CC BY
37
УДК / UDC 635.655:631.893
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В АГРОЦЕНОЗЕ СОИ
EFFICIENCY OF APPLICATION OF INTEGRATED MINERAL FERTILIZERS
IN SOYBEAN AGROCENOSIS
Ширяева H.A.*, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Shiryaeva N.A., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Береговая Ю.В., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Beregovaya Yu.V., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени H.B. Парахина», Орёл, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia Петрова C.H., доктор сельскохозяйственных наук, доцент, проректор по научной работе и инновациям Petrova S.N., Doctor of Agricultural Sciences, Associate Professor, Vice Rector for Scientific Work and Innovations ФГБОУ ВО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова», Курск, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Kursk State Agricultural Academy named after I.I. Ivanov", Kursk, Russia *E-mail: nina pril@mail.ru
Работа выполнена при финансовой поддержке ООО «ФосАгро - Орел»
Соя является одной из самых ценных белковых культур на современном рынке сельхозпроизводителей, и ее производство в последние десятилетия постоянно растет. Уровень ее урожайности, как и любой другой культуры, зависит от биологического потенциала продуктивности возделываемого сорта и степени реализации его приемами возделывания. Целью исследований являлось изучение ответных реакций растений сои Glycine max (L.) Merr. сорта Зуша на различное минеральное питание в условиях агроценоза. Исследования проводились на базе НОПЦ «Интеграция» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ В условиях разного минерального питания определяли биологическую эффективность систем удобрений, урожайность и качество зерна культуры. Проведение испытаний жидких комплексных удобрений на сое показали высокую биологическую и экономическую эффективность минеральных удобрений. В условиях темно-серых лесных почв при средних агрохимических показателях почвы, а также при спонтанной инокуляции сои аборигенными штаммами ризобий, максимальный экономический эффект был продемонстрирован при предпосевном внесении комплексного минерального удобрения NPK(S)+Ca 5:15:30(5)+7 в дозе 150 кг/га и 20 кг/га карбамида, а также диаммофоски NPK(S) 10:26:26(2) совместно с ЖКУ. Применение минеральных удобрений способствовало увеличению прироста биомассы в среднем на 23%, площади листьев - на 8,5% по сравнению с контролем. Изменение минерального питания привело к повышению содержания сырого протеина в зерне сои. Дополнительно с 1 га получено 4,4-4,6 ц/га зерна, соответственно 4,7 и 5,4 тыс. рублей дохода за счет увеличения продуктивности сои на 22-23% по сравнению с контролем. Ключевые слова: соя, минеральные удобрения, агроценоз, фотосинтез, протеин, урожайность, экономическая эффективность.
Soybean is one of the most valuable protein crops on the modern market of agricultural producers and its production has been constantly growing in recent decades. The level of its productivity, as well as any other crop, depends on the biological productivity potential of the
cultivated variety and the degree of implementation of its cultivation techniques. The aim of the research was to study the responses of soybean Glycine max (L.) Merr. Zusha varieties for various mineral nutrition in the conditions of agrocenosis. The research was conducted on the basis of the research and educational production center "Integration" of the Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin. We determined the biological efficiency of fertilizer systems, the productivity and quality of grain under different mineral nutrition conditions .Testing of liquid complex fertilizers on soy has shown high biological and economic efficiency of mineral fertilizers. In conditions of dark gray forest soils with average agrochemical indicators of the soil, as well as with spontaneous inoculation of soybean by native rhizobia strains, the maximum economic effect was demonstrated with the pre-sowing application of complex mineral fertilizer NPK (S)+Ca 5:15:30(5)+7 in a dose of 150 kg/ha and 20 kg/ha of urea, as well as diammofoski NPK(S) 10:26:26 (2) in conjunction with the ZhCU. The use of mineral fertilizers contributed to an increase in the growth of biomass by an average of 23%, and the area of leaves-by 8.5% compared to the control. Changes in mineral nutrition led to an increase in the content of raw protein in soy grains. Additionally, 4.4-4.6 C/ha of grain was obtained from 1 ha, respectively 4.7 and 5.4 thousand rubles of income due to an increase in soybean productivity by 22-23% compared to the control.
