґрунті у вигляді гумінових кислот і фульвокислот. Швидкість мінералізації органічних з’єднань мікроводоростей того ж порядку, що і органічні азот складові речовин інших ґрунтових мікроорганізмів. Доказано, що мікроводорості можуть забезпечити 4,3-15 % потреби рослин в азоті.

Мікроводорості можуть не лише сприяти для підвищення родючості ґрунту, але і слугувати його індикаторами.

Дані багатьох науковців підтверджують те, що мікроводорості можуть бути тест об’єктами як для визначення потреб ґрунту в удобренях, так і при випробуванні різних пестицидів, зокрема остаточної токсичності гербіцидів в ґрунті.

Мікроводорості можуть бути використані для вивчення механізму дії різних гербіцидів, а також в якості тест-об’єкту при вивченні фітотоксичних хімічних з’єднань і індикації їх структури.

Відмічений зв'язок між розвитком мікроводоростей та окремими факторами ґрунтової середи – вологість, показник рН і інш. Але найбільш надійними індикаторами стану ґрунту є не окремі види мікроводоростей, а їх спільнота.

Тобто завдяки мікроводоростям можна проводити ґрунтовий моніторинг.

За результатами отриманих даних (табл. 2) урожаю зерна пшениці озимої після різних попередників: прибавка становила - чорний пар від 0,12 до 0,19 т/га (3,1-5,0%), горох – від 0,13 до 0,18 т/га (4,8-6,6 %), хрестоцвіті (ріпак, гірчиця) – від 0,11 до 0,22 т/га (4,2-8,4%) щодо контролю.

При обробці рослин у фази сходи, кущення та вихід в трубку, порівнюючи варіанти між собою, треба відмітити варіант9з повним комплексом застосування суспензії хлорели для обробки насіння в нормі 5 (50%) л/т з поливом ґрунту 60 (30%) л/га та трьома листковими підживленнями: 1 (восени) 60 (30%) л/га та 2 (весною) 60 (30%) л/га;

Суспензія хлорели забезпечила прибавку пшениці озимої, в екстремальних умовах весни 2018 року, після попередника чорного пару 0,19 т/га (5,0%), середня урожайність була 3,98 т/га, після гороху – прибавка 0,18 т/га (середня урожайність 2,89 т/га), хрестоцвітих – 0,22 т/га (середня урожайність – 2,81 т/га – 8,4%), що до контролю.

Вплив суспензії хлорели на якість зерна пшениці озимої після різних попередників

Біохімічні показники якості характеризують харчову цінність зерна, основним серед яких є вміст білка.

Білок - одна з найважливіших складових зерна пшениці.

Його вміст у зерні коливається від 9 до 18-19%. Численні дослідження свідчать про залежність концентрації білка від особливостей погодних умов упродовж вегетаційного періоду. Низька вологість повітря, висока температура та дефіцит вологи в ґрунті впродовж вегетації сприяють підвищенню вмісту білка в зерні порівняно з більш вологим вегетаційним періодом. Відповідно до стандарту, зерно 1-го класу має містити не менше 14% білку, 2-го класу 12,5% та 3-го – 11%.

Проводячи позакореневу обробку суспензією хлорели у фази колосіння та молочної стиглості крім урожаю було розглянуто вплив їх на якість зерна.

Представленні результати якості зерна після різних попередників. Після чорного пару на контролі без проведення обробки вміст сирої клейковини становило 13,2%, якість клейковини 70,9 ум.од., білку 10,5%, зерно за всіма показниками відноситься до Б групи - 6 клас (фуражне). Застосовуючи суспензію хлорели у фази колосіння та молочна стиглість вміст сирої клейковини підвищується 38,6 %, білка на 21,9% щодо контролю. Розміщуючи пшеницю після попередників гороху і хрестоцвітих якісні показники зерна теж призводить до підвищення сирої клейковини від 31,7 – 29,2% та булку від 9,2 до 15,1%, це зерно відноситься до продовольчого.

Фізичні показники зерна пшениці озимої при проведенні позакореневого підживлення суспензією хлорели

Як правило всі показники розділяють на три групи: фізичні, біохімічні та технологічні. Серед фізичних параметрів якості, основними є маса 1000 зерен, маса 1 літра або об᾽ємна маса та скловидність.

Під натурою розуміють массу певного об'єму зерна (частіше 1 л). Для зерна озимої пшениці вона коливається від 725 (рідко - нижче) до 850 г/л і характеризує виповненість, шорохуватість, опушеність зернини. Рівень базисної кондиції для натури зерна озимої пшениці становить 755 г/л. Натура може використовуватись як ознака, що вказує на борошномельні якості зерна. У випадку, коли натура не перевищує 750 г/л, зерно має занижений вихід борошна. Коли вона вища 750 г/л, то ця тенденція відсутня. Одночасно віднатури залежать і технологічні властивості. При показнику меншому 700 г/л значно погіршуються хлібопекарські властивості, м'якуш хліба є сірим і з гіршим смаком. Зменшення натури зерна може бути попередженням зниження врожайності пшениці.

В поточному році вирощування зерна з використанням суспензії хлорели на посівах пшениці озимої після попередника чорного пару, на контролі об’ємна маса становила 770,9 г/л. З використанням хлорели та добрив цей показник коливався від 777,2 до 834,9 г/л, але при застосуванні повного комплексу обробок суспензією хлорели маса 1000 зерен збільшувалася і становила 39,35 г, натура 836,2 г/л.

Після попередників гороху на зерно і хрестоцвітих (гірчиця яра) маса 1000 зерен у варіанті, де використовували обробку суспензією хлорели була від 43,18-43,98 г, що натура - 778,6 – 781,3 г/л, що була майже на одному рівні з іншими аналогічними препаратами.

Висновки

В екстремальних умовах весни 2018 року, які не були сприятливими для отримання запланованого високого урожаю пшениці озимої за такими попередниками: чорного пару, гороху, хрестоцвітих (гірчиця, ріпак). Співробітники лабораторії агроекомоніторингу та удосконалення технологій виробництва с.-г. продукції Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції НААН України провели дослідження із застосування суспензії хлорели порівнюючи з іншими аналогічними препаратами.

Застосування суспензії хлорели у такі фази розвитку пшениці озимої як сходи, кушення та по вегетуючій рослині колосіння підвищує урожайність після попередника чорного пару на 5,0 % (3,98 т/га), гороху на 6,6% (2,89 т/га), хрестоцвітих (гірчиця) на 8,4 % (2,81 т/га).

Мікроводорость хлорела сприяла покращенню фізичних та біохімічних показників зерна пшениці озимої після всіх попередників.

За всіма показниками зерно відноситься до продовольчого з ДСТУ-3768:2004.

Консультації фахівців: 068 8301883