CC BY
21
УДК 633.14:633.324:631.8
урожайность и качество зерна озимой ржи в зависимости от длительного применения органических и минеральных удобрений
И.Н. БЕЛОУС1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
В.Б. КОРЕНЕВ2, кандидат сельскохозяйственных наук, директор
Л.П. ХАРКЕВИЧ1, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Л.А. ВОРОБЬЕВА2, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник
1Брянский государственный аграрный университет, ул. Советская, 2а., с. Кокино, Выгоничский район, Брянская обл., 243365, Россия Е-таИ: bgsha@bgsha.com
2Новозыбковская сельскохозяйственная опытная станция ВНИИ люпина, Опытная станция, 6, Новозыб-ков, Брянская обл., 243020, Россия Е-таИ: ngsos-vniia@yandex.ru
Резюме. В условиях юго-запада Брянской области России поставлен опыт по изучению совместного действия минеральных и органических удобрений на урожайность и качество зерна озимой ржи в условиях радиоактивно загрязненных почв. Увеличение уровня внесения минеральных удобрений способствовало достоверному росту урожайности зерна озимой ржи (до 1,04 т/га) и повышало содержание аминокислот в продукции культуры. Совместное применение органических и минеральных удобрений увеличило урожайность зерна до 2,2 раз, по отношению к контролю, и содержание аминокислот до 73,0 г/кг (в варианте навоз 20 т + N90Р60К90), при этом накопление макроэлементов в продукции практически не зависело от изучаемых в опыте систем удобрения, изменчивость величины этого показателя находилась на уровне 0-0,02%. Удельная активность зерна озимой ржи в контрольном варианте в среднем за годы исследований не превышала норматива и составила 58 Бк/кг. Внесение органических удобрений в дополнение к N90Р60К90 способствовало статистически достоверному снижению содержания 137Сэ (30 Бк/кг при НСР05 равном 6), по сравнению с вариантом с минеральными удобрениями. Ключевые слова: озимая рожь, урожайность, сераделла, аминокислоты, макроэлементы, 137Сэ.
Для цитирования: Урожайность и качество зерна озимой ржи в зависимости от длительного применения органических и минеральных удобрений/ И.Н. Белоус, В.Б. Коренев, Л.П. Харкевич, Л.А. Воробьева //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 7. С. 71-73.
Результаты множества исследований показывают, что без систематического применения органических и минеральных удобрений невозможно воспроизводство плодородия почв и, как следствие, получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур [1-5].
В последние годы в сельском хозяйстве наблюдается снижение естественного плодородия почвы и увеличение темпов регрессии агроэкосистем. Причины такой ситуации - преобладание выноса питательных веществ из почвы над их возвратом и минерализации органического вещества над гумусообразованием. Для улучшения показателей почвенного плодородия необходимо применение органических (навоза, соломы, компостов) и минеральных удобрений в достаточных количествах.
Получение продукции растениеводства, содержащей минимальное количество радионуклидов и соответствующей требованиям радиологических
нормативов - одна из основных задач ведения агропромышленного производства на радиоактивно загрязненной территории. Внесение органических и минеральных удобрений, использование сидератов способствует улучшению обеспеченности почвы элементами минерального питания и, как следствие, снижению транслокации 137Cs [6-9].
Цель исследований - изучить действие сочетания органических и минеральных удобрений в севообороте на урожайность и качество зерна озимой ржи.
Условия, материалы и методы. Изучение влияния систем удобрения на урожайность и качество зерна озимой ржи проводили в 2003-2012 гг. в длительном стационарном опыте на Новозыбковской опытной станции.Чередование культур в севообороте: люпин на удобрение, озимая рожь, картофель, овес, сераделла, озимая рожь, люпин на зерно, ячмень. В опыте использовали следующие виды удобрений: подстилочный навоз КРС, аммиачная селитра, простой суперфосфат, хлористый калий, сидерат (культура сераделла). Фосфорные и калийные удобрения в дозе К30 и навоз в дозе 20 т/га вносили осенью. Азотные и оставшуюся часть калийных удобрений - весной в подкормку. Отаву сераделлы запахивали на удобрение полностью, в среднем - 60-100 ц/га биомассы.