Key words: soybean, mineral fertilizers, agrocenosis, photosynthesis, protein, productivity, profitability.
Введение. Соя является одной из самых ценных белковых культур на современном рынке сельхозпроизводителей и ее производство в последние десятилетия постоянно растет. Это обусловлено исключительно высоким содержанием в семенах практически всех элементов питания [1]. Она выделяется среди других культур универсальностью использования, имеет большое хозяйственное значение, используется во многих отраслях промышленности (пищевой, лакокрасочной, химической, текстильной, автомобильной, авиационной и др.), является незаменимой кормовой культурой. При широком внедрении ее посевов рационально используется земельная площадь, кроме того, ведущие зерновые культуры - яровая и озимая пшеницы обеспечиваются хорошим предшественником [2]. При сравнении урожайности сои с зерновыми культурами она попадает в разряд низкоурожайных, но с учетом содержания белка урожай сои в 2 т/га равнозначен сборам 7-8 т/га зерна колосовых культур [3]. Уровень ее урожайности, как и любой другой культуры, зависит от биологического потенциала продуктивности возделываемого сорта и степени реализации его приемами возделывания [4, 5].
Целью настоящей работы было изучение ответных реакций растений сои Glycine max (L.) Merr. сорта Зуша на различное минеральное питание в условиях агроценоза.
Условия, материалы и методы. В опытах 2019 г. на базе НОПЦ «Интеграция» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ в условиях разного минерального питания определяли биологическую эффективность систем удобрений, урожайность и качество зерна культуры.
Объектами исследования были: фитоценоз сои, жидкие и гранулированные минеральные удобрения. Сорт сои северного экотипа Зуша районирован по Центрально-Черноземному региону. Растения выращивались в севообороте на делянках площадью 250 м2 в четырехкратной повторности. Метод размещения опытных делянок - систематический. Предшественник - гречиха. Почва опытного участка - серая лесная, слабокислая (рН 5,0), со средним содержанием гумуса - 3,8%. Содержание подвижного фосфора - 12,9; обменного калия - 15,9; азота - 4,2 мг / 100 г почвы.
При проведении опыта использовали следующие виды минеральных удобрений:
Диаммофоска ЫРК(8) 10:26:26(2). Классическое комплексное удобрение, используется в традиционных системах земледелия в качестве основного удобрения как под пропашные культуры с осенней вспашкой, так и под озимые культуры. При внесении в рядки под озимые зерновые полностью покрывает потребность культур в фосфоре и калии, обеспечивает стартовую дозу азота. Восполняет почвенное плодородие при внесении 100% дозы под планируемый урожай. Способствует разложению растительных остатков предшествующей культуры при внесении с осени.
ЫРК(8) 5:15:30(5) - марка с кальцием для культур, требующих высокого содержания доступного фосфора и калия, на подкисленных почвах. Высокоэффективна на почвах с низким содержанием калия: легких по гранулометрическому составу и с промывным режимом увлажнения. Применяют под вспашку, при культивации или при посеве. Осенью под основную обработку почвы или весной под культивацию/фрезерование. Внесение в рядки при посеве на 20% повышает продуктивность единицы действующего вещества относительно внесенного вразброс.
ЖКУ 11:37 - уникальное жидкое фосфорное удобрение. Наивысшая степень доступности и усвоения фосфора растениями из удобрения. Широкие сроки применения, пролонгированное фосфорное питание, эффективны низкие дозы применения. Необходимо разведение 1:2-1:4. Можно смешивать с агрохимикатами и пестицидами.
В работе использовалась следующая схема опыта: 1. Контроль (без удобрений). 2. ЫРК(8) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2. 3. ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37.
В процессе вегетации сои проводились фенологические наблюдения. Абсолютно сухую массу растения устанавливали весовым методом после высушивания при температуре 105°С. Площадь листьев определяли методом нанесения контуров листа на миллиметровую бумагу.
Фотосинтетический потенциал (ФП) определяли по методике А.А. Ничипоровича и др. [5]. Чистую продуктивность фотосинтеза рассчитывали как частное от деления прироста сухой массы на ФП.
