CC BY
56
УДК 631.82
ОПЫТ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ
12 2 1
' О.А. Макаров, д.б.н., А.А. Степанов, к.б.н., Н.Ф. Черкашина, к.б.н., 1О.А. Чистова, 1Н.Н. Панина
1 Учебно-опытный почвенно-экологический центр МГУ им. М.В. Ломоносова 2Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, e-mail: [email protected]
Выявлено статистически достоверное позитивное воздействие гуминовых препаратов на урожайность и качество картофеля сортов Брянская новинка и Санте на дерново-подзолистой окультуренной почве Солнечногорского района Московской области. Недостаточная отзывчивость картофеля исследуемых сортов на применение гумата калия Экстра на основе бурого угля и гумата калия ЭкоОрганика на основе торфа на некоторых опытных делянках связана с незначительным количеством вариантов опыта, в которых бы варьировались и способы, и дозы внесения препаратов. При этом, существенный эффект дает гумат калия Экстра.
Ключевые слова: гуматы, дерново-подзолистая окультуренная почва, достоверность различий, урожайность картофеля.
EXPERIENCE OF THE ASSESSMENT OF INFLUENCE OF HUMIC PREPARATIONS ON PRODUCTIVITY AND QUALITY OF POTATOES
1,2Dr. Sci. O.A. Makarov, 2PhD. A.A. Stepanov, lPhD. N.F. Cherkashina, 1O.A. Chistova, 1N.N. Panina
1 Educational-Experimental Soil-Ecological Center, Lomonosov Moscow State University 2Faculty of Soil Science of Lomonosov Moscow State University, e-mail: [email protected]
A statistically significant positive effect of humic substances influence on the yield and quality of potato varieties Bryanskaya novinka and Santa at soddy-podzolic cultivated soil in Solnechnogorsk district of Moscow region is established. Lack of responsiveness of potato varieties to application of potassium humate Extra based on brown coal and potassium humate EcoOrganic peat-based on some experimental plots associated with insignificant quantity of the experiment variants, in which both ways (doses and methods of preparations application would vary. At the same time, a significant effect gives humate potassium Extra.
Keywords: humates, soddy-podzolic cultivated soil, reliability of distinctions, productivity ofpotatoes.
Интенсивное применение удобрений и пестицидов, с одной стороны, позволило решить продовольственную проблему за счет роста урожайности сельскохозяйственных культур, с другой, - привело к ухудшению состояния окружающей среды. Поэтому необходимо разрабатывать приемы, позволяющие оптимизировать дозы удобрений и пестицидов, не уменьшая при этом урожайности культур, а наоборот, повышая ее, в том числе за счет увеличения коэффициента полезного действия минеральных удобрений [1-3]. К числу таких приемов относится применение гуминовых препаратов -уникальных природных соединений, за сотни и тысячи лет сформировавшихся в почвах, торфах, каменном угле, донных отложениях и др. Это сложные природные соединения, способные положительно влиять на рост и развитие растений. Промышленные гуминовые препараты, производимые различными коммерческими организациями из природного сырья, уже доказали свою эффективность и высокую положительную отзывчивость
почв и растений на их применение [4-6]. Гумино-вые препараты или гуматы не являются удобрениями в буквальном смысле, поскольку содержание элементов питания в них невелико. Скорее это природные биологически активные вещества, которые в оптимальных дозах стимулируют прорастание семян, улучшают дыхание и питание растений, уменьшают поступление в растения тяжелых металлов и радионуклидов и в конечном итоге увеличивают урожайность [7-10].
При рассмотрении физиологического и стимулирующего действия природных гуминовых кислот на высшие растения С.С. Драгунов [11] отмечает пять возможных и различных случаев их воздействия на растения: гормональное воздействие; улучшение проникновения минеральных питательных элементов через корни растений; проникновение тех же минеральных элементов в виде гуминоминеральных соединений; активное участие в окислительно-восстановительных процессах растительной клетки; предварительное ферментативное расщепление с
образованием стимулирующих соединений. Однако в отечественных и зарубежных работах по теоретическим основам механизма физиологического действия гуматов в системе «почва - растения» до сих пор нет единого исчерпывающего ответа [12-15].
