CC BY
100
УДК 631.8: 635.112
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ СВЕКЛЫ СТОЛОВОЙ (BETA VULGARIS L.) ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УДОБРЕНИЙ
Гаплаев магомед Шиблуевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры "Овощеводство"1
Надежкин Сергей михайлович, доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией применения агрохимических средств2
1ФГБОУ ВПО «Чеченский Государственный университет»
364097 г. Грозный, ул. Шерипова, д. 32 2ФГБНУ ВНИИССОК
143080, пос. ВНИИССОК, Одинцовский р-н, Московская обл., ул. Селекционная, д. 14 е-mail: nadeas@vandex.ru
ключевые слова: Свекла столовая, зеленое удобрение, перегной, опилки, цеолит, плодородие почвы, фотосинтез, урожайность.
Использование зеленого удобрения и мульчирование всходов местными органическими материалами и цеолитсодержащими глинами способствуют улучшению пищевого режима и агрофизических свойств чернозема выщелоченного. Это способствует интенсификации физиолого-биохимических процессов, происходящих в растениях свеклы столовой, и обеспечивает повышение урожайности на 14,9-34,9% массы корнеплодов на 11,8-16,3 г и выхода стандартной продукции на 3,1-7,2%. При этом выявлено улучшение биохимических и санитарно-гигиенических показателей качества корнеплодов.
Введение
В условиях дефицита производственных ресурсов, недостатка традиционно применяемых органических удобрений для сохранения потенциального плодородия почв, повышения их продуктивности и создания благоприятных условий фитосанитарного состояния растений целесообразно в качестве органических удобрений использовать сидераты и нетоварную часть урожая сельскохозяйственных культур [1-5].
На черноземе выщелоченном РСО-Алания при комплексном использовании соломы, азотных удобрений и сидерата происходило снижение плотности пахотного слоя почвы на 9-11% и повышение ее воздухоемкости на 11-13%. При этом доля агрономически ценных агрегатов увеличивалась на 17,3% [6].
Внесение в паровом поле минеральных удобрений, соломы, сидерата и извести положительно влияло в последействии на повышение урожайности корнеплодов сахарной свеклы на 14% и сбор сахара на 15% [7].
Природные цеолиты благодаря своим биологически активным функциям, наличию макро- и микроэлементов могут выпол-
нять роль регуляторов усвоения растениями питательных веществ, предотвращать накопление нитратов и пестицидов в растениеводческой продукции [8-9]. Так, в условиях ЦЧЗ при внесении цеолитов минимальное количество нитратов в корнеплодах сахарной свеклы (57 мг/кг) отмечалось в варианте, где вносили природные цеолиты и калий, тогда как в контроле содержание нитратов варьировало от 80 до 87 мг/кг [10].
В Липецкой области при выращивании сахарной свеклы максимальная прибавка урожайности (12,1 и 11,1 т/га) получена при внесении под сахарную свеклу соответственно^20Р120К120 + 5 т/га цеолитов и N90P90K90 + 5 т/га цеолитов. При изучении разных доз цеолитов (от 5 до 25 т/га с шагом 5 т/га) самая высокая продуктивность сахарной свеклы отмечена при внесении под зябь 20 т цеолитов - с 1 га получили в среднем 31,7 т корнеплодов, или на 8,2 т больше, чем в контроле. Удерживая влагу в почве, цеолиты создают более благоприятные условия для усвоения элементов минерального питания [9].
В условиях РСО-Алания применение агроруд (ирлитов) совместно с навозом при
возделывании картофеля в степной, лесостепной и горной зонах Северного Кавказа позволяет повысить урожай клубней на 28-86 ц/га, а также улучшить качество и товарность продукции благодаря высокому синергизму и пролонгирующего действия цеолитоподобной глины [11].
Цель работы - изучить влияние сиде-рата и мульчирующих материалов в виде древесных опилок, перегноя и цеолитов бентонитового типа Ирлит и Заманкул на рост, развитие и динамику формирования корнеплодов свеклы столовой.
Объекты и методы исследований
Схема опыта: 1 - Без удобрения (контроль), 2 - Сидерат (донник белый однолетний), 3 - Сидерат + мульчирование всходов опилками, 4 - Сидерат + мульчирование всходов перегноем, 5 - Сидерат + мульчирование всходов Ирлитом, 6 - Сидерат + мульчирование всходов Заманкулом. В качестве фона на всех вариантах использовались минеральные удобрения в норме N Р К .