Учет надземной и корневой фитомассы проводили по методике Г.С. Посыпанова [6].
У растений, отобранных в фазу полной спелости, определяли основные элементы структуры урожая согласно методике Госсортсети (1981).
Урожайность учитывали путем взвешивания семян, убранных с делянки способом прямого комбайнирования.
Биохимическую оценку качества зерна сои проводили с помощью анализатора зерна 1п^ес™ 1241 (Дания) по оригинальной методике (Foss).
Результаты и обсуждение. Наблюдения за ростом и развитием сои показали, что в течение вегетационного перида растения постепенно накапливали свою биомассу. При этом максимальный прирост был отмечен с фазы 3 настоящих листьев до фазы ветвления, когда сырая масса растений увеличилась в 3 раза, с фазы ветвления до цветения - в 2 раза, а к фазе налива бобов масса растений повысилась в 1,6 раза по сравнению с началом репродуктивной фазы.
Все схемы минерального питания положительным образом влияли на прирост биомассы растений (табл. 1). Максимальными параметрами растения отличались в вариантах с применением комплексного удобрения с кальцием
NPK(S) 5:15:30 (5)+карбамид 46,2. К фазе налива бобов сухая масса растения в данных вариантах в среднем достигала 14,4г, что на 23% превышает контрольный уровень.
Таблица 1 - Биометрические параметры растений сои по основным фазам развития_
Высота Сырая масса Сухая масса
Варианты опыта растений, одного растения, г одного растения, г
надземная часть надземная часть
см корень корень
Фаза 3 настоящих листьев
1. Контроль(без удобрений) 19,4 3,59 0,74 0,77 0,175
2. NPK(S) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 21,4 4,30 1,11 0,87 0,328
3. ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37 19,1 4,44 0,82 0,88 0,170
Фаза ветвления
1. Контроль(без удобрений) 42,1 12,33 1,94 3,06 0,608
2. NPK(S) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 42,6 16,01 2,51 3,65 0,673
3. ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37 38,2 14,15 2,09 3,26 0,866
Фаза бутонизации - начало цветения
1. Контроль(без удобрений) 47,4 23,15 3,45 6,25 0,921
2. NPK(S) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 58,7 25,98 3,30 7,12 1,047
3. ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37 48,4 26,61 2,98 7,34 1,283
Фаза образования - налива бобов
1. Контроль(без удобрений) 70,0 38,44 2,78 10,45 1,24
2. NPK(S) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 85,0 41,27 3,01 12,68 1,73
3. ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37 77,2 36,05 2,32 12,00 1,30
В фазе наибольшей биологической активности отмечено, что площадь ассимиляционной поверхности листьев сои возрастала до 53 тыс.м2/га, причем максимальным фотоситетическим потенциалом характеризовались агроценозы в варианте с применением ДАФК 10:26:26 и ЖКУ 11:37. Внесение удобрения NPK(S) 5:15:30 (5) в сочетании с карбамидом 46,2 позволило увеличить площадь листьев на 1 га на 8,5% (рис.1).
60000
50000
40000
30000
20000
10000
0
Рисунок 1 - Площадь листьев сои в зависимости от схемы минерального питания, м2/га (фаза бутонизации-начала цветения)
У / //////Л
/хУ/У/Л \ ___!
ЯШ I
/ | /
Контроль NPK(S) 5:15:30 ДАФК 10:26:26 +
(5) + карбамид ЖКУ 11:37
46,2
Поскольку соя является высокобелковой зернобобовой культурой, и большую часть своей потребности в азоте, необходимом для синтеза белка, удовлетворяет за счет симбиотических взаимодействий с клубеньковыми бактериями, важным критерием оценки эффективности приемов ее возделывания является азотфиксирующая деятельность растений.
Результаты наших исследований показали, что в почве опытного участка присутствовали аборигенные штаммы клубеньковых бактерий, которые образовывали активные клубеньки на корнях сои во всех вариантах, причем наиболее активные растительно-микробные взаимодействия выявлены на фоне минерального питания растений NPK(S) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 в дозе 150 и 20 кг соответственно (табл. 2). Здесь сфоормировано наибольшее количество клубеньков и их масса. По нодуляции корней данный вариант превосходил контроль в среднем в 1,2 и 2,4 раза в фазу ветвления и бутонизации - начала цветения, соответственно. Подобная тенденция прослеживается во все фазы онтогенеза сои.
