CC BY
13
УДК 631.862.1:633.16:631.559:631.445.4
И.О. ШАЛАК, И.А. БОБРЕНКО, Н.В. ГОМАН, Н.К. ТРУБИНА, В.П. КОРМИН
Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омск
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФРАКЦИИ СВИНОГО БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА ПОД ЯЧМЕНЬ НА АГРОЧЕРНОЗЕМЕ КВАЗИГЛЕЕВОМ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Цель исследований: изучить действие органического удобрения на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза на урожайность, качество зерна ячменя ярового и плодородие агрочерно-зема квазиглеевого в условиях южной лесостепи Западной Сибири. Исследования проводились в ФГБОУ ВО Омский ГАУ в 2015-2017 гг. Возделывали ячмень сорта Подарок Сибири. Содержание в почве перед посевом N-^3 - 2,44-4,85, P2O5 - 98-112, K2O - 222-338 мг/кг. Наиболее эффективным было применение твердой фракции бесподстилочного свиного навоза 50 т/га: прибавка урожая составила 0,82 т/га, или 38,6% к контролю. Использование 1 т навоза повышало содержание нитратного азота под ячменем в слое почвы 0-20 см на 0,62 мг/кг, подвижных фосфора и калия - на 1,01 и 0,65 мг/кг соответственно. При внесении всех доз навоза наблюдалось увеличение количества сырого протеина в зерне: в контроле содержалось 13,52%, при удобрении - 14,01-14,50%. Применение 20-60 т/га навоза повышало массу 1000 зерен с 41,4 (контроль) до 42,4-44,6 г; при 30-60 т/га - количество зерен в колосе - с 18 до 19-22 шт. В исследованиях определены агрохимические параметры минерального питания ячменя на агрочерноземе квазиглеевом при применении органического удобрения на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза для расчетов доз удобрений и баланса элементов питания в севообороте.
Ключевые слова: ячмень, применение, удобрение, навоз, качество, почва.
Введение
Ценность органических удобрений заключается в том, что в них содержатся все элементы питания, необходимые растениям: N Р, К, Ca, Mg, S, микроэлементы, а также органическое вещество - источник пополнения запасов гумуса. Под влиянием органических удобрений улучшаются физико-химические, биологические свойства, водный и воздушный режимы почвы, уменьшается вредное действие на растения кислотности и щелочности, обеспечивается дополнительное питание растений С02 [1-4]. При этом утилизация навоза при его использовании в земледелии - важнейший элемент технологии промышленного животноводства [5-7].
Ячмень - одна из основных культур в Омской области [8], положительно отзывающаяся на улучшение минерального питания в условиях черноземных почв региона
[9-11].
Цель исследований: изучить действие органического удобрения на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза на урожайность, качество зерна ячменя ярового и плодородие агрочернозема квазиглеевого в условиях южной лесостепи Западной Сибири.
Условия, материалы и методы
Эксперименты проводились на опытном поле ФГБОУ ВО Омский ГАУ в 20152017 гг. Сорт ячменя - Подарок Сибири, почва - агрочернозем квазиглеевый средне-мощный сильногумусированный тяжелосуглинистый. Содержание в почве -
2,44-4,85, Р205 - 98-112, К20 - 222-338 мг/кг. Расположение делянок систематическое.
2 2
Повторность вариантов трехкратная. Площадь делянок - 20 м ; учетная - 16 м . Агротехника - общепринятая для зоны. С каждой тонной органического удобрения на осно-
© Шалак И.О., Бобренко И.А., Гоман Н.В., Трубина Н.К., Кормин В.П., 2020
ве твердой фракции бесподстилочного свиного навоза в почву поступало 5,7-5,9 кг N 0,97-1,11 P2O5 и 1,4-2,1 кг
В почвенных пробах определяли содержание нитратного азота с дисульфофено-ловой кислотой по Грандваль-Ляжу; подвижного фосфора и калия - из одной вытяжки по Чирикову (ГОСТ 26204-84). Показатели качества фиксировали общепринятыми методами.