Климат зоны умеренно-континентальный. Среднегодовая температура воздуха составляет +6,6 0С. Продолжительность безморозного периода в среднем 152 дн., сумма активных температур - 2078 0С. Осадков в среднем за год выпадает 582,6 мм, за вегетационный период (май-сентябрь) - 316 мм с максимумом в июле - 80 мм.
Почва опытного участка дерново-подзолистая песчаная со следующими показателями плодородия: рН - 4,4-4,7; Р2О5 - 172-267; К2О - 320-630 мг/кг почвы (по Масловой); гумус - 1,15-1,59%.
Повторность опыта трехкратная. Общая площадь делянок 246,5 м2, учетная - 156 м2. Учет урожайности зерна озимой ржи осуществляли методом сплошной уборки. Полевые и лабораторно-аналитические исследования выполняли в соответствии с общепринятыми методиками [10]. Математическую обработку данных урожайности и качества зерна проводили дисперсионным методом по Б.А. Доспехову с использованием программы Statistica.
Результаты и обсуждение. В условиях низкого естественного плодородия дерново-подзолистых песчаных почв урожайность зерна озимой ржи в варианте без применения удобрений составила 0,85 т/га (табл. 1).
Таблица 1. Урожайность зерна озимой ржи в зависимости от системы удобрения (средняя за 2003-2012 гг.), т/га
Вариант
Контроль N Р К
90 60 90
Навоз 20 т + ^оРЛ Навоз 20 т + N9^ К Навоз 20 т + ^оРХо
НСР05
\УрожайностЬ Прибавка~
0,85 1,28 1,50 1,71 1,89 0,16
0,43 0,65 0,86 1,04
Таблица 2. Содержание аминокислот в зерне озимой ржи в зависимости от системы удобрения
(среднее за 2003-2012 гг.), г/кг
Аминокислота Контроль N Р К 9и 60 90 Навоз + ЫбРб0Кб0 Навоз + N Р К 9и 60 90 Навоз + N Р К 120 90 120
Незаменимые
Валин 5,3 4,5 4,6 4,7 4,6
Лейцин+изолейцин 10,5 10,7 10,9 11,6 11,4
Лизин 3,8 3,7 3,9 4,1 3,9
Метионин 1,3 1,5 1,9 1,5 1,8
Треонин 4,1 4,6 4,8 4,9 5,0
Триптофан 1,1 1,2 1,3 1,3 1,5
Фенилаланин 4,7 5,1 5,3 5,2 5,6
Остальные
Глицин 4,1 4,3 4,5 4,6 4,6
Аланин 4,7 4,9 4,8 4,8 4,8
Серин 5,0 5,4 5,6 5,5 5,4
Пролин 12,2 13,2 13,4 14,4 13,3
Гистидин 2,3 2,0 2,3 2,0 2,5
Тирозин 2,7 2,5 2,6 2,9 2,7
Аргинин 5,0 5,9 5,9 5,5 5,6
Общая сумма аминокислот 66,8 69,5 71,8 73,0 72,7
Сумма незаменимых 30,8 31,3 32,7 33,3 33,8
Минеральная система удобрений в сочетании с запашкой отавы сераделлы повышала урожайность в 1,5 раза. Совместное применение органических и минеральных удобрений существенно увеличивало сбор зерна, по отношению к контролю, от 1,8 до 2,2 раз. Наращивание уровня внесения минеральных удобрений способствовало формированию достоверной прибавки (НСР05=0,16) урожая.
