Russian Federation
The results of studies on the effect of different doses of mineral fertilizers and the biopreparation Humimax on the productivity and quality of oat grain when cultivated on soddy-podzolic sandy soil with a pollution density of 20 or more Ci/km2, and on the transfer of radionuclides into oat grain are presented. It has been established that the use of the biopreparation Humimax provides an increase in the yield of oat grain by 23%. Consistently increasing doses of potassium in the composition of NPK, both with a separate application and in combination with a biological product, reduced the specific activity of 137Cs in oat grain by more than 3 times. The use of the drug Humimax on all backgrounds of fertilization provides an increase in the content of crude protein in the grain.
oats, soddy-podzolic soil, mineral fertilizers, biological product, productivity, quality, accumulation, 137Cs
Основной зернофуражной культурой в Брянской области является овес. Зерно овса — незаменимый концентрированный корм для животных, его используют также при производстве круп, геркулеса, толокна, галет, кофе. Овсяные солома и мякина, идущие на корм животным, по питательным свойствам более ценны, чем солома и мякина других зерновых культур.
Особенностью дерново-подзолистой песчаной почвы является низкое естественное плодородие, которое не обеспечивает получение высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур. Для интенсивного земледелия и получения высоких, устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур на почвах легкого гранулометрического состава необходим комплекс агроприемов, главный из которых — рациональное применение удобрений и мелиорантов [1–4]. Вместе с тем применение минеральных удобрений на почвах, загрязненных 137Cs, существенно влияет на поступление радионуклидов в растения и их накопление в урожае. Снижение накопления радионуклидов в растениях является важнейшей задачей сельскохозяйственных производителей. Система применения удобрений должна способствовать уменьшению поступления в растения радионуклидов [5; 6].
Цель исследований: оценка эффективности применения минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс на урожайность и качество зерна овса, возделываемого на дерново-подзолистой песчаной почве, загрязненной радионуклидами.
Материалы и методы. Исследования проводились в краткосрочном полевом опыте на полях Новозыбковской сельскохозяйственной опытной станции (филиал ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса») в 2016–2018 гг. Опыт проводился на четырех фонах минерального удобрения: 1-й фон — контрольный (без внесения удобрений); 2-й фон — N90Р45К90; 3-й фон — N90Р45К120; 4-й фон — N90Р45К150.
Почва опытного участка дерново-подзолистая легкого гранулометрического (механического) состава, агрохимические показатели плодородия почвы пахотного слоя до закладки опыта были следующими: гумус (по Тюрину) — 1,6 %, рНКСl = 4,87; Нг (по Каппену–Гильковицу) — 2,41 мг-экв/100 г почвы; S (по Каппену–Гильковицу) — 2,59 мг-экв/100 г почвы; содержание подвижных форм фосфора (Р2О5) (по Кирсанову) — 32,1 мг/100 г почвы, содержание подвижных форм калия (К2О) (по Кирсанову) — 11,1 мг/100 г почвы.
Активность почвенного участка в опыте — 2900–3200 Бк/кг, плотность загрязнения почвы 137Cs в результате Чернобыльской катастрофы составляет 21 Ки/м2 или 777 кБк/м2.
Весной под культивацию вносили минеральные удобрения в виде аммиачной селитры (34,4 % N), простого гранулированного суперфосфата (22 % Р2О5), хлористого калия (56 % К2О). Опыт проводился в трехкратной повторности. Объектом исследования являлся овес сорта Скакун. Норма высева — 5 млн всхожих зерен на 1 га.
Предпосевную подготовку почвы и уход за растениями в опыте осуществляли с учетом технологии, рекомендованной для дерново-подзолистых песчаных почв.
Полевой опыт, лабораторно-аналитические работы и статистический анализ проводились по методикам [7; 8; 9].
В наших исследованиях изучался биопрепарат Гумимакс для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений. Посевы обрабатывали в фазу начала выхода в трубку в дозе, рекомендованной производителем на 200 л воды на 1 га. Гумимакс — современный торфогуминовый препарат — стимулятор роста и развития растений, адаптоген, антидот, иммуномодулятор.