Цель исследований - оценка влияния гумата калия Экстра (произведен на основе бурого угля) и гу-мата калия ЭкоОрганика (произведен на основе торфа) на урожайность картофеля (сорт Брянская новинка и Санте) при сохранении минеральной подкормки.
Объекты и методы исследования. Полевые опыты проводили в Солнечногорском районе Московской области на территории Учебно-опытного почвенно-экологического центра МГУ имени М.В. Ломоносова, расположенном вдоль Ленинградского шоссе в 43 км от Москвы в верховьях реки Клязьмы. Поле, на котором заложены опытные и контрольные делянки, имеет площадь 0,75 га; его поверхность ровная, без западин и «блюдец», со слабым склоном на юго-запад. Начиная с 1950 г., здесь осуществляется четырехпольный севооборот с ротацией культур (викоовсяная смесь - яровая пшеница - картофель - ячмень). В течение всего указанного времени все агротехнические мероприятия на севооборотном участке осуществляли одинаково, схема внесения минеральных удобрений - К90Р120К120.
Почва опытного поля дерново-подзолистая окультуренная среднесуглинистая на покровных суглинках, подстилаемых красно-бурой суглинистой мореной, имеет следующую характеристику: рНКС1 5,8; Нг 2,10 мг-экв/100 г почвы; гумус, 6,0%; К20 490 мг/кг почвы; Р205 434 мг/кг почвы; сумма обменных оснований 25,21 мг-экв/100 г почвы.
В течение 2012-2013 гг. изучали эффективность воздействия гуминовых препаратов Экстра и Эко-Органика [16] на урожайность и некоторые показатели качества картофеля отечественного (Брянская новинка) и зарубежного (Санте) сортов.
Гумат калия Экстра - порошок черного цвета, легко растворимый в воде, произведен на основе бурого угля, предназначен для стартового питания растений и снижения стрессового воздействия гербицидов, а также от воздействия повышенных концентраций солей на растения (рН 0,01% раствора составляет 8,9-9,3). Гумат калия ЭкоОрганика -жидкость, выделенная из торфа, удобрения на основе гуминовых кислот, предназначено для предпосевной обработки семян, корневой и некорневой обработки зерновых, овощных, кормовых, плодово-ягодных, цветочно-декоративных культур (рН 4-5% раствора составляет 7,5-10,0).
На опытном поле были разбиты делянки площадью 5 х 0,7 м = 3,5 м2 в 2012 г. и 4 х 0,7 м = 2,8 м2 в 2013 г. В 2012 г. для каждого сорта картофеля и вида гуминового препарата количество опытных делянок (повторность) составляло 5, количество контрольных - 3, в 2013 г. количество делянок было равным
и составляло 3. Картофель высаживали в борозды на расстоянии между кустами 33 см. Уход за посадками картофеля для данной зоны возделывания включал 2 довсходовых, 2 послевсходовых боронования и одно окучивание перед смыканием ботвы.