Выращивали сорт столовой свеклы Бордо 237,густота стояния растений 285 тыс. растений/га. Исследования проводились в предгорной зоне республики (ГУП Госхоз «Орджоникидзевский»).Почва опытного участка - чернозем выщелоченный с близкой к нейтральной реакцией среды -рНкс|6,0-6.2. Содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое 4,2-4,3%, щелочногидролизуемого азота по Корнфильду 80-110 мг/кг почвы, подвижного фосфора по Труогу 4048 и обменного калия по Бровкиной 280-300
мг/кг почвы.
В качестве сидерата использовали донник белый однолетний. Мульчирование всходов проводили через 4-5 дней после появления массовых всходов. Расход мульчи составлял: при использовании опилок - 6 т/га, перегноя - 15 т/га, цеолитов - 6т/га. К мульчированию всходов приступали через 4-5 дней после массовых всходов.
Результаты и исследований
Использование на зеленое удобрение донника белого однолетнего позволило, в среднем за три года, обеспечить поступление в почву 39,1 т/га биомассы, в том числе 6,83 т/га сухого вещества. Суммарное поступление биогенных элементов за три года исследований составляло: азота - 263+22 кг/га, фосфора - 75+11 и калия 269+32 кг/ га.При этом 91% азота, 33 фосфора и 82% калия поступало в почву с надземной биомассой. При использовании мульчирующих материалов в почву дополнительно поступало 12-38 кг/га азота, 4-24 фосфора и 3- 352 кг/га калия. Вместе с тем следует отметить, что калий в ставе цеолитов практически не принимал участия в изменении калийного режима из-за заделки в поверхностный слой почвы и непродолжительного срока взаимодействия с ППК.
Динамика минерального азота, представленного суммой нитратов и обменного аммония, характеризовалась следующими особенностями.В среднем за годы исследований от периода посева до третьей пары листьев количество Nмин. возрастало
Таблица 1
Динамика минерального азота при использовании зеленого удобрения и мульчировании посевов, среднее за 2008-2010 годы, мг/кг почвы
Вариант Период отбора проб
1 2 3 4 5 6
Контроль 12,7 26,5 22,9 14,5 7,6 16,8
Сидерат 15,5 32,8 27,0 18,6 9,6 20,7
Сидерат + опилки 15,5 30,4 25,5 16,7 8,5 19,3
Сидерат + перегной 15,4 36,0 29,8 21,1 11,4 22,7
Сидерат + Ирлит 15,6 33,9 27,8 19,2 10,1 21,3
Сидерат + Заманкул 15,6 33,9 28,1 19,4 10,1 21,4
НСР05 1,9 2,1 2,0 1,9 1,1 1,5
Примечание: 1 - посев, 2 - 3 листа, 3 - пучковая спелость, 4 - интенсивный рост кор-
неплода, 5 - уборка, 6 - среднее за вегетацию.
с 12,7-15,6 до 26,5-36,0 мг/кг почвы, а в дальнейшем, к периоду уборки свеклы оно постепенно снижалось до 7,6-11,4 мг/кг (табл. 1).
В среднем за период вегетации содержание минерального азота возрастало под влиянием зеленого удобрения на 4,1мг/кг почвы. Наибольшего значения этот показатель достигал при внесении перегноя на фоне зеленого удобрения - 22,7мг/кг почвы, что на 35,1% выше, чем на контроль-номварианте.
В условиях полевого опыта, в среднем за три года исследований, содержание подвижного фосфора характеризовалось наибольшим количеством в период пучковой зрелости (43,5-48,0 мг/кг почвы), наименьшим (38,0-40,9мг/кг) - в период посева. Динамика этого показателя обусловлена, на наш взгляд, как снижением интенсивности процессов мобилизации органических форм фосфора во второй половине вегетации, так и потреблением его на образование урожая.
Под влиянием зеленого удобрения, в среднем за вегетацию, оно возрастало на 2,4 мг/кг почвы, а использование органических материалов и агроруд вызывало дальнейшую тенденцию роста на 1,0-1,8 мг/кг почвы. По годам исследований выявленные тенденции в изменении содержания Р2О5 в основном были однотипными.
В среднем за годы исследований содержание обменного калия, как и других форм элементов питания, также носило сезонный характер.
При этом наибольшее его количество характерно для периода пучковой спелости корнеплодов, наименьшее - для периода посева свеклы столовой. Амплитуда изменений обменного калия за период вегетации не превышала 4-10%. Под действием удобрений количество К2О возрастало незначительно (на 7-13 мг/кг почвы). Использование органических удобрений и мульчирующих материалов не оказывало существенного влияния на данный показатель плодородия почвы.