Результаты и обсуждение. В годы проведения исследований метеорологические условия вегетационных периодов были неблагоприятными для роста и развития яровых зерновых культур. Вегетационные периоды отличались низким запасом продуктивной влаги в почве и неравномерным распределением весенне-летних осадков и высокой температурой воздуха в первой половине вегетации растений.
Дерново-подзолистые песчаные почвы имеют низкое естественное плодородие, которое в условиях опыта не обеспечивало получение высокого урожая зерна овса. Результаты исследований показали, что урожайность зерна овса (в среднем за три года) на контрольном варианте, без внесения минеральных удобрений, составила 1,24 т/га (табл. 1). От применения биопрепарата на контрольном фоне и в варианте обработки семян перед посевом урожайность зерна увеличилась на 0,15 т/га. Обработка посевов овса биопрепаратом на контрольном фоне увеличила урожайность на 0,29 т/га (23 %).
1. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс
на урожайность зерна овса, т/га
|
Варианты |
Урожайность, т/га |
Прибавка, ± |
|||||
|
2016 г. |
2017 г. |
2018 г. |
средняя |
общая |
от NPK |
от био- препарата |
|
|
Контроль (без удобрений) — фон 1 |
1,13 |
1,38 |
1,20 |
1,24 |
— |
— |
— |
|
Фон 1 + Гумимакс (обработка семян) |
1,20 |
1,62 |
1,35 |
1,39 |
0,15 |
— |
0,15 |
|
Фон 1 + Гумимакс (обработка растений) |
1,25 |
1,72 |
1,63 |
1,53 |
0,29 |
— |
0,29 |
|
N90Р45К90 — фон 2 |
2,06 |
2,02 |
2,27 |
2,12 |
0,88 |
0,88 |
— |
|
Фон 2 + Гумимакс (обработка семян) |
2,21 |
2,22 |
2,34 |
2,26 |
1,02 |
0,88 |
0,14 |
|
Фон 2 + Гумимакс (обработка растений) |
2,23 |
2,31 |
2,31 |
2,28 |
1,04 |
0,88 |
0,16 |
|
N90Р45К120 — фон 3 |
2,17 |
2,17 |
2,22 |
2,18 |
0,94 |
0,94 |
— |
|
Фон 3 + Гумимакс (обработка семян) |
2,30 |
2,36 |
2,39 |
2,35 |
1,11 |
0,94 |
0,17 |
|
Фон 3 + Гумимакс (обработка растений) |
2,38 |
2,29 |
2,43 |
2,36 |
1,12 |
0,94 |
0,18 |
|
N90Р45К150 — фон 4 |
2,16 |
2,32 |
2,34 |
2,27 |
1,03 |
1,03 |
— |
|
Фон 4 + Гумимакс (обработка семян) |
2,40 |
2,45 |
2,49 |
2,45 |
1,21 |
1,03 |
0,18 |
|
Фон 4 + Гумимакс (обработка растений) |
2,42 |
2,59 |
2,53 |
2,51 |
1,27 |
1,03 |
0,24 |
|
НСР05, т/га |
0,08 |
0,11 |
0,07 |
0,17 |
|
||
Применяемые в наших исследованиях минеральные удобрения в дозах N90Р45К90; N90Р45К120 и N90Р45К150 значительно увеличивали урожайность зерна овса. Действие биопрепарата Гумимакс на этих фонах минерального питания как при обработке семян, так и при применении его на посевах овса было практически одинаково: прибавка зерна составила 11–19 %. Из этого следует, что влияние препарата Гумимакс на урожайность зерна овса на фонах применения минеральных удобрений и на контрольном фоне было одинаково. Из сравнения двух способов применения биопрепарата можно отметить, что присутствовала устойчивая тенденция к повышению урожайности зерна овса в вариантах обработки посевов Гумимаксом в сравнении с вариантами, в которых семена обрабатывались перед посевом.
