CC BY
35УДК 664.121:631.10:551.5
Природные и антропогенные факторы, определяющие технологическое качество и урожайность сахарной свёклы в условиях ЦЧР
O.K. БОРОНТОВ, д-р с/х наук (e-mail: vniiss@mail.ru) Л.Н. ПУТИЛИНА, канд. с/х наук (e-mail: lputilina@bk.ru) П.А. КОСЯКИН, канд. с/х наук (e-mail: kosyakinp@mail.ru)
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»
Введение. Урожай и качество корнеплодов сахарной свёклы, а в конечном итоге — выход сахара с тонны сырья и гектара посева зависят от природных условий и агротехники её выращивания, сорта, способов хранения и переработки (последняя категория находится в ведении сахарных заводов) [1, 3, 5—8]. Средние доли зависимости действия различных факторов на урожайность и качественные характеристики сахарной свёклы таковы: погодные условия года — 34—44 %, место выращивания - 17-19 %, сорт - 14-16 % и агротехника - 35-38 % [4, 10].
Поскольку погода относится к неуправляемым факторам, единственной возможностью минимизации неблагоприятного её воздействия на формирование урожая и качества корнеплодов является соблюдение научно обоснованной технологии возделывания исследуемой культуры. Выявить закономерности изменения урожайности и технологического качества сахарной свёклы в зависимости от способа обработки почвы и применения удобрений с учётом метеорологических условий возможно только в длительных стационарных опытах [2, 9]. Это позволит достоверно оценить влияние не только изучаемых агротехнических приёмов, но и изменчивости погодных условий.
В связи с вышеизложенным определение в почвенно-клима-тических условиях ЦЧР степени влияния основных природных и антропогенных факторов и их сочетаний на продуктивность сахарной свёклы и технологическое качество корнеплодов в многолетнем стационарном опыте является актуальным. В работе были поставлены следующие задачи:
а) установить агроклиматический показатель, оказывающий наибольшее влияние на урожайность сахарной свёклы;
б) определить зависимость урожайности культуры от агротехники и условий увлажнения;
в) оценить влияние обработки почвы, удобрений и условий увлажнения на технологическое качество корнеплодов сахарной свёклы.
Условия и методика проведения исследований. Опыты проводились в паровом звене 9-польного севооборота, заложенного в 1985 г. со следующим чередованием культур: чёрный пар, озимая пшеница, сахарная свёкла, ячмень с подсевом клевера, клевер на один укос, озимая пшеница, сахарная свёкла, овёс - горох, кукуруза на зелёный корм. Почва под опытом - чернозём выщелоченный среднемощ-ный тяжелосуглинистый с содержанием гумуса в пахотном слое
5,3-5,7 %, со средним содержанием подвижного фосфора и обменного калия.
Влияние природных и антропогенных факторов на продуктивность и качество сахарной свёклы изучалось с 1987-го по 2016 г. В стационарном опыте возделы-вались районированные сорта и гибриды по общепринятой в ЦЧР агротехнике. Исследования проводили на трёх системах основной обработки почвы: А) отвальная глубокая вспашка под все культуры севооборота, под сахарную свёклу - на глубину 30-32 см по схеме улучшенной зяби; Г) безотвальная (плоскорезная) обработка под все культуры севооборота, под сахарную свёклу - на глубину 30-32 см по схеме улучшенной зяби; Д) комбинированная (от-вально-безотвальная) обработка: вспашка под кукурузу и чёрный пар; плоскорезная обработка под озимую пшеницу по клеверу, ячмень, однолетние травы; под сахарную свёклу - отвальная улучшенная зябь на глубину 30-32 см.
Влияние систем обработки почвы изучалось на двух фонах удобрений:
1) без удобрений (контроль);
2) внесение удобрений под все культуры севооборота, в том числе под сахарную свёклу - ^60Р160К160. Всего ^9Р59К59 и 11 т навоза на 1 га севооборотной площади.
16 САХАР № 5 • 2018
ЩЕЛКОВО Тытип llun IIIIP Для борьбы с широким спектром болезней зерновых, рапса,
I VII jJJI pQIJUj ППГ подсолнечника, сахарной свеклы и гороха
^«У АГРПУ1/1М ■ п ■ ■■■■■ подсолнечника, сахарной свеклы и гороха
АI гидИМ 200г/ппропиконазола + 200г/птебуконазопа 7и//)УЛЬИ0в
россиискии аргумент защиты • г • г >^ * J J^ я * J
Площадь делянки — 110 м2, учётной — 13,5 м2, повторность трёхкратная, размещение делянок систематическое. Наблюдения, учёты и анализы проводились согласно общепринятым методикам.