Основной показатель качества белка - аминокислотный состав и количество незаменимых аминокислот. Внесение удобрений оказывает влияние на содержание аминокислот в зерне озимой ржи [11-13]. Из 14 изученных аминокислот 45-47% от общей суммы было представлено незаменимыми аминокислотами (табл. 2).
Содержание аминокислот в зерне озимой ржи зависело от условий минерального питания, улучшение которых способствовало росту, как общего их количества, так и концентрации незаменимых аминокислот. Самая высокая величина этого показателя отмечена в варианте навоз 20 т + ^0Р60К90 - 73,0 г/кг. Большое количество свободных аминокислот (53-55% от общей суммы) обусловлено значительным содержанием пролина (1820%) в составе аминокислотного комплекса.
Количество макроэлементов в зерне озимой ржи практически не зависело от изучаемых в опыте систем удобрения (табл. 3). При этом отмечена довольно высокая концентрация фосфора (1,37-1,39%) и калия (0,70-0,72%). Четкой закономерности в изменении по вариантам содержания кальция, магния и натрия также не установлено. Содержание кальция в опыте варьировало в пределах 0,14-0,16% (табл. 3), магния -0,12-0,13%, натрия - 0,04%.
Самая высокая концентрация 137Cs в зерне озимой ржи во все годы исследований отмечена в контроле, самая низкая - в варианте с наибольшим внесением
калия (табл. 4). Удельная активность зерна озимой ржи зависела также от величины урожая. Оптимизация параметров почвенного плодородия в результате внесения удобрений способствовала повышению сбора продукции, вследствие чего благодаря биологическому разбавлению поступление радионуклида в зерно уменьшалось. Такое положение косвенно подтверждают результаты нашего эксперимента. В 2004 г. в опыте была отмечена самая низкая урожайность за весь период исследований и, как следствие, наблюдалось наибольшее содержание 137Cs в зерне озимой ржи. При самой высокой урожайности за годы эксперимента в 2009 г. (в 2 раза выше, чем в 2004 г.) отмечена самая низкая удельная активность зерна (от 3 до 10 раз меньше, чем в 2004 г., в зависимости от системы удобрений).
Таблица 3. Содержание макроэлементов в зерне озимой ржи в зависимости от системы удобрения (среднее за 2003-2012 гг.), %
Вариант 1 Р К са Мд №
Контроль 1 38 0 70 0, 14 0, 12 0 04
Навоз + М90р60К90 Навоз + 1\160Р К 1 ,37 0 70 0, 14 0, 12 0 04
1 ,38 0 71 0, 15 0, 12 0 04
1 ,38 0 70 0, 16 0, 13 0 04
НаВ°з + Ч20 Р90 К120 НСР05 1 ,39 0 72 0, 15 0, 13 0 04
0 02 0 01 0, 03 0, 03 0 01
По результатам исследований установлено, что удельная активность зерна озимой ржи в контрольном варианте в среднем за годы исследований не превышала норматив и составляла 58 Бк/кг (табл. 3). В остальных вариантах содержание радионуклида в основной продукции было значительно ниже нормы. По отношению к контролю, удельная активность зерна уменьшалась в зависимости от уровня удобренности в
Таблица 4. Содержание 137^ в зерне озимой ржи в зависимости от систем удобрения
Вариант 2004 г. 2009 г. Среднее за 2003-2012 гг.
урожайность, т/га содержание 137Сэ, Бк/кг урожайность, т/га содержание 137Сэ, Бк/кг содержание 137 Сэ, Бк/кг снижение к контролю
Контроль 0,73 102 1,12 32 58 -МРК 0,80 82 1,82 10 39 -19 Навоз + И60Р60К60 1,32 51 1,91 7 34 -24 Навоз + М90Р60К9° 1,26 65 2,50 6 30 -38 Навоз + М120Р90К120 1,28 49 2,96 8 26 -32 НСР05 6
1,5-2,2 раза. Внесение 20 т/га навоза в дополнение к ^0Р60К90 способствовало статистически достоверному снижению содержания 137Cs до 30 Бк/кг, по сравнению с применением только минеральных удобрений. Таким образом, внесение полного минерального удобрения в сочетании с навозом способствовало снижению накопления радионуклидов в основной продукции, что подтверждает результаты ранее проведенных исследований [14-17].