Одной из приоритетных задач сельскохозяйственных производителей является повышение урожайности зерновых культур. Кроме этого, в условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий радионуклидами важной задачей является получение продукции растениеводства, соответствующей нормативным требованиям для зерна ПДУ ТРТС 015/2011 (60 Бк/кг). Главным фактором снижения накопления радионуклидов является применение калийных удобрений. Поэтому в наших исследованиях изучались возрастающие их дозы.
Анализируя результаты исследований, представленных в таблице 2, можно отметить, что на контрольном фоне удельная активность 137Сs значительно (в 1,7 раза) выше допустимого уровня, влияние биопрепарата Гумимакс на накопление радионуклидов в зерне овса на этом фоне не отмечалось. На варианте с применением минимальной дозы калийных удобрений совместно с азотно-фосфорными (N90Р45К90) накопление 137Сs снизилось, но его содержание также превышало допустимый уровень.
2. Удельная активность 137Сs в зерне овса
в зависимости от минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс, Бк/кг
|
Варианты |
2016 г. |
2017 г. |
2018 г. |
Средняя |
Кратность снижения |
|
Контроль (без удобрений) – фон 1 |
101 |
113 |
99 |
104 |
— |
|
Фон 1 + Гумимакс (обработка семян) |
109 |
107 |
91 |
102 |
— |
|
Фон 1 + Гумимакс (обработка растений) |
107 |
115 |
105 |
109 |
— |
|
N90Р45К90 — фон 2 |
87 |
79 |
69 |
78 |
1,3 |
|
Фон 2 + Гумимакс (обработка семян) |
89 |
87 |
73 |
83 |
1,3 |
|
Фон 2 + Гумимакс (обработка растений) |
91 |
80 |
80 |
84 |
1,3 |
|
N90Р45К120 — фон 3 |
35 |
43 |
37 |
38 |
2,7 |
|
Фон 3 + Гумимакс (обработка семян) |
43 |
50 |
49 |
47 |
2,2 |
|
Фон 3 + Гумимакс (обработка растений) |
44 |
48 |
45 |
46 |
2,3 |
|
N90Р45К150 — фон 4 |
30 |
38 |
33 |
34 |
3,1 |
|
Фон 4 + Гумимакс (обработка семян) |
35 |
39 |
37 |
37 |
2,8 |
|
Фон 4 + Гумимакс (обработка растений) |
45 |
41 |
40 |
42 |
2,5 |
На третьем и четвертом фонах, на которых были увеличены дозы калийных удобрений (N90Р45К120 — фон 3 и N90Р45К150 — фон 4), удельная активность снизилась ниже допустимого уровня в 2,7 и 3,1 раза. От применения в опыте биопрепарата Гумимакс как при обработке семян перед посевом, так и при опрыскивании посевов отмечена тенденция к повышению накопления радионуклидов.
Минеральные удобрения и препарат Гумимакс улучшали питание растений и улучшали биохимический состав зерна овса. Содержание сырого протеина в контрольном варианте (в среднем за три года) — 15,65 % (табл. 3): за счет применения минеральных удобрений и Гумимакса его содержание повышалось по вариантам опыта до 16,64 %.
3. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс
на биохимический состав зерна овса (среднее за 2016–2018 гг.)