Концентрация исходного раствора гуматов составляла 50 г/л, «рабочего раствора» - 1 г/л (получали разведением 0,2 л исходного раствора гуматов водой до объема в 10 л). Клубни картофеля погружали в «рабочий раствор» гуматов на 12-15 часов, затем (без высушивания) высаживали в почву. Бензиновым опрыскивателем Stihl SR 450 (Германия) проводили 2-кратную обработку картофеля «рабочим раствором» гуматов (концентрация 1 г/л) в фазе появления 5-7 листьев и в фазе бутонизации. Доза опрыскивания составляла 300 л/га, обрабатывали как лицевую, так и оборотную стороны листьев, после обработки происходило незначительное сте-кание капель гуматов с листьев картофеля. Кроме того, проводили фенологические наблюдения за наступлением следующих фаз развития растений: всходы, бутонизация, цветение и отмирание ботвы. Началом соответствующей фазы считалось наступление ее у 10% растений, а полная фаза - наступление у 75% растений. Количество учетных кустов на каждой делянке составляло 30 шт. Учет и структуру урожая клубней картофеля проводили с каждой делянки, определяя массу каждой фракции (клубни массой менее 30 г, массой 30-80 г, массой более 80 г). Полученные результаты пересчитали на общую урожайность картофеля (ц/га). Полевые деляноч-ные испытания препаратов гуминовых веществ осуществляли в соответствии с существующими методиками [17, 18]. В убранном картофеле по общепринятым методикам определяли содержание крахмала (весовым методом) и сухих веществ [19]. Статистическую обработку результатов проводили в программах MS Excel 2010, Statistica (версия 6.0). При этом достоверность различий между опытом и контролем по показателям урожайности картофеля и содержания сухого вещества и крахмала в клубнях оценивали при помощи t-критерия (распределение Стьюдента) [20].
Результаты и обсуждение. Результаты измерения урожайности, содержания сухого вещества и крахмала в клубнях картофеля представленные в таблицах 1 и 2, свидетельствуют о достаточно высокой вариабельности изучаемых показателей (особенно, урожайности). В тоже время уровень полученных значений достаточно типичен для земледельческого района (южно-таежная подзона, северная часть Московской области). При этом урожайность картофеля сорта Санте несколько выше, чем у сорта Брянская новинка.
Оценка эффективности применения гуминовых препаратов показывает статистически достоверное увеличение урожайности сорта Брянская новинка в
2012 г. при применении препаратов Экстра и Эко-Органика и увеличение урожайности сорта Санте в 2012 г. при применении препарата Экстра (табл. 3). Этот факт согласуется с ранее проведенными исследованиями по сравнительному действию нетрадиционных органических удобрений (БИОУД-1, Гумистим) на фоне минеральных удобрений на урожайность и качественные показатели картофеля [21, 22]. Изучение отзывчивости картофеля сортов Санте, Удача, Брянский деликатес и Дарковичский на применение указанных жидких органических
удобрений позволило установить сокращение фенологических фаз развития растений в среднем на 2-5 дней, увеличение семенной фракции картофеля и мощности корневой системы. Наиболее восприимчивыми к применению органических удобрений оказались сорта Санте и Брянский деликатес, урожайность которых повысилась на 30-50%. Внесение исследуемых органических удобрений положительно влияло на увеличение содержание крахмала сорта Брянский деликатес и Дарковичский: их крахмалистость увеличилась на 0,16-1,1%.
1. Статистические характеристики урожайности и показателей качества картофеля сортов
Брянская новинка и Санте в 2012 г.
Характери- Контроль Гуминовый препарат Экстра Гуминовый препарат ЭкоОрганика
стика урожай- содержа- содержание урожай- содержа- содержание урожай- содержа- содержание
жай- ние крах- сухого ве- жай- ние крах- сухого ве- ность, ц/га ние крах- сухого веще-
ность, мала, % щества, % ность, мала, % щества, % мала, % ства, %
ц/га ц/га
Объем выборки (количество делянок) 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
Минимальное 217,4 11,69 17,44 240,8 11,69 17,44 280,0 12,44 18,19
значение 233,7 11,94 17,70 293,4 13,16 18,91 273,7 11,69 17,44
Максимальное 262,8 12,93 18,68 366,5 12,18 17,93 348,4 12,93 18,68
значение 287,4 13,16 18,91 429,8 13,42 19,17 330,8 13,91 19,66
Среднее арифметическое значение 239,2 269,5 12,43 12,75 18,18 18,58 313,9 349,7 11,94 13,21 17,69 18,96 304,7 306,0 12,68 12,58 18,43 18,33
Медиана 237,4 12,67 18,42 325,5 11,94 17,70 294,9 12,76 18,42
287,4 13,16 18,91 353,5 13,16 18,91 300,6 12,44 18,19
Дисперсия 517,70 0,43 0,43 2320,45 0,03 0,03 683,60 0,06 0,06
961,23 0,50 0,50 3227,65 0,01 0,01 520,18 0,69 0,69
Стандартное 22,75 0,65 0,65 48,17 0,17 0,17 26,15 0,25 0,25
отклонение 31,00 0,70 0,70 56,81 0,12 0,12 22,81 0,83 0,83
Примечание. Числитель - сорт Брянская новинка; знаменатель - сорт Санте.
