CC BY
26
УДК 633.351:631.8(470.630) DOI 10.24411/0235-2516-2018-10024
ИЗУЧЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ СОРТОВ ЧЕЧЕВИЦЫ В УСЛОВИЯХ СТАВРОПОЛЬСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ
А.Н. Есаулко, д.с.-х.н., Д.Е. Галда
Ставропольский государственный аграрный университет, e-mail: 9399992g@mail.ru
Представлены результаты исследований минерального питания сортов чечевицы в условиях Ставропольской возвышенности. Установлено, что достоверную прибавку (0,46-0,68 т/га) урожайности сортов чечевицы относительно контроля и рекомендованной дозы Р40К30 обеспечила расчетная доза минеральных удобрений N25P45K18. Максимальную урожайность чечевицы (2,17 т/га) обеспечил сорт Веховская, что выше показателя сорта Канадская на 0,43 т/га. Установлены зависимости урожайности чечевицы от послойного содержания нитратного и аммонийного азота, подвижного фосфора и обменного калия в слое 0-30 см чернозема выщелоченного в течение вегетации культуры.
Ключевые слова, чечевица, сорта, минеральные удобрения, урожайность, элементы питания.
RESEARCH OF MINERAL NUTRITION LENTILS VARIETIES IN CONDITIONS OF THE STAVROPOL UPLAND
Dr.Sci. АЛ. Esaulko, D.E. Galda
Stavropol State Agrarian University. e-mail: 9399992g@mail.ru
The results of studies on the mineral nutrition of lentil varieties in the conditions of the Stavropol upland are presented. It is established that a reliable increase (0.46-0.68 t/ha) of yield of lentil as compared with the control and recommended dose Р40К30 provided a calculated dose of mineral fertilizers N25P45K18. The maximum yield of lentil (2.17 t/ha) provided a variety Wehowsky, significantly higher than the Canadian varieties by 0.43 t/ha. The dependences of lentil yield on the layer content of nitrate and ammonium nitrogen, mobile phosphorus and exchangeable potassium in the 0-30 cm layer of leached Chernozem during the growing season of the crop were established.
Keywords. lentil, variety, mineral fertilizers, yield, nutrient elements.
Чечевица - это ценная зернобобовая культура. В настоящее время чечевицу используют довольно широко в пищевой промышленности. Так же используют чечевичную крупу и муку для продовольственных целей [1-3].
В общемировом производстве продуктов питания отмечен значительный дефицит белка. Данную проблему, возможно решить за счет выращивания зернобобовых культур. Зернобобовые культуры и производимые из них продукты имеют высокое содержание белка, что и делает их незаменимым источником. Благодаря высокому проценту содержания белка, витаминов, аминокислот и микроэлементов, а так же отличным вкусовым качествам чечевица среди бобовых культур занимает лидирующие позиции. Чечевица способна усваивать атмосферный азот, что делает ее хорошим предшественником для озимых зерновых культур. Биологическая фиксация азота является одним из важнейших процессов трансформации азота в природе, но вклад чечевицы довольно мал, так как посевная площадь очень мала [4-8].
Одной из перспективных бобовых культур является чечевица. Высокое содержание белка, витаминов, аминокислот и микроэлементов, а так же отличные вкусовые качества чечевица среди бобовых культур занимает лидирующие позицию. Культура требовательна к содержанию в почве макро и микроэлементов, недостаток которых необходимо компенсировать. Чечевица отзывчива на внесение минеральных удобрений и хорошо использует последействие их внесения под ее предшественников. Внесение минеральных удобрений под чечевицу в условиях Ставропольской возвышенности слабо изучено [6-10].
Цель исследований - изучение и оптимизация минерального питания сортов чечевицы в условиях Ставропольской возвышенности.
Объекты и методы. Исследования проводились в 2014-2016 гг. на территории опытной станции Ставропольского ГАУ. Почва опытного участка представлена черноземом выщелоченным, мощным, малогумусным тяжелосуглинистым, со средней обеспеченностью гумусом (5,1-5,4%), а так же
средней обеспеченностью основными макроэлементами: нитратный азот (N-NOз) - 16-30 мг/кг, подвижный фосфор (P2O5) - 20-25 мг/кг и обменный калий (К2О) - 220-270 мг/кг. Реакция почвенного раствора в пахотном слое нейтральная, рН колеблется в пределах 6,1-6,5. Землепользование опытной станции по условиям влагообеспеченно-сти относится к третьему агроклиматическому району.
