CC BY
25
УДК 631.81:574.42
изучение возможности выращивания белого люпина на светло-серых лесных почвах нижегородской области
В.И. ТИТОВА, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой
Е.В. ДАБАХОВА, доктор сельскохозяйственных наук, проректор
Е.О. ТИТОВА, аспирант
Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, пр. Гагарина, 97, Нижний Новгород, 603107, Россия
E-mail: [email protected]
Резюме. С целью оценки влияния удобрений и микробиологического препарата на урожайность и качество продукции белого люпина на вегетационной площадке кафедры агрохимии и агроэкологии НГСХА в 2013-2014 гг. проведен эксперимент путем закладки микрополевого опыта в 4-х кратной повторности. Почва светло-серая лесная легкосуглинистая с содержанием гумуса 1,25-1,3%, подвижного фосфора и калия - 79-119 и 126-132 мг/кг соответственно, рН солевой вытяжки 5,1-5,2, степень насыщенности основаниями - 8384%. Материалом для исследований послужили сорта белого люпина Гамма, Дега, Детер 1, сорт-стандарт Мановицкий; минеральные удобрения в дозе N20P52K52; микробиологический препарат (МБП) разновидности Ризоторфин (Rhizobium lupine). На фоне минеральных удобрений изучаемые сорта формируют высокий урожай семян (на 25-47% выше стандарта). Обработка посевного материала биопрепаратом привела к росту его величины у сортов Дега и Детер 1 на 11 и 19% соответственно. На сорте Дега этот прием способствовал также повышению доли семян в общей сухой надземной фитомассе (с 44 до 46%). Наибольшее содержание протеина в зерне отмечено у сорта Дега (40,25%) при выращивании на фоне NPK без МБП. Положительное влияние МБП на количество протеина в семенах отмечено на сорте Гамма (рост с 38,69 до 39,13%). Предпосевная инокуляция биопрепаратом способствовала повышению сбора протеина с единицы площади для сортов Детер 1 (на 20,4%) и Дега (на 8,4%). Минимальное в опыте содержание клетчатки отмечено в семенах сортов Дега и Гамма при выращивании на фоне NPK, инокуляция посевного материала биопрепаратом способствовала повышению содержания клетчатки в цельных семенах (за исключением сорта-стандарта). Семена люпина высоко обеспечены азотом и фосфором. Обработка посевного материала биопрепаратом привела к снижению выноса азота, фосфора и калия, особенно заметно - на сортах Мановицкий и Гамма (на 19-27% по азоту, 10-23% по фосфору и 17-26% по калию).
Ключевые слова: белый люпин, минеральные удобрения, микробиологический препарат, урожайность, сырой и переваримый протеин, клетчатка, жир, основные элементы питания.
Для цитирования: Титова В.И., Дабахова Е.В., Титова Е.О. Изучение возможности выращивания белого люпина на светло-серых лесных почвах Нижегородской области // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. №9. С. 32-35.
Белый люпин (Lupinus albus L.) занимает в земледелии особое место. Сегодня в мире только две культуры способны удовлетворить потребности современного интенсивного животноводства в высокобелковом корме - соя и люпин белый. Разница заключается в том, что для почвенно-климатических условий США, Бразилии, Аргентины и ряда других стран предпочтительна соя, а для большей части территории России лучше подходит люпин. Белый люпин можно с успехом возделывать на всей территории Центрально-Черноземной зоны и прилегающих к ней областей Нечерноземья, а общая
площадь его ареала может составлять более 15 млн га. Зерно белого люпина можно использовать как высокобелковую добавку вместо соевого шрота в рационах КРС, свиней и птицы [1, 2, 3] и как сырьё для производства пищевого белка [4]. Выращивание современных сортов белого люпина, адаптированных к конкретным условиям, позволяет получать дешёвый белок без затрат на дорогостоящие и энергоёмкие азотные удобрения благодаря азотфиксации [5, 6]. В то же время следует учитывать, что белый люпин требователен к плодородию почв и достаточно теплолюбив. Поэтому для его успешного возделывания в Нечерноземной зоне необходимы адаптированные сорта, прошедшие испытания в конкретных условиях.