Выводы. Совместное применение органических и минеральных удобрений увеличивало урожайность зерна озимой ржи до 2,2 раз, по отношению к контролю, и содержание аминокислот до 73,0 г/кг (в варианте навоз 20 т + ^0Р60К90). Накопление макроэлементов в продукции практически не зависело от
изучаемых в опыте систем удобрения, изменчивость величины этого показателя находилась на уровне 0-0,02%.
Наиболее эффективной системой удобрения при возделывании озимой ржи в условиях дерново-подзолистых песчаных почв на фоне заделки сидера-та оказалось совместное применение минеральных (^20Р90К120) и органических удобрений, использование которых обеспечило прибавку урожая на уровне 1,04 т/га.
Накопление 13^ в зерне озимой ржи в контрольном варианте в среднем за годы исследований не превышало норматива и составляло 58 Бк/кг. Улучшение условий питания растений приводило к снижению величины этого показателя до 26 Бк/кг.
Литература.
1. КрутскихЛ. П., Луценко Р. Н. Продуктивность зернопаропропашного севооборота и плодородие чернозема под влиянием удобрений // Земледелие. 2013. №6. С. 11-12.
2. Павлюченко А.У., Гоиднева О.В., Пискарева Л.А. Плодородие почвы и продуктивность ячменя под воздействием удобрений в кормовом севообороте // Земледелие. 2014. №7. С. 18-20.
3. Таланов И.П., Хусаинов Р.Р. Формирование урожая и качества зерна озимой ржи в зависимости от приемов основной обработки и фонов питания в условиях серой лесной почвы Республики Татарстан // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2013. Т. 8. № 1 (27). С. 125-128.
4. Химический состав пахотного слоя дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почвы при длительном применении удобрений / И.Ш. Фатыхов, Н.А. Бусоргина, Г.П. Дзюин, А.Г. Дзюин// Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2014. Т. 9. № 4 (34). С. 107-110
5. Эффективность использования пашни в зависимости от сочетания удобрений в севооборотах / А.С. Акименко, И.В. Дудкин, Ю.Б. Логачев, Т.А. Дудкина //Земледелие. 2013. №2. С. 10-12.
6. Белоус Н.М., Драганская М.Г. Пути повышения эффективности удобрений на дерново-подзолистой песчаной почве в условиях радиоактивного загрязнения // Бюллетень ВИУА. № 114 «60 лет Географической сети опытов с удобрениями». М.: Изд-во ВИУА, 2001. С. 61-62.
7. Белоус Н.М., Мерзлая Г.Е., Смирнов М.О. Способы снижения поступления радионуклидов в растения на загрязненных почвах// Плодородие. 2006. № 4 (31). С. 33-34.
8. Влияние технологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур на накопление 137Cs в урожае / Т.Л. Жигарева, А.Н. Ратников, Р.М. Алексахин, Г.И. Попова, К.В. Петров, Н.М. Белоус, А.Т. Куриленко // Агрохимия. 2003. № 10. С. 67-74.
9. Драганская М.Г., Чаплыгина В.В., Белоус Н.М. Роль органических удобрений в снижении накопления 137Cs в растениях // Плодородие. 2005. № 4 (25). С. 37-38.
10. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. М., 2001. 512 с.
11. Ториков В.Е., Мельникова О.В., Проничев В.В. Влияние минерального питания на урожайность и содержание аминокислот в зерне озимой тритикале и озимой ржи // Вестник Баш ГАУ. 2014. № 2. С. 35-38.
12. Малявко Г.П., Белоус Н.М., Шаповалов В.Ф.Агрохимическое обоснование технологий возделывания озимой ржи на юго-западе России. Брянск: Брянская ГСХА, 2010. 247 с.