Результаты исследований и их обсуждение. Анализ многолетних данных показал, что средняя урожайность сахарной свёклы в стационарном опыте варьировала от 19,6 до 48,5 т/га. Наибольший коэффициент корреляции г = 0,73 (сильная зависимость) установлен между урожайностью и коэффициентом увлажнения за два месяца до уборки сахарной свёклы, что дало возможность сгруппировать годы исследований по влиянию данного природного фактора на продуктивность культуры. Корреляция между урожайностью и другими агроклиматическими показателями составила 0,26—0,65.
Годы исследования ранжировали на три группы по коэффициенту увлажнения (Кувл):
♦ I результативная группа (10 лет исследований) — годы с К^ = 0,4 (низкое увлажнение): количество выпавших осадков составило 276 мм, средняя урожайность сахарной свёклы — 24,9 т/га, эффективность удобрений — 50 % (табл. 1);
♦ II результативная группа (11 лет) сформирована при К^ = 0,9 (среднее увлажнение): количество осадков — 320 мм, средняя урожайность культуры — 31,8 т/га, эффективность удобрений снизилась до 41 %;
♦ в III группу были объединены годы (8 лет) с Кувл = 1,5 (высокое увлажнение): количество осадков — 360 мм; урожайность сахарной свёклы — 41,2 т/га, эффективность удобрений — 34 %.
Установлено, что урожайность сахарной свёклы при К = 0,4
увл
за 10 лет исследований в контрольном варианте варьировала от 18,6 до 20,7 т/га, при внесении удобрений — от 27,1 до 32,5 т/га;
при Кувл= 0,9 — соответственно 24,8-27,3 и 35,0-36,1 т/га; при К = 1,5 — соответственно 31,9-37,6
увл
и 43,5—48,5 т/га. В среднем при Кувл= 0,4 урожайность корнеплодов составила 24,9 т/га, с увеличением К до 0,9 она повысилась на
увл
27,7 %, при Кувл = 1,5 — на 65,5 % (см. табл. 1). С повышением увлажнения в контрольном варианте без удобрений при комбинированной обработке почвы отмечена большая прибавка урожая — на 89,8 % (увеличение с 19,6 до 37,2 т/га), меньшая — при отвальной обработке с внесением удобрений (увеличение с 32,5 т/га до 48,5 т/га, или на 49,2 %). При безотвальной обработке урожайность снижалась в среднем на 11 % в сравнении с отвальной и комбинированной.
Выявлено, что чем выше коэффициент увлажнения, тем ниже эффективность удобрений. Так, при отвальной обработке удобрения давали прибавку урожай-
ности при низком увлажнении 11,8 т/га, или 57,0 %; при среднем — 8,8 т/га, или 32,2 %; при высоком — 10,9 т/га, или 29,0 %. Дисперсионный анализ влияния природных и антропогенных факторов на продуктивность сахарной свёклы в стационарном опыте показал, что изменения урожайности корнеплодов на 51 % обусловлены воздействием погодных условий, на 3 % — влиянием основной обработки почвы и на 30 % — применением удобрений. Взаимодействие факторов «погода» и «обработка почвы», «погода» и «удобрения», а также «обработка почвы» и «удобрения» не оказывало существенного влияния на колебания урожайности культуры.
Сахаристость сахарной свёклы, как и урожайность, изменялась по годам исследований и вариантам опыта от 14,8 до 20,2 %. Отмечено, что с увеличением коэффициента увлажнения сахаристость снижалась по всем вариантам
Таблица 1. Урожайность (числитель, т/га) и сахаристость (знаменатель, %) сахарной свёклы в зависимости от условий увлажнения и агротехники (1987—2016 гг.)