Один из перспективных приемов повышения урожайности и улучшение качества продукции люпина различных видов - применение биопрепаратов и регуляторов роста [7, 8].
Цель исследований - оценить влияние удобрений и микробиологического препарата (МБП) на урожайность и качество продукции белого люпина селекции РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, выращиваемого на светло-серой лесной легкосуглинистой почве Нижегородской области.
Условия, материалы и методы. Эксперимент проведен на вегетационной площадке кафедры агрохимии и агроэкологии НГСХА в 2013-2014 гг. путем закладки микрополевого опыта в 4-х кратной повторности. Почва опытного участка светло-серая лесная легкосуглини-стоя с содержанием гумуса 1,25-1,3%, подвижных соединений фосфора и калия 79-119 и 126-132 мг/кг соответственно, рН солевой вытяжки 5,1-5,2, сумма поглощенных оснований 11,4-12,3 мг-экв./100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 83-84%.
В опыте изучали три сорта белого люпина селекции РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева - Гамма (внесен в Госреестр селекционных достижений в 1998 г.), Дега (2004 г.) и Детер 1 (2012 г.) [9]. В качестве стандарта использовали сорт Мановицкий (1993 г.). Сорта различаются по продуктивности, архитектонике растений (Мановицкий относится к 4-му типу, имеет до 4-х боковых побегов, Дега - к 3-му типу, 2-3 побега, Гамма - ко второму, 1-2 побега и Детер 1 - к первому типу, не имеет боковых побегов) [10] и продолжительности периода вегетации (Детер 1 - 100110 дн.; Гамма - 106-108 дн.; Мановицкий - 110-112 дн.; Дега - 120 дн.). Сорта Дега и Детер 1 наиболее высокотехнологичны - устойчивы к растрескиванию бобов, семена не осыпаются на корню, устойчивы к полеганию [11].
Учетная площадь делянки 1,57 м2 (125 х 125 см). Удобрения вносили в форме диаммофоски в дозе ^0Р52К52. В схему опыта также были включены варианты с предпосевной обработкой семян люпина микробиопрепаратом (МБП) для фиксации атмосферного азота «Азотфиксатор белого люпина», который содержит 4 штамма клубеньковых микроорганизмов Rhizobium 1ир1п1 (в том числе известный штамм 363а и три новых, специфичных для сортов, выведенных в лаборатории белого люпина РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева).
Все работы по уходу за посевами проводили в соответствии с требованиями методики опытного дела
Таблица 1. Урожай основной и побочной продукции белого люпина (сухая масса), среднее за 20132014 гг.
Сорт Побочная продукция Семена Доля семян в общей сухой надземной массе, %
среднее, г/м2 изменения среднее, г/м2 изменения
к стандарту от МБП, г/м2 к стандарту от МБП, г/м2
г/м2 1 % г/м2 1 %
NPK
Мановицкий 267 - - - 190 - - - 42
Гамма 274 +7 +2 - 238 +48 +25 - 47
Дега 350 +83 +31 - 279 +89 +47 - 44
Детер 1 273 +6 +2 - 247 +57 +30 - 47
NPK + МБП
Мановицкий 224 - - -43 155 - - -35 41
Гамма 226 +2 - -48 170 +15 +10 -68 43
Дега 370 + 146 +65 +20 311 + 156 +101 +32 46
Детер 1 338 + 114 +51 +65 295 + 140 +90 +48 47
НСР05 25 19
[12], анализы почвенных образцов по определению физико-химических свойств и основных показателей плодородия почвы выполнены в лабораториях кафедры агрохимии и агроэкологии НГСХА по общепринятым методикам [13]. Анализ растительных образцов проведен в аккредитованном испытательном центре ФГБУ «Центр агрохимической службы «Нижегородский»: содержание азота - по ГОСТ 13496.4-93 с дальнейшим пересчетом в сырой протеин (коэффициент 6,25), фосфора - по ГОСТ 26657-97, калия - по ГОСТ 30504-97, кальция - по ГОСТ 26570-95; содержание клетчатки - по ГОСТ 52839-2007, каротина - по ГОСТ 13496.17-95, алкалоидов - по ГОСТ 12043-88. Статистическую обработку результатов исследований осуществляли с использованием метода дисперсионного анализа [14] при помощи программного пакета Microsoft Office Excel 2003 г. Для констатации достоверности различий использовали показатель НСР05 при 5%-ном уровне значимости.