Объектом исследований являлись сорта чечевицы (Веховская и Канадская), а предметом исследований выступили рекомендованная (Р40К30) по В.Г. Минееву [9] и расчетная (N25P45Kl8) на планируемую урожайность в 2,0 т/га по методикам В.В. Агеева и А.Н. Есаулко [10] дозы удобрений изучаемые на фоне контроля (без удобрений). Повторность опыта четырехкратная, площадь делянки 45 м2, размещение двухъярусное. Основные наблюдения и учеты проводились по общепринятым методикам.
Результаты. На примере сорта Веховская приведены данные по изменению содержания макроэлементов в 0-30 см слое почвы в течении вегетационного периода растений чечевицы.
На основании математической обработки полученных средних данных по опыту установлено, что минеральные удобрения не достоверно снижали содержание аммонийного азота в почве. При увеличении глубины отбора почвенных образцов наблюдается существенное снижение концентрации КШ в почве. Так, в слое 0-10 см среднее содержание аммонийного азота составило 35,7 мг/кг, в слое 10-20 см оно снизилось на 5,2 мг/кг, а в слое 20-30 см снизилось на 6,7 мг/кг в сравнении с предыдущим (табл. 1).
Снижение содержания аммонийного азота в зависимости от глубины отбора почвенных образцов обусловлено рядом факторов: агрохимическими характеристиками почвы, условиями увлажнения. На протяжении всего периода вегетации растений чечевицы наблюдалось достоверное снижение содержания аммонийного азота в почве: так в пери-
од от фазы всходов до ветвления снижение составило 5,5 мг/кг, от фазы ветвления до цветения -
4.8 мг/кг, от фазы цветения до полной спелости -
7.9 мг/кг почвы.
Корреляционно-регрессионный анализ содержания аммонийного азота в почве позволил установить зависимость, выражающуюся уравнением:
у = 2,567 + 0,157X1 - 0,061X5 - 0,125x6 - 0,020x7, где: у - урожайность чечевицы (т/га), Х1 - содержание аммонийного азота (мг/кг) в слое почвы 0-10 см в фазе всходов, Х5 - содержание аммонийного азота (мг/кг) в слое почвы 10-20 см в фазе ветвления, Х6 - содержание аммонийного азота (мг/кг) в слое почвы 20-30 см в фазе ветвления, Х7 - содержание аммонийного азота (мг/кг) в слое почвы 0-10 см в фазе цветения. Приведенное уравнение позволило установить тесную зависимость урожайности от содержания элемента в слое почвы 0-10 см в фазе всходов, в слое почвы 10-20 см в фазе ветвления и в слое почвы 0-10 см в фазе цветения, что свидетельствует о преимущественном поглощении аммонийного азота растениями чечевицы.
В среднем по опыту содержание нитратного азота достоверно снижалось с увеличением глубины слоя отбора почвенных образцов. Так, содержание N03 в слое 0-10 см достигло максимальных значений 22,66 мг/кг, в слое 10-20 см содержание было ниже на 2,64 мг/кг, а в слое 20-30 см - на 2,98 мг/кг почвы в сравнении с предыдущим. В течение вегетации чечевицы сорта Веховская содержание нитратного азота в слое почвы 0-30 см достоверно снижалось от фазы к фазе. Максимальное снижение NOз отмечено в период всходы-ветвление которое составило 4,36 мг/кг, и цветение-полная спелость -4,03 мг/кг почвы соответственно, что обусловлено особенностью питания растений чечевицы. Применение азотных удобрений на вариантах с расчетной дозой привело к повышению содержания N03 в слое почвы 0-10 см до максимального значения по опыту и составило 32,1 мг/кг (табл. 2).