Характеристика Контроль Гуминовый препарат Экстра Гуминовый препарат ЭкоОрганика
урожай-жай-ность, ц/га содержание крахмала, % содержание сухого вещества, % урожай-жай-ность, ц/га содержание крахмала, % содержание сухого вещества, % урожайность, ц/га содержание крахмала, % содержание сухого вещества, %
Объем выборки (количество делянок) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Минимальное значение 213,3 228,8 14,17 11,45 19,92 17,20 233,7 200,0 13,42 13,16 19,17 18,92 183,9 191,7 13,42 12,93 19,17 18,68
Максимальное значение 287,9 358,6 14,92 13,42 20,67 19,17 306,3 238,1 13,91 13,42 19,66 19,17 325,2 251,7 14,92 15,43 20,67 21,18
Среднее арифметическое значение 248,0 272,9 14,58 12,44 20,33 18,19 258,5 215,8 13,66 13,25 19,41 19,00 253,3 215,6 14.17 14.18 19.92 19.93
Медиана 242,8 231,4 14,66 12,44 20,41 18,19 235,4 209,4 13,65 13,16 19,40 18,96 25,09 203,3 14,17 14,17 19,92 19,92
Дисперсия 1411,57 0,15 0,97 0,15 0,97 1716,74 0,06 0,02 0,06 0,02 4995,86 0,56 1,56 0,56 1,56
5505,77 293,94 1012,85
Стандартное отклонение 37,57 74,20 0,38 0,99 0,38 0,99 41,43 19,85 0,25 0,15 0,25 0,13 70,68 31,83 0,75 1,25 0,75 1,25
2. Статистические характеристики урожайности и показателей качества картофеля сортов
Брянская новинка и Санте в 2013 г.
3. Значимость различий показателей урожайности и качества клубней картофеля опытных и контрольных делянок (по результатам расчета ^критерия, уровень зна-
Показатель Гуминовые препараты
Экстра ЭкоОрганика
«Брянская новинка», 2012 г.
Урожайность 1 + +
Содержание крахмала
Содержание сухого вещества
«Санте», 2012 г,
Урожайность
Содержание крахмала
Содержание сухого вещества _«Брянская нови
Урожайность
Содержание крахмала
Содержание сухого вещества
«Санте», 2013 г,
Урожайность
Содержание крахмала
Содержание сухого вещества
Примечание:
различие статистически достоверно (значение
[-критерия выше табличной величины критических значений статистики Стьюдента);
различие статистически не достоверно (значе-
ние [-критерия ниже табличной величины критических значений статистики Стьюдента);
+ значение показателя на опытных делянках выше, чем на контрольных;
значение показателя на опытных делянках ниже, чем на контрольных._
В тоже время, необходимо отметить, что однозначное положительное воздействие гуминовых препаратов Экстра и ЭкоОрганика на урожайность
и показатели качества наблюдалось далеко не во всех случаях. Увеличение урожайности, содержания крахмала и сухого вещества в клубнях нередко было статистически недостоверным, а иногда, как в случае с показателями качества картофеля сорта Брянская новинка в 2013 г., происходило существенное ухудшение этих показателей. Данный факт объясняется значительным количеством сопутствующих реальному полевому опыту факторов (в первую очередь, климатических). Кроме того, в исследованиях гуматы применяли в дозах, рекомендованных производителями для соответствующих операций, а не испытывали различные количества препаратов для конкретных испытуемых сортов. Способы применения гуматов также не варьировали (использовали только один вариант - предварительное замачивание клубней и двукратную обработку по вегетации). В проведенных исследованиях, к сожалению, фактически применена методология «тестирования черного ящика», при которой не используется знание о внутреннем устройстве тестируемого объекта, так как механизмы воздействия гуминовых препаратов на картофель не изучали.