результаты и обсуждение. Учитывая то, что белый люпин - культура универсального назначения (фитомассу можно использовать как на семена, так и на зеленый корм), анализ данных по урожайности (табл. 1) проводили с разделением на основную (семена) и побочную (стебли, листья, створки бобов) продукцию.
На фоне внесения минеральных удобрений без биопрепарата достоверное увеличение урожайности побочной продукции, в сравнении со стандартом, отмечено только у сорта Дега (на 83 г/м2, или 31%), основной продукции - у всех изучаемых сортов (на 25-47%). Действие микробиологического препарата на урожайность было неоднозначным. Положительный эффект проявился на образцах более поздней селекции - Детер 1 и Дега, инокуляция посевного материала которых привела к повышению сбора семян на 19 и 11% соответственно, а также повлияла на увеличение их доли в общей сухой надземной фитомассеобразца Дега. У сортов Мановицкий и Гамма, напротив, продуктивность снизилась на 18 и 29%. Аналогичная направленность изменений прослеживается и в отношении побочной продукции (см. табл.1). Различная реакция изучаемых сортов на этот агроприем подчеркивает актуальность разработки
сортоориентированной технологии возделывания люпина белого в условиях Нечерноземной зоны.
Анализ данных по общей надземной биомассе (см. рисунок) свидетельствует, что новые сорта белого люпина при выращивании на умеренном фоне минеральных удобрений без дополнительной обработки семян биопрепаратом демонстрируют статистически доказуемое увеличение сбора сухой массы относительно стандарта при одновременном повышении доли зерна в общей фитомассе (с 42% на сорте Мановицкий до 44% на сорте Дега и 47% на сортах Гамма и Детер 1).
рисунок. Общая урожайность сухой надземной массы белого люпина, среднее за 2013-2014 гг. (НСР05 = 26 г/м2): - ЫРК;И- ЫРК+ МБП.
Основное предназначение белого люпина - решение проблемы растительного белка. Белок(протеин)-один из главнейших показателей качества семян этой культуры. Важное значение имеет также содержание клетчатки, причем не только в побочной продукции
Таблица 2. влияние МБП на состав семян люпина 2014 г.
Сорт Протеин Клетчатка Жир
содержание, % сбор, г/м2 содержание, % сбор, г/м2 содержание, % сбор, г/м2
NPK
Мановицкий 38,38 72,9 11,10 21,1 9,5 18,1
Гамма 38,69 92,1 9,25 22,0 9,7 23,1
Дега 40,25 112,3 8,03 22,4 8,7 24,3
Детер 1 38,69 95,6 10,74 26,5 8,7 21,5
NPK + МБП
Мановицкий 38,06 59,0 9,47 14,7 8,5 13,2
Гамма 39,13 66,5 10,66 18,1 9,6 16,3
Дега 39,13 121,7 11,22 34,9 9,5 29,6
Детер 1 39,00 115,1 10,19 30,1 10,5 31,0
Литературные дан-
ные [3,15] 35-40 10-12 ~ 10
Таблица 3. влияние МБП на содержание и вынос биогенных элементов с урожаем семян, 2014 г.