Таблица 2 - Нодуляционная способность сои
Варианты опыта Количество клубеньков Масса клубеньков
шт./растение млн.шт./га г/растение кг/га
Фаза 3 настоящих листьев
1. Контроль(без удобрений) 19 1,520 0,103 8,24
2. ЫРК^) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 14 1,176 0,098 8,23
3. ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37 15 1,395 0,083 7,72
Фаза ветвления
1. Контроль(без удобрений) 24 2,112 0,247 21,74
2. ЫРК^) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 28 2,352 0,330 27,72
3. ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37 17 1,581 0,189 17,58
Фаза бутонизации - начала цветения
1. Контроль(без удобрений) 14 1,232 0,474 41,71
2. ЫРК^) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 34 2,856 0,624 52,42
3. ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37 22 2,046 0,301 27,99
Растения сои, выращенные на фоне внесения жидких комплесных кдобрений не уступали гранулированным по показателям нодуляционной способности растений и формировали до 37 клубеньков на 1 растении с общей массой 0,7 г.
Интенсификация основных физиологических процессов растений сои в условиях эффективного симбиоза способствовала повышению реализации потенциала продуктивности растений (табл. 3).
Таблица 3 - Структура урожая сои
Наблюдаемые параметры Варианты опыта
Контроль (без удобрений) ЫРК^) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37
Высота растений, см 67,1 84 78,6
Кол-во бобов на одном растении, шт. 16 16 16
Кол-во семян на растении, шт. 33 33 36
Масса семян с 1 растения, г 3,83 4,08 4,31
Кол-во растений на 1 м2, шт. 78 84 80
Масса 1000 семян, г 114,9 118,78 121,43
Урожайность, ц/га 19,9 24,3 24,5
В совокупности с высокой урожайностью агроценозов, отмечено повышение белковости зерна сои, которая в зависимости от схемы минерального питания находилась в диапазоне 34-39,4% (рис. 2).
45
40 35 30 25 20 15 10 5 0
¡¡и ш 1
Контроль МРК(Э) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37
□ Протеин, % пЖир, %
Рисунок 2 - Качество зерна сои
Содержане сырого протеина в зерне сои в ответ на внесение в почву NPK(S) 5:15:30 (5) + карбамид 46,2 и ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37 повышалось на 14,415,5%, что составило соответственно 39 и 39,4%.
В условиях 2019 года сорт Зуша был отзывчив на все используемые в опыте удобрения. При этом максимальную прибавку урожайности у данного сорта на уровне 15,5% обеспечили минеральные удобрения ДАФК 10:26:26 + ЖКУ 11:37 за счет увеличения массы семян на 12,5% и лучшей сохранности растений к уборке. При этом сдержание сырого протеина доходило до 39,4%. По нашему мнению, такой положительный эффект обусловлен наиболее полной реализацией биологического потенциала сорта за счет формирования эффективной симбиотической системы при при оптимальном обеспечении макро- и мезоэлементами. Вероятно, растения за счет ростстимулирующей и защитной функций микроорганизмов могут более эффективно использовать питательные вещества почвы и удобрений, что позволяет повысить их стрессоустойчивость и продуктивность.
Оценка экономической целесообразности предлагаемых схем минерального питания сои показала, что во всех вариантах с применением минеральных удобрений был получен дополнительный доход в размере 4-5 тыс.руб./га (табл. 4).