Таким образом, полученные результаты показывают, что гумат калия Экстра на основе бурого угля и гумат калия ЭкоОрганика на основе торфа способствуют повышению урожайности картофеля сортов Брянская новинка и Санте. При этом, существенный эффект дает гумат калия Экстра. В целом, необходимо отметить, что изучение механизмов воздействия нетрадиционных органических удобрений (в частности, гуматов) на рост и развитие различных сельскохозяйственных культур представляет научно-практический интерес современной агрономии.
Литература
1. Родэ В.В., Аляутдинова Р.Х., Екатеринина Л.Н., Рыжков О.Г., Мотовилова Л.В. Стимуляторы роста растений из бурых углей / Гуминовые вещества в биосфере. - М.: Наука, 1993. - С. 162-166.
2. Piccolo A.; Celano G.; Pietramellara G. Effects of fractions of coal-derived humic substances on seed germination and growth of seedlings (Lactuca sativa and Lycopersicum esculentum) // Biol. Fertil. Soils, 1993, Vol. 16, № 1. - P. 11-15.
3. Van de Venter H.A., Furter M., Dekker J., and Cronje I.J. Stimulation of seedling root growth by coal-derived sodium humate // Plant and Soil, 1991, V. 138. - P. 17-21.
4. Азанова-Вафина Ф.Г. Экологические аспекты получения и применения комплексных удобрений гумусовой природы на основе местных ресурсов / Эколого-экономические и агротехнические аспекты земледелия. - Пенза, 1999. - С. 73-76.
5. Безуглова О.С.; Шевченко И.Д. Влияние углегуминовых удобрений на гумусное состояние чернозема обыкновенного карбонатного / Тезисы докладов II съезда Докучаевского общества почвоведов. - СПб., 1996; Кн. 1. - С. 147-148.
6. Berkowitz N., Chakrabartty K., Cook F.D. and Fujikawa J.I. On the agrobiological activity of oxidatively ammoniated coal // Soil Science, 1970, v. 110. - P. 211-217.
7. Козюкина Ж.Т., Клинцаре А.А. Действие препаратов эпифитной микрофлоры и растворов гумата натрия на углеводный обмен растений, произрастающих на почвах коксохимического завода // Интродукция и экспериментальная экология растений, 1985. - С. 40-44.
8. Noble A.D., Randall P.J. and James T.R. Evaluation of two coal-derived organic products in ameliorating surface and subsurface soil acidity // Europ. J. Soil Sci., V. 46, 1995. - P. 65-75.
9. Sladky Z. The effect of extracted humus substances on growth of tomato plants // Biol. Plant, 1959, V. 1. - P. 142-150.
10. Vaughan D., McDonald J.R. Effects of humic acid on protein synthesis and ion uptake in beet discs // J. Exp. Bot., 1971, V. 22. - P. 400-410.
11. Драгунов С.С. Химическая характеристика гуминовых кислот и их физиологическая активность / Гуминовые удобрения, теория и практика их применения. - Киев: Урожай, 1980, т. VII. - С. 5-21.
12. Lee Y.S., Bartlett R.J. Stimulation of plant growth by humic substances // Soil Sci. Soc. Am. J., 1976, V. 40. - P. 876879.