N P К Са
Сорт содержа- вынос, содержа- вынос, содержа- вынос, содержа- вынос,
ние, % г/м2 ние, % г/м2 ние, % г/м2 ние, % г/м2
NPK
Мановицкий 6,14 11,7 0,82 1,56 1,52 2,89 0,35 0,67
Гамма 6,19 14,7 0,89 2,12 1,57 3,74 0,33 0,79
Дега 6,44 18,0 0,91 2,54 1,50 4,19 0,29 0,81
Детер 1 6,19 15,3 0,96 2,37 1,60 3,95 0,30 0,74
NPK + МБП
Мановицкий 6,09 9,4 0,90 1,40 1,55 2,40 0,25 0,39
Гамма 6,26 10,6 0,95 1,62 1,63 2,77 0,27 0,46
Дега 6,26 19,5 0,84 2,61 1,34 4,17 0,32 1,00
Детер 1 6,24 18,4 0,93 2,74 1,48 4,37 0,37 1,09
Литературные
данные [3,16] 5,60-6,40 0,40-1,13 1,40-2,00 ~ 0,30
(стебле-листовой массе), но и в основной - именно из оболочки семян культуры получают диетическую клетчатку [3]. Кроме того, продукция белого люпина, использование которой предполагается на кормовые цели, должно иметь как можно меньше алкалоидов. Содержание алкалоидов в цельных семенах всех изучаемых сортов не превышало 0,08%, что значительно ниже допустимой величины, которая, согласно [4], для белого люпина кормового назначения должна быть ниже 0,3% сухого вещества.
Изучаемые сорта люпина характеризуются высокой концентрацией протеина. Наибольшее его содержание было характерно для сорта Дега при выращивании по фону NPK без биопрепарата (табл. 2). Положительное влияние МБП на обеспеченность семян люпина белком установлено в варианте с сортом Гамма, в котором содержание сырого протеина от инокуляции посевного материала возросло на 0,44%.
Наибольший сбор протеина с единицы площади на фоне NPK отмечен при выращивании сорта Дега. Обработка семян люпина биопрепаратом способствовала дополнительному росту величины этого показателя у сортов Дега и Детер 1 на 8,4 и 20,4% соответственно, а у сортов Мановицкий и Гамма приводила к его снижению на 19,0 и 27,8%.
Характеризуя кормовые достоинства белого люпина, необходимо отметить, что содержание клетчатки в семенах сортов Гамма и Дега при выращивании на фоне минеральных удобрений на 1,85-3,07% ниже, чем у сорта Мановицкий. В случае использования микробиологического препарата, наоборот, наименьшими величинами этого показателя отличался стандарт. Накопление жира в семенах люпина сортов Дега и Детер 1, выращиваемых на фоне минеральных удобрений, было значительно ниже, чем у стандарта (на 0,8%), однако инокуляция посевного материала биопрепаратом приводила к его повышению. Устойчиво высокий выход
жира с единицы площади на обоих фонах выращивания обеспечил сорт Дега.
Семена люпина высоко обеспечены азотом и фосфором (табл. 3). Удельное содержание калия в них, особенно у сортов Дега и Детер 1 при посеве материалом, обработанным МБП, приближается к минимальному значению [16].
Предпосевная обработка люпина микробиологическим препаратом способствовала дополнительному выносу основных элементов питания урожаем сортов Дега и Детер 1. На сортах Мановицкий и Гамма использование этого приема привело к снижению выноса азота на 20-28%, фосфора - на 10-23%, калия - на 17-26%. Содержание кальция в семенах люпина находилось на уровне значений, отмечаемых в литературе. При использовании МБП вынос этого элемента для сортов Дега и Детер 1 значительно увеличивается - на 23 и 47% соответственно, а для сортов Мановицкий и Гамма - снижается на 41,8%
Результаты анализов и расчеты питательной ценности семян показали высокую обеспеченность переваримым протеином продукции всех изучаемых образцов, но наибольшей она была у сорта Дега на фоне минеральных удобрений (табл. 4). Положительного влияния обработки посевного материала штаммами специфических микроорганизмов на содержание переваримого протеина в опыте не отмечено. Содержание золы в семенах для всех сортов белого люпина было выше отмечаемого в литературе. По концентрации обменной энергии в продукции все изучаемые сорта характеризовались близкими значениями (10,07-10,21 МДж/кг).
выводы. На светло-серых лесных почвах Нижегородской области на умеренном фоне минеральных удобрений сорта белого люпина селекции РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева Гамма, Дега и Детер 1 формируют высокий урожай семян (на 25-47%
Таблица 4. характеристика кормовой ценности семян белого люпина 2014 г.