Результаты и их обсуждение
В эксперименте ячмень в среднем сформировал урожайность без удобрения 2,11 т/га, все применяемые дозы навоза достоверно увеличивали урожайность (табл. 1). Наилучшим было использование 50 т/га: прибавка урожая составила 0,82 т/га, или 38,6%. При 60 т/га урожайность почти не увеличилась в сравнении с 50 т /га (0,84 т/га) (рис. 1).
Таблица 1
Урожайность зерна ячменя при внесении твердой фракции бесподстилочного свиного навоза на агрочерноземе квазиглеевом (2015-2017 гг.)
Вариант Урожайность, т/га Прибавка Окупаемость, кг/т
2015 г. 2016 г. 2017 г. Средняя т/га %
Контроль 2,07 2,38 1,89 2,11 - - -
20 т/га 2,20 2,51 2,54 2,42 0,30 14,27 15,1
30 т/га 2,37 2,75 2,83 2,65 0,54 25,46 17,9
40 т/га 2,52 2,76 2,90 2,73 0,61 29,01 15,3
50 т/га 2,66 2,89 3,24 2,93 0,82 38,60 16,3
60 т/га 2,68 2,91 3,28 2,96 0,84 39,84 14,0
НСР05 0,11 0,18 0,20
3,20
л и а
<и
00
Л
н о о и
о £
3,00 2,80 2,60 2,40 2,20
У = 0,0147x + 2,14 г = 0,87
2,00
10
20 30 40
Доза удобрения, т/га
50
60
Рис. 1. Зависимость между дозами твердой фракции бесподстилочного свиного навоза и урожайностью ячменя (среднее, 2015-2017 гг.).
Окупаемость 1 т навоза наибольшей была в варианте 30 т/га: 17, 9 кг зерна, наименьшей - в варианте 60 т/га: 14,0 кг зерна ячменя.
Органические удобрения повышают почвенное плодородие [4; 6; 8; 9]. В нашем эксперименте использование навоза увеличивало содержание нитратного азота в фазу
0
кущения с очень низкого (5,08 мг/кг - в контроле) до очень высокого уровня обеспеченности (28,36-46,21 мг/кг) (табл. 2). К уборке содержание нитратного азота значительно уменьшилось, но было еще на достаточно высоком уровне, особенно при использовании 50-60 т/га навоза.
Концентрация подвижного фосфора в почве при навозном удобрении также повышалась, уровень обеспеченности ячменя с повышенного переходил на высокий - от доз 30-60 т/га его содержание в слое 0-20 см превысило 150 мг/кг почвы.
Содержание подвижного калия от удобрения повышалось, во всех вариантах и во все фазы оно было на очень высоком уровне - 311-362 мг/кг почвы.
Таблица 2
Химический состав агрочернозема квазиглеевого при внесении твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015-2017 гг.), мг/кг (слой 0-20 см)
Вариант Кущение Восковая спелость Уборка
N-N03 Р2О5 К20 N-N03 Р2О5 К20 N-N03 Р2О5 К20
Контроль 5,08 108 311 4,10 107 327 3,39 104 329
20 т/га 28,36 138 330 19,80 140 337 12,13 129 328
30 т/га 29,22 157 332 21,67 154 346 13,70 143 343
40 т/га 33,57 151 338 23,67 149 344 16,27 142 349
50 т/га 38,75 161 343 26,73 161 351 17,83 158 350
60 т/га 46,21 174 353 31,73 161 352 21,05 166 362
Регрессионный анализ показывает, что 1 т твердой фракции бесподстилочного свиного навоза повышает содержание нитратного азота под ячменем в слое почвы 0-20 см на 0,62 мг/кг (рис. 2), подвижных фосфора (рис. 3) и калия (рис. 4) - на 1,01 и 0,65 мг/кг соответственно. Используя эти нормативы, можно определить дозу навозного удобрения расчетными методами (под плановый урожай или прибавку ячменя или на основе учета оптимальных уровней элемента в почве [12]).
Таким образом, внесение твердой фракции бесподстилочного свиного навоза существенно повышает концентрацию: N-N0;} в агрочерноземе квазиглеевом (слой 0-20 см) - с очень низкого уровня до очень высокого; подвижного Р205 - с повышенного до высокого.