1. Влияние минеральных удобрений на динамику содержания аммонийного азота __в слое почвы 0-30 см (среднее за 2014-2016 гг.), мг/кг__
Удобрения, А Слой почвы, см, В Фаза развития, С А, НСР05 = 1,1 В, НСР05 = 0,6
всходы ветвление цветение полная спелость
Контроль 0-10 45,0 38,4 35,4 22,1 30,5 35,7
10-20 40,4 34,7 30,6 22,1 30,5
20-30 30,2 25,9 23,8 17,8 23,8
Р40К30 0-10 45,6 41,4 34,0 23,3 29,5
10-20 38,2 31,1 27,6 20,2
20-30 30,3 25,9 20,5 16,4
N25P45Kl8 0-10 47,9 41,1 31,5 23,0 30,0
10-20 38,6 32,5 29,2 21,1
20-30 30,5 26,3 21,0 16,9
С, НСР05 = 1 38,5 33,0 28,2 20,3 НСР05 = 2,6
2. Влияние минеральных удобрений на динамику содержания нитратного азота _в слое почвы 0-30 см (среднее за 2014-2016 гг.), мг/кг__
Удобрения, Слой почвы, Фаза развития, С А, НСР05 = 1,00 В, НСР05 = 0,61
А см, В всходы ветвление цветение полная спелость
0-10 25,4 22,1 20,9 15,1 22,66
Контроль 10-20 23,7 18,9 17,7 13,7 18,51 20,02
20-30 19,2 16,4 15,8 13,1 17,04
0-10 27,6 22,9 21,8 16,3
Р40К30 10-20 25,2 19,2 18,7 15,8 19,46
20-30 17,7 17,0 17,1 14,1
0-10 32,1 25,4 24,3 17,8
^5Р45^8 10-20 29,4 21,4 20,2 16,3 21,74
20-30 21,8 19,4 17,3 15,5
С, НСР05 = 0,56 24,68 20,32 19,33 15,30 НСР05 = 2,35
3. Влияние минеральных удобрений на динамику содержания подвижного фосфора (среднее за 2014-2016 гг.), мг/кг
Удобрения, Слой почвы, Фаза развития, С А, НСР05 = 0,6 В, НСР05 = 0,6
А см, В всходы ветвление цветение полная спелость
0-10 27,8 26,0 24,4 24,1 27,7
Контроль 10-20 25,3 21,6 19,9 19,3 21,0 22,2
20-30 18,0 16,7 14,7 14,5 16,2
0-10 32,1 28,7 26,9 25,9
Р40К30 10-20 26,7 22,7 21,1 20,4 22,5
20-30 18,2 18,0 14,7 14,6
0-10 32,6 29,1 27,9 26,6
^5Р45^8 10-20 26,1 23,2 20,4 20,1 22,6
20-30 17,9 17,6 15,0 14,5
С, НСР05 = 0,8 25,0 22,6 20,6 20,0 НСР05 = 2,1
Зависимость урожайности от послойного содержания нитратного азота в почве выражается уравнением:
у = 0,735 + 0,293x4 - 0,350x5 + 1,068x6 - 0,151x8, где: у - урожайность чечевицы (т/га), Х4 - содержание нитратного азота (мг/кг) в слое почвы 0-10 см в фазе ветвления, Х5 - содержание нитратного азота (мг/кг) в слое почвы 10-20 см в фазе ветвления, Х6 -содержание нитратного азота (мг/кг) в слое почвы 20-30 см в фазе ветвления, Х8 - содержание нитратного азота (мг/кг) в слое почвы 10-20 см в фазе цветения.
Корреляционная связь г = 0,95 показывает достоверную зависимость урожайности культуры от содержания нитратного азота во всех слоях почвы в фазе ветвления и в слое почвы 10-20 см в фазе цветения.
Изучаемые дозы минеральных удобрений увеличивали концентрацию подвижного фосфора в слое почвы 0-30 см на протяжении всей вегетации, но определенный интерес вызывает динамика элемента по слоям почвы 0-10, 10-20, 20-30 см (табл. 3).
Дисперсионный анализ данных показал, что концентрация доступного фосфора в почве относительно слоя 0-10 см существенно снижалась, и разница составила для слоя 10-20 см 5,5 мг/кг почвы, а для слоя почвы 20-30 см - 11,5 мг/кг почвы, что позволяет сделать вывод о достоверном снижении
Р2О5 с увеличением глубины отбора почвенных образцов. Существенно снижение содержания доступного фосфора отмечалось до фазы цветения, и разница с первоначальным показателем составила 5 мг/кг почвы.
Зависимость урожайности от послойного содержания подвижных форм фосфора выражается уравнением:
у = 0,058x1 - 0,069x2 + 0,016x4 + 0,026x5 + 0,014x6 - 2,431, где: у - урожайность чечевицы (т/га), Х1 - содержание фосфора (мг/кг) в слое почвы 0-10 см в фазе всходов, Х2 - содержание фосфора (мг/кг) в слое почвы 10-20 см в фазе всходов, Х4 - содержание фосфора (мг/кг) в слое почвы 0-10 см в фазе ветвления, Х5 - содержание фосфора (мг/кг) в слое почвы 10-20 см в фазе ветвления, Х6 - содержание фосфора (мг/кг) в слое почвы 20-30 см в фазе ветвления.
Данное уравнение имеет высокую корреляционную зависимость (г = 0,93) и показывает, что содержание фосфора в начале вегетации чечевицы оказывает определяющее влияние на урожайность культуры.
Статистическая обработка данных приведенная в таблице 4, позволила установить положительное влияние рекомендованной дозы минеральных удобрений на содержание обменного калия в почве.