Сорт Влага, % Переваримый протеин, г/кг Обменная энергия, МДж/кг Кормовые единицы в 1 кг Зола, %
NPK
Мановицкий 5,42 238 10,07 0,99 4,49
Гамма 7,11 240 10,11 0,99 4,69
Дега 7,26 250 10,21 1,00 4,24
Детер 1 5,98 240 10,07 0,99 4,66
NPK + МБП
Мановицкий 6,56 236 10,13 1,00 4,55
Гамма 5,85 243 10,07 0,99 4,57
Дега 6,99 243 10,09 0,99 4,26
Детер 1 5,83 242 10,08 0,99 4,58
Литературные данные
[3,16] 12,1 11,21 3,32
больше сорта-стандарта Мановицкий). Обработка посевного материала биопрепаратом при выращивании люпина на удобренном фоне привела к повышению сбора семян сортов Дега и Детер 1 (до 311 и 295 г/м2, что на 11 и 19% выше, чем на фоне NPK без МБП). На сорте Дега этот прием способствовал также увеличению доли семян в общей сухой надземной фитомассе (с 44 до 46%).
Наибольшее содержание протеина в семенах отмечено у сорта Дега при выращивании на фоне минеральных удобрений. Положительное влияние МБП на обеспеченность семян люпина протеином отмечено на сорте Гамма (увеличение с 38,69 до 39,13%). Предпосевная инокуляция биопрепаратом способствовала повышению сбора протеина с единицы площади только для сортов Детер 1 (на 20,4%) и Дега (на 8,4%). Минимальное в опыте содержание клетчатки отмечено
в семенах сортов Дега и Гамма при выращивании на фоне NPK, предпосевная обработка биопрепаратом привела к росту величины этого показателя у всех изучаемых сортов, за исключением сорта-стандарта Мановицкий. Семена люпина высоко обеспечены азотом и фосфором, однако предпосевная инокуляция биопрепаратом в большинстве наблюдаемых вариантов приводит к снижению удельного содержания основных биогенных элементов. Обработка семян сортов Мановицкий и Гамма биопрепаратом привела к снижению выноса азота на 20-28%, фосфора - на 10-23%, калия - на 17-26%, на сортах Дега и Детер 1 отмечена обратная картина. Содержание золы в семенах всех сортов белого люпина было выше отмечаемого в литературе. По содержанию обменной энергии в продукции изучаемые сорта характеризовались близкими значениями.
Литература.
1. Рост, развитие, урожайность и кормовая ценность сортов белого люпина (Lupinus albus L.) селекции РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева / Г.Г. Гатаулина, Н.В. Медведева, А.Л. Штеле, А.С. Цыгуткин// Известия ТСХА. 2013. № 6. С. 12-30.
2. Белый люпин и другие зернобобовые культуры в кормлении птицы / И.А. Егоров, Е.Н. Андрианова, А.С. Цыгуткин, П.Л. Штеле //Достижения науки и техники АПК. №9. 2010. С. 36-38.
3. Штеле А.Л. Кормовая ценность белого люпина для высокопродуктивной птицы // Белый люпин. №1. 2014. С. 15-21.
4. Гатаулина Г.Г. За белым люпином будущее// Белый люпин. №1. 2014. С. 2-6.
5. Гатаулина Г.Г., Медведева Н.В., Цыгуткин А.С. Особенности роста и развития растений, технологии возделывания нового сорта белого люпина Детер 1 //Достижения науки и техники АПК. 2011. №9. С. 26-28.
6. Новиков М.Н Белый люпин как фактор оптимизации биологизации земледелия в Центральном районе Нечернозёмной зоны // Белый люпин. 2014. №1. С. 12-14.
7. Влияние инокуляции семян, удобрений и регулятора роста на продуктивность люпина белого / В.Н. Наумкин, Л.А. На-умкина, А.А. Муравьев, А.И. Артюхов, М.И. Лукашевич // Земледелие. 2013. № 7. С. 36-38.