50. 45. 40. 35. 30 25 § 20. I 15. 10 5 0.
о
£
а
и
п о О
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
у = 0,62х + 9,43 г = 0,86
—I— 10
20
30
40
50
—I 60
Доза удобрения, т/га
Рис. 2. Содержание N-N03 в агрочерноземе квазиглеевом (слой 0-20 см) в фазу кущения ячменя в зависимости от доз твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015-2017 гг.)
0
180,0
170,0
\2 160,0
г/ § 150,0
О 140,0
Рч
ие 130,0
ан % 120,0
р е д 110,0
о о 100,0
90,0
80,0
у = 1,01х + 116 г = 0,87
♦
—I— 10
20
—I—
30
40
—I—
50
60
Доза удобрения, т/га
О
^
ие
ани
%
р
е д
о
о
у = 0,65х + 313 г = 0,79
Рис. 3. Содержание Р205 в агрочерноземе квазиглеевом (слой 0-20 см) в фазу кущения ячменя в зависимости от доз твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015-2017 гг.)
360 350 340 330 320 310 300 290
10 20 30 40 Доза удобрения, т/га
50
60
Рис. 4. Содержание К20 в агрочерноземе квазиглеевом (слой 0-20 см) в фазу кущения ячменя в зависимости от доз твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015-2017 гг.)
Установление взаимосвязи в системе удобрение-почва-растение важно для прогнозирования качества растительной продукции. Изучив влияние удобрений на химизм растений, можно целенаправленно изменять их качество в нужном направлении, а значит влиять на биологическую полноценность получаемой продукции.
Ячмень реагирует на внесение твердого свиного навоза увеличением сырого протеина (табл. 3). При внесении всех доз навоза отмечено увеличение данного показателя в зерне: в контрольном варианте содержалось 13,52%, при внесении удобрений - 14,0114,50%. Наибольшее содержание сырого протеина в зерне зафиксировано при внесении 50 т/га (рис. 5).
0
0
Таблица 3
Показатели качества зерна ячменя при внесении твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015-2017 гг.), %
Вариант Влага Сырой протеин Жир Клетчатка
Контроль 11,6 13,5 1,87 4,51
20 т/га 13,9 14,0 1,88 4,72
30 т/га 13,3 14,1 1,87 4,41
40 т/га 12,2 14,2 1,82 4,51
50 т/га 12,5 14,5 1,86 5,23
60 т/га 12,8 14,3 1,86 4,30
14,4
-0,0002х2 + 0,03х + 13,52 Ц = 0,82
н
о &
о
1ч
о &
Л
й «
Л
5Т
«
о
о
14,2
13,8
20 30 40 50
Дозы твердого свиного навоза, т/га
Рис. 5. Содержание протеина в зерне ячменя в зависимости от твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015-2017 гг.)
Удобрение влияет не только на продуктивность растений, но и на показатели структурных элементов урожая, один из основных - соотношение основной и побочной продукции (табл. 4). Установлено, что оптимальное соотношение зерно : солома исследуемого сорта ячменя Подарок Сибири составляет 1 : 1,24-1 : 1,28, при данной количественной характеристике сформировалась наибольшая урожайность изучаемой культуры в эксперименте. Эта информация нужна для определения баланса питательных веществ и расчета доз удобрений на плановые урожай или прибавку, так как вынос элементов питания всей массой урожая (основной и побочной продукции) зависит в том числе от их выноса соломой.
Таблица 4
Структура урожая ячменя при внесении твердой фракции бесподстилочного свиного навоза (среднее, 2015-2017 гг.)
Вариант Количество зерен в колосе Соотношение зерно : солома Масса 1000 зерен, г
Контроль 18 1 1,22 41,4
20 т/га 18 1 1,20 42,4
30 т/га 21 1 1,24 42,6
40 т/га 19 1 1,28 43,2
50 т/га 22 1 1,26 44,2
60 т/га 21 1 1,10 44,6
у
4
0
10
60
При применении 20-60 т/га свиного навоза у ячменя возрастали: масса 1000 зерен с 41,4 (контроль) до 42,4-44,6 г; при внесении 30-60 т/га - количество зерен в колосе - с 18 до 19-22 шт. Это существенные факторы большей продуктивности культуры при внесении навоза.