4. Влияние минеральных удобрений на динамику содержания обменного калия почвы ___(среднее за 2014-2016 гг.), мг/кг___
Удобрения, А Слой почвы, см, В Фаза развития, С А, НСР05 = 5,4 В, НСР05 = 8,2
всходы ветвление цветение полная спелость
Контроль 0-10 290 250 241 257 242 265
10-20 273 228 229 234 243
20-30 251 215 211 219 224
Р40К30 0-10 305 259 251 261 248
10-20 290 236 228 228
20-30 270 219 214 213
К25Р45К18 0-10 294 263 253 257 243
10-20 276 231 234 232
20-30 250 206 209 208
С, НСР05 = 10,4 278 234 230 234 НСР05 = 24,4
5. Влияние минеральных удобрения на формирование параметров
структуры урожая сортов чечевицы (среднее за 2014-2016 гг.)
Сорта Вариант Количе- Высота Высота при- Количество Количество Масса Масса
опыта ство расте- расте- крепления ниж- бобов на 1 зерен в зерен с 1 1000
ний, шт/м2 ний, см него боба, см растении бобе, шт растения, г зерен,г
Контроль 95 48 12 19,8 1,2 1,6 65,1
Веховская Р40К30 98 49 13 23,8 1,3 2,1 67,2
К25Р45К18 103 51 14 21,7 1,5 2,2 69,4
Контроль 73 47 10 37,2 1,6 1,6 26,8
Канадская Р40К30 84 48 11 37,9 1,7 1,9 29,0
№5Р45К18 80 50 12 42,4 1,9 2,3 28,8
НСР05 5,2 3,4 1,5 2,0 0,25 0,24 2,6
Среднее содержание подвижного калия по всем вариантам опыта снижалось с увеличением глубины отбора почвенных образцов. В среднем по опыту отмечено достоверное снижение в слое 10-20 на 8%, 20-30 на 15% в сравнении с 10 см слоем, что обусловлено аккумуляцией большего количества растительных остатков и внесением минеральных удобрений в верхний слой почвы.
Урожайности культуры имеет весьма высокую корреляционную зависимость от послойного содержания обменного калия растениями чечевицы и выражается уравнением:
у = 0,036X5 - 0,011X2 + 0,007X8 + 0,021хю - 2,842, где: у - урожайность чечевицы (т/га), Х2 - содержание калия (мг/кг) в слое почвы 10-20 см в фазе всходов, Х5 - содержание калия (мг/кг) в слое почвы 10-20 см в фазе ветвления, Х8 - содержание калия (мг/кг) в слое почвы 10-20 см в фазе цветения, Х10 - содержание калия (мг/кг) в слое почвы 0-10 см в фазе полной спелости.
Данное уравнение показывает достоверное влияние на урожайность культуры показателей содержания калия в 10-20 см слое почвы в фазы всходов, ветвления и цветения, а так же в 0-10 слое почвы в фазу полной спелости.
Независимо от фона питания показатели структуры урожая у сорта Веховская значительно превышали аналогичные показатели сорта Канадская, за исключением количества бобов на одном растении и количества семян в бобе (табл. 5).
Количество растений, сохранившихся к уборке у сорта Веховская, было выше по сравнению с сортом Канадская и разница составила: контроль - 21, Р40К30 - 14, К25Р45К18 - 23 шт/м2. По сравнению с контролем внесение минеральных удобрений увеличивало: густоту стояния на 3-11 шт/м2, высоту растений на 1 -3 см.
Зерна чечевицы сорта Веховская по сравнению с сортом Канадская крупнее, данный показатель имел существенную разницу, которая составляла: на контроле - 38,3 г, на рекомендованной дозе -38,2 г, на расчетной дозе - 40,5 г. Минеральные удобрения оказали существенное влияние на прибавку массы 1000 семян. Так, прибавка у сорта веховская составила 2,03-4,23 г, у сорта Канадская 2,00-2,13 г.
На основе результатов корреляционно-регрессионного анализа нами установлена весьма высокая зависимость биологической урожайности чечевицы от показателей структуры урожайности: высота растений, масса 1000 зерен, количество бобов на одном растении, количество растений на квадратный метр, выражающаяся уравнением: у = 0,18X1 + 0,06X2 - 0,31X4 + 0,14X7 - 2,92, где: у - биологическая урожайность чечевицы (ц/га), Х1 - количество растений шт/м2, Х2 - высота растений, Х3 - высота прикрепления нижнего боба, Х4 - количество бобов на 1 растении, Х5 - количество зерен в бобе, Х6 - масса зерен с 1 растения, Х7 -масса 1000 семян.