Черноземные почвы имеют чаще всего благоприятные для растений физические свойства, однако структура пахотного слоя в значительной степени распылена, поэтому требуется проводить мероприятия, направ-
ленные на улучшение структуры почвы (посев многолетних трав, внесение органических удобрений и др.).
В наших исследованиях под влиянием сидерата плотность пахотного слоя, за счет оструктуривания, в среднем за три года исследований, снижалась на 0,07 г/см3, а при добавлении мульчирующих материалов совместно с сидерацией - на 0,09-0,12 г/см3. При этом, за счет улучшения порового пространства возрастала и общая пористость пахотного слоя почвы с 44,56 до 47,3-48,6%.
Улучшение агрофизических свойств и пищевого режима чернозема выщелоченного обеспечивало более интенсивное прохождение физиолого-биохимических процессов у свеклы столовой. При этом площадь листовой поверхностивозрастала, в среднем за годы исследований, с 27,8 до 32,1-33,6 тыс. м2/га.
Фотосинтетический потенциал (ФП) столовой свеклы возрастает в процессе роста и развития растений. В период всходы - начало формирования корнеплодов ФП в контроле составлял 129 тыс. м2 х сут/га, от начала формирования продуктовых органов до их технической спелости - 420 тыс. м2 х сут/га, а при использовании сидерата и мульчировании посевов - соответственно 149-170 и 566-610 тыс. м2х сут/га. При этом наиболее высокий ФП отмечали при совмещении сидерата и мульчирования перегноем и природными цеолитами в виде Ирлита и Заманкула.
Под влиянием зеленого удобрения урожайность корнеплодов возрастала в зависимости от погодных условий в периоды проведения исследований на 3,6-5,4 т/га (в среднем за три года - на 4,7 т/га или на 14,9%) (табл. 2). Под влиянием мульчирования всходов опилками и перегноем на фоне сидерата прирост урожайности достигал 6,211,1 т/га (19,6-35,2% к контролю). Использование для мульчирования природных цеолитсодержащих глин Ирлит и Заманкул обеспечивало примерно одинаковую прибавку урожайности - 34,9-34,2% к контролю. Такое превышение продуктивности культуры произошло за счет улучшения пищевого режима почвы и ее агрофизических свойств,ускорения темпов роста и развития растений, а также лучшей фотосинтетической деятельности свеклы в
Таблица 2
Урожайность и качество корнеплодов столовой свеклы при использовании сидерата и
мульчировании всходов, сред нее за 2008-2010 гг.
Вариант Урожайность, т/га Выход стандартной продукции, % Содержание в корнеплодах:
сухого вещества, % общего сахара, % витамина С, мг % нитратов, мг/кг
Контроль 31,5 84,1 16,2 11,3 15,0 815
Сидерат 36,2 87,2 17,3 12,2 16,0 776
Сидерат + опилки 37,7 88,7 17,7 12,6 16,3 771
Сидерат + перегной 42,6 91,3 18,3 13,2 17,0 765
Сидерат + Ирлит 42,5 90,8 18,0 13,1 16,8 753
Сидерат + Заманкул 42,3 91,0 18,1 13,1 16,7 753
НСР05 3,4 - 0,9 0,8 1,0 38
Примечание: 1 - посев, 2 - 3 листа, 3 - пучковая спелость, 4 - интенсивный рост корнеплода, 5 - уборка, 6 - среднее за вегетацию.
содержание N-N03, мг/кг почвы
а
содержание N-NH4, мг/кг почвы
б
рис. 1 - Зависимость урожайности (у) корнеплодов свеклы столовой (среднее за 20082010 годы) от содержания (х) нитратного азота, среднее за вегетацию; г - аммонийного азо-
та, среднее за вегетацию
посевах, что подтверждают результаты математической обработки экспериментальных данных.
О'атистическая обработка экспериментального материала позволила установить, что между содержанием нитратного азота и обменного аммония и урожайностью свеклы столовой существуют адекватные зависимости, описываемые полиномиальными уравнениями второй степени (рис. 1).
Решение уравнений и их графическая интерпретация позволили установить, что
повышение содержания N-NO3 на 1,0 мг/кг почвы, в среднем за вегетацию, обеспечивает рост урожайности корнеплодов на 2,3-2,6т/га, а рост N на 0,5 мг/кг почвы обеспечивает рост продуктивности свеклы на 3,5-4,0т/га.