В исследованиях разработаны нормативные показатели минерального питания ячменя на агрочерноземе квазиглеевом при внесении твердой фракции бесподстилочного свиного навоза для расчета норм удобрений и баланса элементов питания в агро-ценозе (табл. 5).
Таблица 5
Агрохимические параметры минерального питания ячменя при внесении органического удобрения на основе твердой фракции бесподстилочного свиного навоза
Показатель N P2O5 К2О
Коэффициент использования элементов из почвы 0,88 0,09 0,04
Затраты элементов питания на создание единицы продукции с учетом побочной, кг/т 35 21 14
Количество элементов питания в твердой фракции бесподстилочного свиного навоза, кг/т 58 11 18
Коэффициент использования элементов из органического удобрения 0,2 0,22 0,5
Коэффициент интенсивности действия 1 т навоза на содержание элементов питания в почве, мг/кг 0,62 1,0 0,65
Азот текущей нитрификации, кг/га 55 - -
Окупаемость навоза урожаем, кг/т 16
Выводы
Наилучшее использование дозы твердой фракции бесподстилочного свиного навоза под ячмень на агрочерноземе квазиглеевом лесостепи Омской области - 50 т/га: увеличение урожайности составило 0,82 т, или 38,6%. Внесение удобрения сопровождается повышением почвенного плодородия: 1 т удобрения увеличивает концентрацию N-N03 в слое почвы 0-20 см на 0,62 мг/кг, P2O5 - 1,01, К2О - 0,65. В эксперименте выявлено положительное влияние навозного удобрения на содержание протеина, массу 1000 зерен, количество зерен в колосе. Определены агрохимические параметры минерального питания ячменя при применении твердой фракции бесподстилочного свиного навоза для расчетов доз удобрений и баланса элементов питания в агроценозе.
I.O. Shalak, I.A. Bobrenko, N.V. Goman, N.K. Trubina, V.P. Kormin Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk
The effectiveness of using the solid fraction of pork liquid manure for barley on the quasi-gley agro-chernozem of Western Siberia
The aim of the research was to study the effect of organic fertilizer based on the solid fraction of liquid pig manure on the yield and quality of spring barley and on the fertility of quasi-gley agro-chernozem in the southern forest-steppe of Western Siberia. The research was conducted at the Omsk State Agrarian University in 2015-2017. The barley variety "Podarok Sibiri" was cultivated. The content of different substances in the soil before sowing amounted to: N-W3 - 2.44-4.85; P2O5 - 98-112; K2O - 222-338 mg/kg. The use of the solid fraction of pig manures at a doses of 50 t/ha was highly effective: the yield increase amounted to 0.82 t/ha or 38.6% if compared to the control sample. The use of 1 ton of manure increased the content of nitrate nitrogen while cultivating barley by 0.62 mg/kg in the 0-20 cm soil layer, that of mobile phosphorus and potassium by 1.01 and 0.65 mg/kg, respectively. When applying all doses of manure, an increase in the amount of crude protein in the grain was observed: the control sample contained 13.52%, while in the option with fertilizers it amounted to 14.01-14.50%. The use of 20-60 t/ha of manure increased the thousand kernel weight from 41.4 g (control sample) to 42.4-44.6 g; when applying 30-60 t/ha, the number of grains per spike amounted from 18 to 19-
22. The research determined the agrochemical parameters of the mineral nutrition of barley on quasi-gley agro-chernozem when using organic fertilizers based on the solid fraction of liquid pig manure to calculate the doses of fertilizers and the balance of nutrition elements in the crop rotation. Keywords: barley, application, fertilizer, manure, quality, soil.
Список литературы
1. Аниськов Н.И. Яровой ячмень в Западной Сибири (селекция, семеноводство, сорта) : монография / Н.И. Аниськов, П.В. Поползухин. - Омск : Вариант-Омск, 2010. - 388 с. - Текст : непосредственный.