6. Влияние минеральных удобрений на урожайность сортов чечевицы, 2014-2016 гг., т/га
Сорта, А Доза удобрений, В А, НСР05 = 0,08
Контроль Р40К30 N25P45K18
Веховская 1,43 1,98 2,17 1,86
Канадская 1,12 1,50 1,74 1,45
В, НСР05 = 0,10 1,28 1,74 1,96 НСР05 = 0,17
Исследования показали, что урожайность сорта Канадская достоверно ниже по сравнению с сортом Веховская и разница в среднем по опыту составляет 0,41 т/га (табл. 6).
Отмечено достоверное повышение урожайность культуры в связи с внесением минеральных удобрений. Так, прибавка урожайности по сравнению с контролем составила 0,46-0,68 т/га для рекомендованной и расчетной дозы удобрений соответственно. Урожайность сорта Веховская была достоверно выше Канадской на всех изучаемых вариантах и разница составила на варианте без удобрений -0,31 т/га, на рекомендованной дозе - 0,48 т/га, на расчетной - 0,43 т/га. Стоит отметить, что сорт Канадская не достиг планируемой урожайности в 20 ц/га. Урожайность сорта чечевицы Веховская превысила планируемую урожайность на расчетной дозе минеральных удобрений.
Таким образом, минеральные удобрения оказали существенное влияние на содержание макроэлементов в почве. Внесение минеральных удобрений по сравнению с контролем повышало
содержание аммонийного и нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия в почве. С увеличением глубины отбора почвенных образцов снижалось содержание изучаемых элементов питания. В процессе вегетации растений чечевицы наблюдалось неуклонное снижение содержания питательных элементов в почве. Корреляционно-регрессионный анализ структуры урожая сортов чечевицы показал, что определяющими показателями, влияющими на биологическую урожайность, являются: высота растений, масса 1000 зерен, количество бобов на одном растении, количество растений на 1 м2.
Установлено, что урожайность сорта Веховская значительно выше по сравнению с сортом Канадская на всех вариантах, в среднем по опыту разница составила 0,41 т/га. Внесение изучаемых доз минеральных удобрений значительно повышало урожайность сортов чечевицы. Максимальную прибавку урожая для обоих сортов обеспечила расчетная доза минеральных удобрений.
Литература
1. Лавренко С.О., Лавренко Н.Н., Максимов М.В. Эффективность использования элементов питания из почвы растениями чечевицы в различных условиях увлажнения // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия, 2017, № 4(68). - С. 147-152.
2. Ханиева И.М., Бозиев А.Л., Канукова К.Р. Подбор перспективных высокоурожайных сортов для получения высоких и стабильных урожаев чечевицы на выщелоченных черноземах предгорной зоны Кабардино-Балкарской Республики / Modern european science - 2014: Materials of the XI International scientific and practical conference, 2014. - С. 57-58.
3. Масынов К.М., Кипшакбаева А.А., Аринов Б.К., Утельбаев Е.А., Базарбаев Б.Б. Особенности технологии возделывания чечевицы в условиях северного Казахстана // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2017, № 9(155). - С. 14-18.
4. Сигида М.С., Голосной Е.В., Саленко Е.А., Шейкина В.А. Пути повышения плодородия и экологизации производства сельскохозяйственной продукции в условиях чернозема выщелоченного Ставропольской возвышенности // Harvard Journal of Fundamental and Applied Studies, 2015, № 1 (7). - С. 146-156.
5. Есаулко А.Н., Галда Д.Е. Влияние минеральных удобрений на агрохимические показатели чернозема и продуктивность чечевицы в условиях Ставропольского края // Плодородие, 2016, № 6(93). - С. 21-23.
6. Галда Д.Е., Есаулко А.Н. Урожайность и качество зерна сортов чечевицы в зависимости от определения норм минеральных удобрений на черноземе выщелоченном // Вестник АПК Ставрополья, 2017, № 4 (28). - С. 92-97.
7. Завалин А.А., Благовещенская Г.Г., Шмырева Н.Я., Чернова Л.С., Соколов О.А., Алферов А.А., Самойлов Л.Н. Современное состояние проблемы азота в мировом земледелии // Агрохимия, 2015, № 5. - С. 83-95.
8. Завалин А.А., Благовещенская Г.Г. Вклад биологического азота бобовых культур в азотный баланс земледелия России // Агрохимия, 2012, № 6. - С. 32-37.
9. Минеев В.Г. Агрохимия. - М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС», 2004. - 720 с.
10. Агеев В.В. и др. Программирование урожаев сельскохозяйственных культур: учебное пособие. - Ставрополь: СтГАУ, 2008. - 168 с.