Системы Коэффициент увлажнения К J увл Среднее по обработкам 1 4 НСР =-Ь2 НСР05 0,3 Среднее по удобрениям 1,4 НСР НСР05 0,3
обработки удобрений 0,4 0,9 1,5
Отвальная Контроль 20,7 18,3 27.3 17.4 37,6 16,3 33,8 17,1 27,0 17,3
NPK 32,5 18,0 36,1 17,0 48,5 16,0 - 37,6 16,8
Безотвальная Контроль 18,6 17,9 24,8 17,2 31,9 16,2 31,2 17,0 -
NPK 27,1 17,7 35,0 16,9 43,5 15,9 - -
Комбинированная Контроль 19,6 18,2 25,7 17,5 37,2 16,6 33,0 17,2 -
NPK 31,0 18,0 36.0 17.1 48,3 16,1 - -
Среднее по увлажнению НСР05 = М 05 0,4 24,9 18,0 31,8 17,2 41,2 16,2 - -
НСР05 (частных) для обработки 2,5 0,3 для удобрений 2,0 0,3 для увлажнения 2,5 0,3
№ 5 • 2018 САХАР
17
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕГЕТАЦИЕЙ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ: эффективные ХСЗР, [Щ ЩЕЛКОВО
W V^ агрохимикаты, высококачественные семена, полный цикл агросопровождения b^J АГРОХИМ
controlled vegetation system WWW.betaren.rU
опыта. Наибольшая сахаристость (18,3 %) наблюдалась при К^ = 0,4 в варианте с комбинированной обработкой почвы на неудобренном фоне, а наименьшая (15,9 %) — при Кувл = 1,5 с безотвальной обработкой почвы на удобренном фоне. Как показали исследования, внесение удобрений снижало сахаристость при низком увлажнении на 0,2—0,3 абс. %, при среднем и высоком — на 0,3—0,5 абс. %.
Противоположная тенденция наблюдалась по сбору сахара: внесение удобрений способствовало увеличению данного показателя на 22—55 % относительно неудобренного фона, и его значение находилось на уровне 4,8—7,8 т/га. Максимальный сбор сахара был достигнут при высоком увлажнении (К^ = 1,5) в вариантах с отвальной и комбинированной обработкой почвы на удобренном фоне. Наименьшее значение сбора сахара (3,3 т/га) наблюдалось при низком увлажнении и безотвальной обработке почвы на неудобренном фоне (табл. 2).
При увеличении коэффициента увлажнения биологический сбор сахара в среднем по трём обра-
боткам почвы повышался с 4,5 до 6,7 т/га (или на 48,9 %).
Содержание редуцирующих веществ (РВ) при К = 0,9 было
минимальным
и
составляло
0,08-0,14 %, тогда как при Кувл = 0,4 данный показатель повышался в среднем в 3,7 раза, а при К = 1,5 — в 1,6 раза. При безот-
увл
вальной обработке почвы данный показатель увеличивался в среднем на 26 % в сравнении с комбинированной обработкой. При внесении удобрений также отмечено повышение массовой доли РВ.
Содержание кондуктометриче-ской золы в корнеплодах сахарной свёклы при низком увлажнении составляло 0,52—0,57 % (при безотвальной обработке — наибольшее значение), при среднем — 0,60—0,71 %, при высоком — 0,61—0,72 % соответственно. Максимальное значение данного показателя (0,71—0,72 %) отмечено в варианте с комбинированной (при Кувл = 0,9) и отвальной (при К = 1,5) обработкой почвы
увл
на удобренном фоне.
Содержание общего азота в корнеплодах увеличивалось при внесении удобрений, наибольшие
значения данного показателя наблюдались при низком увлажнении.
Чистота очищенного сока при низком увлажнении составила 88,1—90,4 %; при среднем — 91,4—92,9 %; при высоком — 91,2—92,0 %. Внесение удобрений способствовало снижению данного показателя на 0,2—1,6 абс. % относительно неудобренного варианта. Системы обработки почвы существенного влияния не оказали.
От содержания растворимых несахаров, входящих в состав сахарной свёклы и переходящих в диффузионный сок при переработке корнеплодов (РВ, зола, азот), зависят такие показатели, как потери сахара в мелассе, выход сахара и его из-влекаемость.