2. Burton C.H. Manure Management. I-reatment Strategies for Sustainable Agriculture / С.Н. Burton, С. Turner. - Silsoe research institute (2003). Wrest Park. Silsoe. Bedford. UK. - 217 p. -Text : direct. - ISBN 09531282 6 1.
3. Воронкова Н.А. Биологические ресурсы и их значение в сохранении почвенного плодородия и повышении продуктивности агроценозов Западной Сибири : монография / Н.А. Воронкова. -Омск : Изд-во ОмГТУ, 2014. - 188 с. - ISBN 978-58149-1861-1. - Текст : непосредственный.
4. Ермохин Ю.И. Диагностика потребности ярового ячменя в удобрениях на основе химического анализа почвы в условиях лесостепи Западной Сибири / Ю.И. Ермохин, В.В. Хайхан. - Текст : непосредственный // Агрохимия. - 1992. - № 9. -С. 72-78. - ISSN 5-89764-140-4.
5. Ермохин Ю.И. Почвенная диагностика потребности сельскохозяйственных культур в удобрениях / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, В.М. Красницкий. - Текст : непосредственный // Плодородие. - 2004. - № 1. - С. 4-7.
6. Ермохин Ю.И. Применение органических удобрений в Западной Сибири : учебное пособие / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко. - Омск : Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2008. - 124 с. - Текст : непосредственный.
7. Агроэкологические основы и технологии использования бесподстилочного навоза / Г.Е. Мерзлая [и др.]. - Москва : Россельхозакаде-мия. - ВНИИОУ, 2006. - 463 с. - ISBN 987-5-92380081-4. - Текст : непосредственный.
8. Оптимизация применения птичьего помета под ячмень на лугово-черноземной почве южной лесостепи Западной Сибири / И.А. Бобренко, Н.В. Гоман, Н.К. Трубина [и др.]. - Текст : непосредственный // Земледелие. - 2018. - № 7. - С. 2325. DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10706.
9. Swine diets impact manure characteristics and gas emissions: part i sulfur level / S.L. Trabue,
B.J. Kerr, K.D. Scoggin. - Text : direct // The Science of the Total Environment. - 2019. - Т. 687. -
C. 800-807.
10. Fertilizer potential of liquid product from hydrothermal treatment of swine manure / T. Yuan et
References
1. Anis'kov N.I. Yarovoj yachmen' v Zapadnoj Sibiri (selekciya, semenovodstvo, sorta) : monografiya / N.I. Anis'kov, P.V. Popolzuhin. - Omsk : VariantOmsk, 2010. - 388 s. - Tekst : neposredstvennyj.
2. Burton C.H. Manure Management. I-reatment Strategies for Sustainable Agriculture / S.N. Burton, S. Turner. - Silsoe research institute (2003). Wrest Park. Silsoe. Bedford. UK. - 217 p. -Text : direct. - ISBN 09531282 6 1.
3. Voronkova N.A. Biologicheskie resursy i ih znachenie v sohranenii pochvennogo plodorodiya i povyshenii produktivnosti agrocenozov Zapadnoj Sibiri : monografiya / N.A. Voronkova. - Omsk : Izd-vo OmGTU, 2014. - 188 s. - ISBN 978-5-8149-1861-1. -Tekst : neposredstvennyj.
4. Ermohin Yu.I. Diagnostika potrebnosti yaro-vogo yachmenya v udobreniyah na osnove himi-cheskogo analiza pochvy v usloviyah lesostepi Zapadnoj Sibiri / Yu.I. Ermohin, V.V. Hajhan. - Tekst : neposredstvennyj // Agrohimiya. - 1992. - № 9. - S. 7278. - ISSN 5-89764-140-4.
5. Ermohin Yu.I. Pochvennaya diagnostika potrebnosti sel'skohozyajstvennyh kul'tur v udobreniyah / Yu.I. Ermohin, I.A. Bobrenko, V.M. Krasnickij. -Tekst : neposredstvennyj // Plodorodie. - 2004. - № 1. -S. 4-7.