|
Варианты |
Зола, % |
Протеин, % |
Жир, % |
Клетчатка, % |
|
|
Контроль (без удобрений) — фон 1 |
2,70 |
15,65 |
3,61 |
5,78 |
|
|
Фон 1 + Гумимакс (обработка семян) |
2,76 |
16,05 |
3,48 |
5,95 |
|
|
Фон 1 + Гумимакс (обработка растений) |
2,78 |
16,05 |
3,42 |
6,09 |
|
|
N90Р45К90 – фон 2 |
2,80 |
16,38 |
3,50 |
6,04 |
|
|
Фон 2 + Гумимакс (обработка семян) |
2,79 |
16,48 |
3,54 |
5,97 |
|
|
Фон 2 + Гумимакс (обработка растений) |
2,73 |
16,56 |
3,34 |
5,81 |
|
|
N90Р45К120 — фон 3 |
2,80 |
16,03 |
3,44 |
6,03 |
|
|
Фон 3 + Гумимакс (обработка семян) |
2,80 |
16,08 |
3,39 |
6,11 |
|
|
Фон 3 + Гумимакс (обработка растений) |
2,89 |
16,10 |
3,39 |
6,36 |
|
|
N90Р45К150 — фон 4 |
2,71 |
16,09 |
3,54 |
5,58 |
|
|
Фон 4 + Гумимакс (обработка семян) |
2,72 |
16,64 |
3,58 |
5,61 |
|
|
Фон 4 + Гумимакс (обработка растений) |
2,80 |
16,23 |
3,57 |
6,15 |
|
Под влиянием минеральных удобрений и препарата Гумимакс в среднем за три года проведенных исследований отмечено снижение содержание жира по вариантам опыта с 3,61 до 3,34 %.
Содержание сырой клетчатки в среднем за три года исследований колебалось в пределах 5,58–6,36 %, но четкой зависимости от минеральных удобрений или от применения биопрепарата Гумимакс не наблюдалось.
Таким образом, исходя из вышеизложенных данных, можно отметить, что обработка посевов овса в начале фазы выхода в трубку увеличивало урожайность зерна овса на 23 %. Минеральные удобрения в дозах N90Р45К120 и N90Р45К150 снижали удельную активность 137Сs в 2,7 и 3,1 раза. Биопрепарат Гумимакс в сочетании с минеральными удобрениями способствовал увеличению содержания белка в зерне овса. При применении полного минерального питания и биопрепарата отмечалось снижение содержание жира в зерне.
1. Sychev V. G., Shafran S. A. Agrohimicheskie svoystva pochv i effektivnost' mineral'nyh udobreniy. – M. : Izdatel'stvo VNIIA, 2013. – 296 s.
2. Mineev V. G. Agrohimiya. – M. : Kolos, 2004. – 718 s.
3. Draganskaya M. G., Belous N. M., Bel'chenko S. A. Produktivnost' sevooborotov v zavisimosti ot sistem i tehnologiy vozdelyvaniya kul'tur // Problemy agrohimii i ekologii. – 2011. – № 2. – S. 13–19.
4. Bel'chenko S. A., Torikov V. E., Belous I. N. Tendencii razvitiya kartofelevod-stva Bryanskoy oblasti v 2015 godu // Vestnik Bryanskoy GSHA. – 2015. – № 2. – S. 28–32.
5. Korenev V. B, Vorob'eva L. A, Belous I. N Urozhaynost' kormovyh i zernovyh kul'tur i nakoplenie 137Ss v zavisimosti ot vneseniya vozrastayuschih doz kaliynyh udobreniy // Vestnik Bryanskoy GSHA. – 2013. – № 5. – S. 3–6.
6. Chernobyl': radiacionnyy monitoring sel'skohozyaystvennyh ugodiy i agrohimicheskie aspekty snizheniya posledstviy radioaktivnogo zagryazneniya pochv (k 30-letiyu tehnogennoy avarii na Chernobyl'skoy AES) / V. G. Sychev, V. I. Lunev, P. M. Orlov, N. M. Belous. – M. : Izd-vo VNIIA, 2016. – 184 s.
7. Dospehov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy). – M. : Agropromizdat, 1985. – 351 s.
8. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu issledovaniy v dlitel'nyh opytah s udobreniyami. Ch. 1 (Metodika provedeniya opytov i analiz pochv) / Pod red. V. D. Pannikova. – M. : VIUA, 1975. – 168 s.; Ch. 2 (Programma i metody issledovaniya pochv) / Pod red. V. D. Pannikova. – M. : VIUA, 1983. – 172 s.; Ch. 3. (Analiz rasteniy) / Pod red. V. G. Mineeva. – M. : VIUA, 1985. – 132 s.
9. Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu estestvennyh radionuklidov v pochvah i rasteniyah // M. : CINAO. 1985. – 22 s.