Потери сахара в мелассе были минимальными: при К = 0,9 со-
увл
ставили 1,8—2,1 %. Достоверных различий между вариантами с разным способом обработки почвы и фоном удобренности не наблюдалось. Наибольшие потери сахара отмечены при Кувл = 0,4, а именно 3,1—4,0 %. Безотвальная обработка почвы и внесение удобрений
Таблица 2. Технологическое качество корнеплодов сахарной свёклы
К увл Системы Биологический сбор сахара, т/га РВ, % Зола, % Азот общий, % Чистота очищенного сока, % Потери сахара в мелассе, % Прогнозируемый выход сахара, % Коэффициент извлечения сахара из свёклы, %
обработки удобрений
0,4 Отвальная 0 3,8 0,32 0,52 0,51 89,5 3,2 14,1 77,0
NPK 5,8 0,43 0,54 0,55 88,7 3,5 13,5 75,0
Безотвальная 0 3,3 0,44 0,57 0,41 88,1 3,8 13,1 73,2
NPK 4,8 0,45 0,57 0,56 89,4 4,0 12,7 71,8
Комбинированная 0 3,6 0,32 0,53 0,54 90,4 3,1 14,1 77,5
NPK 5,6 0,41 0,52 0,58 88,8 3,4 13,6 75,6
0,9 Отвальная 0 4,7 0,09 0,61 0,35 92,9 1,9 14,5 83,3
NPK 6,1 0,10 0,68 0,45 91,4 2,0 14,0 82,4
Безотвальная 0 4,3 0,12 0,60 0,30 92,9 2,0 14,2 82,6
NPK 5,9 0,14 0,64 0,35 92,4 2,1 13,8 81,7
Комбинированная 0 4,5 0,08 0,60 0,32 92,8 1,8 14,7 84,0
NPK 6,2 0,10 0,71 0,37 91,5 1,9 14,2 83,0
1,5 Отвальная 0 6,1 0,16 0,67 0,28 91,9 2,3 13,0 79,8
NPK 7,8 0,18 0,72 0,30 91,6 2,5 12,5 78,1
Безотвальная 0 5,2 0,17 0,61 0,33 91,4 2,6 12,6 77,8
NPK 6,9 0,19 0,69 0,35 91,2 2,8 12,1 76,1
Комбинированная 0 6,2 0,14 0,62 0,29 92,0 2,3 13,3 80,1
NPK 7,8 0,15 0,69 0,31 91,5 2,5 12,6 78,2
18 САХАР № 5 • 2018
ЩЕЛКОВО TiJTllll fllin IIIIP Для борьбы с широким спектром болезней зерновых, рапса,
I VII jJJI pQIJUj ППГ подсолнечника, сахарной свеклы и гороха
^«У АГРПУ1/1М ■ п ■ ■■■■■ подсолнечника, сахарной свеклы и гороха
АI гидИМ 200г/ппропиконазола + 200г/птебуконазопа 7и//)УЛЬИ0в
россиискии аргумент защиты • г • г >^ * ^J Jл я * J
увеличивали данный показатель до 0,6 абс. % в сравнении с другими вариантами при низком увлажнении.
Наибольший выход сахара (14,7 %) и лучшая его извлекае-мость (84,0 %) наблюдались при среднем увлажнении в варианте с комбинированной обработкой почвы без удобрений. Следует отметить, что выход сахара и коэффициент его извлечения имели более низкие значения в варианте с безотвальной обработкой почвы на удобренном фоне независимо от коэффициента увлажнения.
Заключение. Таким образом, в результате многолетних исследований в стационарном опыте:
1) установлена сильная корреляционная зависимость (г = 0,73) между урожайностью сахарной свёклы и коэффициентом увлажнения за два месяца до уборки;
2) максимальная урожайность корнеплодов обеспечивалась в условиях высокого коэффициента увлажнения в августе — сентябре при отвальной и комбинированной обработке почвы в севообороте, в том числе под сахарную свёклу — улучшенная отвальная зябь на глубину 30—32 см с применением удобрений ^60Р160К160: 48,3—48,5 т/га. Возможно, это связано с улучшением режима влажности и повышения содержания питательных элементов в чернозёме выщелоченном, что повышает эффективность использования элементов питания растениями сахарной свёклы;
3) лучшие показатели технологического качества свекловичного сырья (чистота очищенного сока 92,8—93,0 %, потери сахара в мелассе 1,8—1,9 %, выход сахара 14,5—14,7 % и коэффициент его извлечения 83,3—84,0 %) отмечены при отвальной и комбинированной обработке почвы на неудобренном фоне в условиях среднего увлажнения К^ = 0,9;
4) при внесении удобрений наблюдалось ухудшение качества сырья, однако при высоком коэффициенте увлажнения К^ = 1,5 в вариантах с отвальной и комбинированной обработкой почвы установлен наибольший биологический сбор сахара — 7,8 т/га.