Таблица 4 - Экономическая эффективность схем минерального питания сои
Схема минерального питания Доза, кг/га Затраты руб./га Урожайность, ц/га Стоимость продукции, руб./га Доход, руб./га Прибавка к контролю, руб./га
Контроль (без удобрений) 0 0 19,9 39 800 39 800 0
NPK(S) 5:15:30(5) 150 4 059 24,3 48 600 44 541 4 741
Карбамид 46,2 20
ДАФК 10:26:26 100 3 766 24,5 49 000 45 234 5 434
ЖКУ 11:37 50
Выводы. Таким образом, при одном уровне урожайности (24 ц/га), наименьшие затраты на удобрения отмечены в 3 варианте. Максимальный экономический эффект был продемонстрирован при предпосевном внесении комплексного минерального удобрения NpK(S)5:15:30(5) в дозе 150 кг/га и 20 кг/га карбамида, а также ДАФК 10:26:26 совместно с ЖКУ. Дополнительно с 1 га получено соответственно 4,7 и 5,4 тыс. рублей дохода за счет увеличения продуктивности сои на 22-23% по сравнению с контролем.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Семенов A.C., Васильчиков А.Г., Зотиков В.И. Влияние совместного применения микроудобрений и аминокислотных биостимуляторов на урожайность новых сортов сои // Роль молодых ученых в инновационном развитии сельского хозяйства: материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Орел, 2019. С. 141-144.
2. Акулов A.C., Васильчиков А.Г. Изучение некоторых агроприёмов возделывания новых сортов сои // Зернобобовые и крупяные культуры. 2018. № 1 (25). С. 36-40.
3. Акулов A.C., Васильчиков А.Г. Изучение элементов технологии возделывания новых сортов сои Зуша и Мезенка // Зернобобовые и крупяные культуры. 2016. № 1 (17). С. 45-51.
4. Зотиков В.И. Роль зернобобовых и крупяных культур в адаптивности и диверсификации растениеводства // Зернобобовые и крупяные культуры. 2014. № 3 (11). С. 3-11.
5. Оценка эффективности систем гербицидов в агроценозах различных сортов сои в зависимости от способа основной обработки почвы // Н.В. Парахин, H.H. Лысенко, С.Н. Петрова, Ю.В. Кузмичева, И.А. Рыжов // Земледелие. 2017. № 2. С. 39-42.
6. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах / A.A. Ничипорович, Л.Е. Строганова, С.Н. Чмора, М.П. Власова. M.: АНСССР, 1961. 133 с.
7. Посыпанов Г.С. Методы изучения биологической фиксации азота воздуха. М.: Агропромиздат, 1991. 299, [1] с.
REFERENCES
1. Semenov A.S., Vasilchikov A.G., Zotikov V.I. Vliyanie sovmestnogo primeneniya mikroudobreniy i aminokislotnykh biostimulyatorov na urozhaynost novykh sortov soi // Rol molodykh uchenykh v innovatsionnom razvitii selskogo khozyaystva: materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii molodykh uchenykh i spetsialistov. Orel, 2019. S. 141-144.
2. Akulov A.S., Vasilchikov A.G. Izuchenie nekotorykh agropriemov vozdelyvaniya novykh sortov soi // Zernobobovye i krupyanye kultury. 2018. № 1 (25). S. 36-40.
3. Akulov A.S., Vasilchikov A.G. Izuchenie elementov tekhnologii vozdelyvaniya novykh sortov soi Zusha i Mezenka // Zernobobovye i krupyanye kultury. 2016. № 1 (17). S. 45-51.
4. Zotikov V.I. Rol zernobobovykh i krupyanykh kultur v adaptivnosti i diversifikatsii rastenievodstva // Zernobobovye i krupyanye kultury. 2014. № 3 (11). S. 3-11.
5. Otsenka effektivnosti sistem gerbitsidov v agrotsenozakh razlichnykh sortov soi v zavisimosti ot sposoba osnovnoy obrabotki pochvy // N.V. Parakhin, N.N. Lysenko, S.N. Petrova, Yu.V. Kuzmicheva, I.A. Ryzhov // Zemledelie. 2017. № 2. S. 39-42.
6. Fotosinteticheskaya deyatelnost rasteniy v posevakh / A.A. Nichiporovich, L.Ye. Stroganova, S.N. Chmora, M.P. Vlasova. M.: ANSSSR, 1961. 133 s.
7. Posypanov G.S. Metody izucheniya biologicheskoy fiksatsii azota vozdukha. M.: Agropromizdat, 1991. 299, [1] s.