13. Patti A.F., Verheyen T.V., Douglas L. and Wang X. Nitrohumic acids from Victorian brown coal // The Science of the Total Environment, 1992, V. 113. - P. 49-65.
14. Perminova I.V., Kovalevsky D.V., Yashchenko N.Yu. et al. Humic substances as natural detoxicants / Humic substances and organic matter in soil and water environments: characterization, transformation and interactions / Eds.: C.E. Clapp, M.H.B. Hayes, N. Senesi, S.M. Griffith. - St. Paul, MN, USA, 1996. - P. 399-406.
15. Poapst P.A., Schnitzer M. Fulvic acid and adventitious root formation // Soil Biol. Biochem., 1971, V. 3. - P. 215-219.
16. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. - М.: Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, 2013.
17. Методика исследований по культуре картофеля / ред. кол. Н.С. Бацанов и др. НИИ картофельного хозяйства. -М., 1967. - 256 с.
18. Методика физиолого-биохимических исследований картофеля. - М.: Госагропром НЗ РСФСР, 1989. - 149 с.
19. Майсурян Н.А. Практикум по растениеводству, изд-е 6-е. - М.: Колос, 1970. - 440 с.
20. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. Учебник / Науч. ред. Ю.Н. Благовещенский, изд-е 3-е, испр. и доп. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. - 328 с.
21. Балабко П.Н., Головков А.М., Черкашина Н.Ф., Хуснетдинова Т.И., Карпова Д.В., Батурина Л.К. Значение гу-мата и «БИОУД-1» в технологии выращивания картофеля на дерново-подзолистой почве // Проблемы агрохимии и экологии, 2010, № 2. - C. 44-49.
22. Балабко П.Н., Хуснетдинова Т.И., Головков А.М., Черкашина Н.Ф. Влияние нетрадиционных органических удобрений на урожай картофеля // Защита картофеля, 2014, № 1. - С. 35-36.
ИТОГИ КОНКУРСА «АГРОХИМИК ГОДА» по работам, опубликованным в журнале «Агрохимический вестник» в 2015 г.
1. Номинация «Специалисты агрохимической службы»:
- И.Б. Нода, директор ФГБУ «САС «Ивановская» за статью «Результаты агроэкологи-ческого мониторинга на реперных участках Ивановской области» (в соавторстве с А.П. Иванчуком), опубликованную в № 2.
- Ю.Н. Денисов, директор ФГБУ «Челябинскагрохимрадиология» за статью «Состояние плодородия почв Челябинской области», опубликованную в № 2.
2. Номинация «Ученые, работающие в области агрохимии, почвоведения и экологии» - И.В. Русакова, зам. директора ФГБНУ ВНИИ органических удобрений и торфа за статью «Влияние соломы зерновых и зернобобовых культур на содержание углерода, агрохимические свойства и баланс элементов питания в дерново-подзолистых почвах», опубликованную в № 6, а также за статью «Эффективность использования соломы и пожнивного сидерата под люпин» (соавтор Н.П. Шабардина), опубликованную в № 3.
3. Номинация «Автор года» - С.П. Торшин, зав. кафедрой агрономической и биологической химии, радиологии и БЖД РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева за статью к 150-летию Д.Н. Прянишникова, опубликованную в № 6.
4. В номинации «За вклад в развитие агрохимической службы» - В.И. Панасин, директор ФГБУ «ЦАС «Калининградский» за статью «Динамика содержания подвижных форм фосфора в почвах агроэкосистем Калининградской области», опубликованную в № 1 и за статью «Агрохимические аспекты распространения меди в почвах агроландшафтов Калининградской области», опубликованную в № 2, а также в связи с 50-летием работы руководителем агрохимической службы Калининградской области.
Редакционная коллегия журнала «Агрохимический вестник» поздравляет лауреатов и желает дальнейших успехов!