Список литературы
1. Вострухин, Н.П. Сахарная свёкла / Н.П. Вострухин // Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по земледелию, Опытная научная станция по сахарной свёкле. — Минск, 2011. — 366 с.
2. Дьяков, Д.А. Влияние метеорологических условий, основной обработки почвы и удобрений на продуктивность сахарной свёклы в ЦЧР / Д.А. Дьяков // Автореф. дис. ... канд. с/х наук: 06.01.01. — Рамонь, 2017. — 26 с.
3. Дьяков, Д.А. Влияние питательного режима, погодных условий и агротехники на продуктивность сахарной свёклы / Д.А. Дьяков [и др.] // Сахарная свёкла. — 2015. — № 10. — С. 33—36.
4. Лазарев, В.И. Влияние основных природных и антропогенных факторов на режимы и свойства типичного чернозёма, уровень урожайности и качество продукции полевых культур в условиях лесостепи ЦЧЗ / В.И. Лазарев // Автореф. дис. ... д-ра с/х наук: 06.01.01. — Курск, 1996. — 45 с.
5. Никитин, В.В. Влияние агроген-ных и природных факторов на урожайность и качество корнеплодов сахар-
ной свёклы на чернозёме типичном /
B.В. Никитин [и др.] // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. — 2015. — № 2 (6). — С. 69—79.
6. Путилина, Л.Н. Продуктивность и технологическое качество сахарной свёклы в зависимости от применения полихелатных микроудобрений и фона удобренности / Л.Н. Путилина [и др.] // Сахарная свёкла. — 2017. — № 5. —
C. 14—20.
7. Турусов, В.И. Качество продукции при различных приёмах основной обработки почвы / В.И. Турусов [и др.] // Земледелие. — 2012. — № 6. — С. 34—36.
8. Черкасов, Г.Н. Влияние погодных условий и минеральных удобрений на плодородие почвы и урожайность сахарной свёклы в Центральном Черноземье России / Г.Н. Черкасов [и др.] // Интенсификация, ресурсосбережение и охрана почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия: сб. докладов Международной научно-практической конференции. — Курск : ГНУ ВНИИЗиЗПЭ, 2008. — С. 401—405.
9. Шаповалов, Н.К. Влияние основной обработки и удобрений на плодородие почвы и продуктивность пропашных культур в длительных стационарных опытах / Н.К. Шаповалов [и др.] // Сахарная свёкла. — 2007. — № 6. — С. 16—18.
10. Шпаар, Д. Сахарная свёкла (выращивание, уборка, хранение) / Д. Шпа-ар [и др.]: под общ. ред. Д. Шпаара. — М. : ИД ООО АГРОДЕЛО», 2006. — 315 с.
Аннотация. В статье представлен анализ экспериментальных данных, полученных за длительный период исследований, что позволяет оценить влияние метеорологических условий в комплексе с агротехническими приёмами (обработкой почвы и применением удобрений) на урожайность и технологическое качество корнеплодов сахарной свёклы в ЦЧР. Лучшие технологические качества корнеплодов отмечены при среднем увлажнении на неудобренном фоне в вариантах с комбинированной и отвальной обработкой почвы в севообороте. С внесением удобрений качество сырья ухудшалось. При коэффициенте увлажнения 1,5 наблюдалось увеличение урожайности сахарной свёклы и, как следствие, повышение биологического сбора сахара. Ключевые слова: сахарная свёкла, обработка почвы, удобрения, метеорологические условия, урожайность, технологическое качество корнеплодов. Summary. In the paper, analysis of the experimental data obtained for a long period of studies is presented that allowed estimating influence of weather conditions in combination with agricultural methods (soil tillage and application of fertilizers) on yield and technological quality of sugar beet roots of the Central Black-Earth Region. The best technological qualities of beet roots were noted with medium moisture level and unfertilized background in variants with combined and moldboard tillage in a crop rotation. When applying fertilizers, quality of raw materials worsened. When moisture index was 1.5, increase of sugar beet yield and, as a consequence, of biological sugar yield was observed.
Keywords: sugar beet, tillage, fertilizers, weather conditions, yield, technological quality of beet roots.
№ 5 • 2018 САХАР
19
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕГЕТАЦИЕЙ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ: эффективные ХСЗР, [3] ЩЕЛКОВО
W V^ агрохимикаты, высококачественные семена, полный цикл агросопровождения b^J АГРОХИМ
controlled vegetation system WWW.betaren.rU