6. Ermohin Yu.I. Primenenie organicheskih udobrenij v Zapadnoj Sibiri : uchebnoe posobie / Yu.I. Ermohin, I.A. Bobrenko. - Omsk : Izd-vo FGOU VPO OmGAU, 2008. - 124 s. - Tekst : neposredstvennyj.
7. Agroekologicheskie osnovy i tekhnologii is-pol'zovaniya bespodstilochnogo navoza / G.E. Mer-zlaya [i dr.]. - Moskva : Rossel'hozakademiya. -VNIIOU, 2006. - 463 s. - ISBN 987-5-9238-0081-4. -Tekst : neposredstvennyj.
8. Optimizaciya primeneniya ptich'ego pometa pod yachmen' na lugovo-chernozemnoj pochve yuzh-noj lesostepi Zapadnoj Sibiri / I.A. Bobrenko, N.V. Go man, N.K. Trubina [i dr.]. - Tekst : neposredstvennyj // Zemledelie. - 2018. - № 7. - S. 23-25. DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10706.
9. Swine diets impact manure characteristics and gas emissions: part i sulfur level / S.L. Trabue, B.J. Kerr, K.D. Scoggin. - Text : direct // The Science of the Total Environment. - 2019. - T. 687. - S. 800-807.
10. Fertilizer potential of liquid product from hydrothermal treatment of swine manure / T. Yuan et al. - Text : direct // Waste Management. - 2018. -T. 77. - S. 166-171. - ISNN 13:978-1-4987-4739-4 (Hardback).
al. - Text : direct // Waste Management. - 2018. -Т. 77. - С. 166-171. - ISNN 13:978-1-4987-4739-4 (Hardback).
11. Экология применения органических удобрений / В.Г. Сычев [и др.]. - Москва : ВНИИА,
2017. - 336 с. - ISBN 978-5-9238-0234-4. - Текст : непосредственный.
12. Эффективность применения жидкой фракции бесподстилочного свиного навоза под яровую пшеницу на лугово-черноземной почве / Н.В. Гоман, И.А. Бобренко, Н.К. Трубина [и др.]. -Текст : непосредственный // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. -
2018. - № 5(140). - С. 51-59.
11. Ekologiya primeneniya organicheskih udo-brenij / V.G. Sychev [i dr.]. - Moskva : VNIIA, 2017. -336 s. - ISBN 978-5-9238-0234-4. - Tekst : nepo-sredstvennyj.
12. Effektivnost' primeneniya zhidkoj frakcii bespodstilochnogo svinogo navoza pod yarovuyu pshenicu na lugovo-chernozemnoj pochve / N.V. Goman, I.A. Bobrenko, N.K. Trubina [i dr.]. - Tekst : neposredstvennyj // Vestnik Krasnoyarskogo gosu-darstvennogo agrarnogo universiteta. - 2018. -№ 5(140). - S. 51-59.
Шалак Ирина Олеговна, аспирант, Омский ГАУ, io.pogulyay1520@omgau.org; Бобренко Игорь Александрович, д-р с.-х. наук, проф., bob-renko67@mail.ru; Гоман Наталья Викторовна, канд. с.-х. наук, доц., Омский ГАУ, ^^тап^т-gau.org; Трубина Надежда Константиновна, канд. с.-х. наук, доц., Омский ГАУ, nк.trubina@om-gau.org; Кормин Виктор Павлович, канд. с.-х. наук, доц., Омский ГАУ, vp.kormin@omgau.org.
Shalak Irina Olegovna, Postgraduate, Omsk SAU, io.pogulyay1520@omgau.org; Bobrenko Igor' Alexandrovich, Doc. Agr. Sci., Prof., Omsk SAU, bobrenko67@mail.ru; Goman Natalia Viktorovna, Cand. Agr. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, nv.go-man@omgau.org; Trubina Nadezhda Konstanti-novna, Cand. Agr. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, n.trubina@omgau.org; Kormin Victor Pavlovich, Cand. Agr. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, vp.kor-min@omgau.org.