8. Пирог А.В. Действие биопрепаратов на урожайность и качество продукции люпина желтого при вирусном инфицировании // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013. № 11 (109). С. 18-22.
9. Гатаулина Г.Г., Медведева Н.В., Цыгуткин А.С. Сорта белого люпина селекции ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева: методические рекомендации. М.: Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, 2010. 24 с.
10. Гатаулина Г.Г., Медведева Н.В., Цыгуткин А.С. Формирование урожая семян белого люпина в условиях Центрального Черноземья // Белый люпин. 2014. №1. С. 7-11.
11. Гатаулина Г.Г., Цыгуткин А.С., Навальнев В.В. Технология возделывания белого люпина. Белгород: Белгородский НИИСХ, 2009. 28 с.
12. Пискунов А.С. Методы агрохимических исследований. М.: «Колос», 2004. 312 с.
13. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. 240 с.
14. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: «Колос», 1985. 357 с.
15. Белопухов С.Л., Цыгуткин А.С., Штеле А.Л. Применение термоанализа для изучения зерна белого люпина //Достижения науки и техники АПК. 2013. №4. С. 56-58.
16. Штеле А.Л. Белый люпин - новый белковый корм для высокопродуктивной птицы // Птицеводство. 2013. № 10. С. 27-33.
study of the possibility of white lupine growing on light gray forest soils
in nizhny novgorod region
V.I. Titova, E.V. Dabakhova, E.O. Titov8
Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, Gagarina prosp., 97, Nizhny Novgorod, 603107, Russia
Summary. In order to assess the influence of fertilizers and microbiological preparation on yield and quality of white lupine produce the experiment was carried out on the vegetation area of the department of agro-chemistry and agro-ecology of State agricultural Academy of Nizhny Novgorod. The test was carried out in 2013-2014 by the microfield trial in four replications. The soil is light gray forest loamy one with humus content 1.25-1.3%, available phosphorus and potassium-79-119 and 126-132 mg/kg, respectively, exchangeable soil acidity is 5.1-5.2, base saturation is 83-84%. The materials for the research were three varieties of white lupine (Gamma, Dega, Deter-1) and standard variety Manovitsky; mineral fertilizers in a dose of N20R52K52; microbial preparation rhizotorfin (Rhizobium lupine). Against the background of mineral fertilizers studied varieties formed a high yield of grain (25-47% higher than the standard). Seed treatment by the biological preparation resulted in increased grain yield of varieties Dega and Deter-1 up to 11 and 19%, respectively. Variety Dega also had increased fraction of grain in total dry above-ground phytomass (from 44 to 46%). The highest protein content in grain was observed in variety Dega (40.25%) when it was grown against the background of NPK without rhizotorfin. The positive impact of rhizotorfin on protein content in grain was observed in variety Gamma (from 38.69 to 39.13%). Inoculation of seeds by the biological preparation enhanced the yield of protein per a unit of area for varieties Deter-1 (by 20.4%) and Dega (by 8.4%). The minimum cellulose content was observed in grain of varieties Dega and Gamma at their cultivation against the background of NPK; the inoculation of seeds by the preparation contributed to the increase in cellulose content in grains (with the exception of standard variety). Lupine grain is highly provided with nitrogen and phosphorus. Seed treatment with the biological preparation reduced the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium, most notably, on varieties Manovitsky and Gamma (by 19-27% for nitrogen, 10-23% for phosphorus and 17-26% for potassium).
Keywords: white lupine, mineral fertilizers, microbiological preparation, yield, crude and digestible protein, cellulose, fat, main nutrients.
Author Details: V.I. Titova, D. Sc. (Agr.), head of department (e-mail: [email protected]); E.V. Dabahova, D. Sc. (Agr.), prorector; E.O. Titova, post-graduate student.
For citation: Titova V.I., Dabahova E.V., Titova E.O. Study of the possibility of white lupine growing on light gray forest soils in Nizhny Novgorod region. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2015. V. 29. No 9. pp. 32-35 (In Russ).