13. Белоус Н. М. Эффективность мероприятий по реабилитации радиоактивно загрязненных дерново -подзолистых песчаных почв // Бюллетень ВИУА. № 115 «60 лет Географической сети опытов с удобрениями». М.: Изд-во ВИУА, 2001. С. 13-14.
14. Экологические и агротехнические основы производства зерна в условиях радиоактивного загрязнения / Н.М. Белоус, Ф.В. Моисеенко, Н.Г. Тулина, А.Т. Куриленко, М.Г. Драганская, В.Ф. Шаповалов, М.А. Духанин//Агрохимический вестник. 1998. № 4. С. 27-29.
15. Белоус И.Н., Харкевич Л.П., Адамко В.Н. Влияние систем удобрения на урожай и качество зерна озимой ржи //Агрохимический вестник. 2014. № 1. С. 38-40.
16. Эффективность окультуривания дерново-подзолистых почв в земледелии на радиоактивно загрязненных территориях /А.Н. Ратников, Т.Л. Жигарева, К.В. Петров, Г.И. Попова, Н.М. Белоус, В.Ф. Шаповалов, Ф.В. Моисеенко//Бюллетень ВИУА. № 114 «60 лет Географической сети опытов с удобрениями». М.: Изд-во ВИУА, 2001. С. 151-152.
17. Белоус И. Н., Малявко Г. П. Производство зерна озимой ржи на радиоактивно загрязненных почвах //Достижения науки и техники АПК. 2011. № 4. С. 43-46.
PRODUCTIVITY AND GRAIN QUALITY OF WINTER RYE DEPENDING ON PROLONGED USE
OF ORGANIC AND MINERAL FERTILIZERS
I.N. Belous1, V.B. Korenev2, L.P. Harkevich1, L.A. Vorobeva2
'Bryansk state agricultural university, Sovetskaya St. 2a., Kokino, Vygonichsky area, Bryansk region, 243365, Russia 2Novozybkov Agricultural Experimental Station of Russian Research Institute of Lupine, Experimental Station, 6, Novozybkov, Bryansk region, 243020, Russia
Summary. Under conditions of the southwest of Bryansk region of Russia the experiment on combined effect of mineral and organic fertilizers on productivity and quality of grain of winter rye under conditions of radioactive contaminated soils was carried out. The increase in the application of mineral fertilizers promoted reliable growth of grain productivity of winter rye up to 1.04 t/ha and raised the content of amino acids in winter rye grain. Combined application of organic and mineral fertilizers increased productivity of grain 2.2 times, in comparison with the control, and the content of amino acids grew to 73.0 g/kg (in the test variant 20 t of manure + N90P60K90). The accumulation of macronutrient elements in production practically did not depend on the studied systems of fertilization. The variability of this indicator was within 0-0.02%. Specific activity of winter rye grain in control variant on the average over years of the study did not exceed the standard and was 58 Bq/kg. Application of organic fertilizers in addition to N90P60K90 promoted statistically reliable decrease in the content of 137Cs (30 Bq/kg with LSD05 equal to 6), in comparison with the variant with mineral fertilizers. Keywords: winter rye, productivity, serradella, amino acids, macronutrient elements, 137Cs.
Author Details: I.N. Belous, Cand. Sc. (Agr.), Assoc. Prof. (e-mail: bgsha@bgsha.com); V.B. Korenev, Cand. Sc. (Agr.), Director; L.P. Harkevich, Dr. Sc. (Agr.), Prof.; L.A. Vorobeva, Cand. Sc. (Agr.), Researcher.
For citation: Belous I.N., Korenev V.B., Harkevich L.P., Vorobeva L.A. Productivity and grain quality of winter rye depending on prolonged use of organic and mineral fertilizers. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. V. 29. № 7. pp. 71-73 (In Russ).