а: y = -25,3 + 10,4x - 0,385x2r2 = 0,785 б: y = 79,3 - 13,4x + 0,897x2r2 = 0,891 Следует отметить, что в наших исследованиях получен довольно высокий для корнеплодных растений выход стандартной
(товарной) продукции - 87,2-91,3%, причем под влиянием сидерата и мульчирования товарность возрастала на 3,1-6,9%.
Использование зеленого удобрения и мульчирование посевов оказывали положительное влияние на биохимический состав корнеплодов столовой свеклы. Содержание сухого вещества и сахаров на контроле составило 16,2% и 11,3%, а под влиянием сидерата и мульчированияорганическими удобрениями возросло до 17,3-18,3 и 12,213,2% соответственно. Несколько меньше эти показатели были при мульчировании цеолитсодержащими глинами. Накопление витамина С в корнеплодах под влиянием сидерации и мульчирования посевов возрастало с 15,0 до 16,0-17,0 мг%. Отмечено также существенное снижение содержания нитратов в продукции - до 776-753 мг/ кг сырой массы при 815 мг/кг на контроле (ПДК=1500).
Выводы
Использование зеленого удобрения и мульчирование всходов местными органическими материалами и природными цеолитсодержащими глинами способствуют улучшению пищевого режима чернозема выщелоченного, что проявляется в росте содержания нитратного и суммы минерального азота, подвижного фосфора и оптимизации агрофизических свойств почвы. Это вызывает интенсификацию физиолого-биохимических процессов, происходящих в растения свеклы столовой. В конечном итоге это обеспечивает повышение урожайности свеклы на 4,7-11,1 т/га, массы корнеплодов на 11,8-16,3 г и выхода стандартной продукции на 3,1-7,2%. При этом наблюдается улучшение биохимических и санитарно-гигиенических показателей качества корнеплодов.
Библиографический список
1. Юмашев, Н.П. Приемы повышения эффективности удобрений на черноземных почвах Центрально-Чернозёмной Зоны: ав-тореф. дис. ... д-ра сельскохозяйственных наук / Н.П. Юмашев. - М., 2011. - 42 с.
2. Лебедева, Т.Б. Трансформация растительного вещества и гумусное состояние
чернозема выщелоченного при использовании удобрений и известкования / Т.Б. Лебедева, С.М. Надежкин, М.В. Арефьева // Агрохимия. - 2006.- № 11 - С. 18-25.
3. Плодородие почвы и зеленое удобрение / Т.Б.Лебедева, С.М.Надежкин, А.Ф. Ковлягин [и др.]; под ред. Т.Б.Лебедевой, С.М. Надежкина. - Пенза.: Полиграфист, 1997. - 129 с.
4. Зеленое удобрение на черноземах лесостепи Правобережья Среднего Поволжья / Т.Б.Лебедева, С.М.Надежкин, Е.В.Надежкина, Ю.В.Корягин // Агрохимия. - 1998. - № 3. - С. 38-44.
5. Литвинов, С.С. Научные основы современного овощеводства / С.С.Литвинов. -М.:РАСХН, 2008. - 776с.
6. Доева, Л.Ю. Влияние биомелиорантов и удобрений на плодородие выщелоченного чернозема и продуктивность картофеля в лесостепной зоне РСО-Алания: автореф. дис. ... кандидата сельскохозяйственных наук / Л.Ю. Доева. - Владикавказ, 2006 - 29 с.
7. Байков, Р.Р. Формирование урожая сахарной свеклы в зависимости от способов основной обработки почвы, удобрений и гербицидов на черноземе выщелоченном в условиях южной лесостепи Башкортостана: автореф. дис. . канд. сельскохозяйственых наук / Р.Р. Байков. - Уфа, 2009. - 19 с.
8. Куликова, А.Х. Эффективность высококремнистых пород и минеральных удобрений при возделывании сахарной свеклы в условиях Среднего Поволжья / А.Х, Куликова, И.А. Тойгильдина // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2009. - № 1.- С. 8-18.
9. Сладких, А.Ф. Природное питание и урожайность / А.Ф. Сладких // Сахарная свекла. - 2000. - № 7. - С. 15-16.
10. Колягин, Ю.С. Динамика накопления нитратов / Ю.С. Колягин // Сахарная свекла. - 2001. - № 1. - С. 21-22.
11. Басиев, С.С. Разработка элементов сортовой технологии возделывания картофеля в условиях вертикальной зональности Северного Кавказа: автореф. дис. . д-ра сельскохозяйственных наук / С.С. Басиев. -Владикавказ, 2008 - 46 с.
