CC BY
30
УДК 633.879:633.11 DOI 10.24412/2311-6447-2021-1-145-151
Влияние различных норм внесения органического удобрения - барда мелассная на почву и продуктивность
зерна озимой пшеницы
Influence of different rates of application of organic fertilizer-Molasses Bard on the soil and productivity of winter wheat grain
Доцент E.B. Пальчиков (ORCID 0000-0002-4992-703X), доцент И.Н. Мацнев (ORCID 0000-0002-4650-1391), профессор З.Н. Тарова
(ORCID 0000-0002-3277-8496),
(Мичуринский государственный аграрный университет) кафедра агрохимии, почвоведения и агроэкологии, тел. 8-960-661-54-78 E-mail: [email protected]
доцент Н.В. Картечина (ORCID 0000-0001-6318-8395), (Мичуринский государственный аграрный университет) кафедра математики, физики и информационных технологий,тел. 8-915-874-47-65 E-mail: [email protected]
инженер С.И. Струкова (ORCID 0000-0003-2332-6364) (ООО «Биохим») тел. 8-960-661-54-78 E-mail: [email protected]
Associate Professor E.V. Palchikov, Associate Professor I.N. Matsnev, Professor Z.N. Tarova,
(Michurinsk State Agrarian University) chair of Agrochemistry, Soil Science and Agroecology,
tel. 8-960-661-54-78
E-mail: [email protected]
Associate Professor N.V. Kartechina, (Michurinsk State Agrarian University) chair of Mathematics, Physics and Information Technologies, tel. 8-915-874-47-65 E-mail: [email protected] Engineer S.I. Strukova (Ltd «Biohim») tel. 8-960-661-54-78 E-mail: [email protected]
Реферат. В России ежегодно в виде отходов спиртового производства образуется около 10 млн м3 барды, основная масса которой вследствие низкой востребованности поступает в открытые агроэкосистемы и представляет серьезную угрозу для окружающей среды. Поэтому в связи со сложившимися условиями наиболее рациональный путь утилизации барды - это применение ее в качестве жидкого органического удобрения. Поиск и использование нетрадиционных удобрений особенно актуален в настоящее время в связи с дороговизной минеральных удобрений и отсутствием применения органических удобрений на большей части территории Тамбовской области. К настоящему времени исследований в данном направлении проведено недостаточно, что определяет необходимость дальнейшего изучения влияния использования барды на продуктивность, качество продукции сельскохозяйственных культур и агрохимическую характеристику почвы. Следует отметить, что одним из ключевых моментов является определение оптимальных доз и сроков внесения барды. Цель исследования - оценить эффективность внесения различных норм органического удобрения - барды мелассной и ее влияние на продуктивность зерна озимой пшеницы. В условиях Тамбовской области на выщелоченных черноземах применение органического удобрения барды мелассной в дозе 12-18 т/га позволяет обеспечить прибавку урожая озимой пшеницы на 30,8-36,7 %. Исследуемое органическое удобрение - барда мелассная (свидетельство о регистрации № 2169 от 09.04.2019г.) содержит в своем составе полный комплекс основных элементов питания и небольшое количества микроэлементов, что способствует увеличению клейковины озимой пшеницы на 2,3 %. Внесение мелассной барды как органического удобрения в оптимальной дозе не снижает показатели плодородия почвы.
© Е.В. Пальчиков, И.Н. Мацнев, З.Н. Тарова, Н.В. Картечина, С.И. Струкова, 2021
Summary. In Russia, about 10 million m3 of bard is generated annually in the form of alcohol production waste, the bulk of which, due to low demand, enters open agroecosystems and poses a serious threat to the environment. Therefore, due to the current conditions, the most rational way to dispose of barda is to use it as a liquid organic fertilizer. The search for and use of non-traditional fertilizers is particularly relevant at the present time due to the high cost of mineral fertilizers and the lack of use of organic fertilizers in most of the territory of the Tambov region. To date, not enough research has been conducted in this direction, which determines the need for further study of the impact of the use of barda on the productivity, quality of agricultural crops and agrochemical characteristics of the soil. It should be noted that one of the key points is to determine the optimal doses and timing of application of barda. The aim of the study is to evaluate the effectiveness of applying various norms of organic fertilizer-molasses bards and its impact on the productivity of winter wheat grain. In the conditions of the Tambov region on leached chernozems, the use of organic fertilizer barda molassnaya at a dose of 12-18 t/ha allows for an increase in the yield of winter wheat-by 30,8-36,7 %. The investigated organic fertilizer-Molasses bard (certificate of registration № 2169 of 09.04.2019) contains a full complex of basic nutrition elements and a small amount of trace elements, which contributes to an increase in winter wheat gluten by 2,3 %. The introduction of molasses bard as an organic fertilizer in the optimal dose does not reduce soil fertility.
Ключевые слова: мелассная барда, органическое удобрение, озимая пшеница, урожайность, плодородие почвы, химический состав.
Keywords: molasses bard, organic fertilizer, winter wheat, yield, soil fertility, chemical composition.
Использование альтернативных удобрений в виде отходов производства, обладающих агрохимически ценными качествами, позволит существенно снизить стоимость производства сельскохозяйственных культур. К таким видам относятся отходы спиртового производства. Спиртовая барда содержит необходимые для роста и развития сельскохозяйственных культур питательные вещества. Однако научной и практической информации по использованию спиртовой барды в качестве органического удобрения в земледелии явно недостаточно. В то же время знания о влиянии спиртовой барды на изменение почвенных условий, продуктивность сельскохозяйственных культур важны в научном плане и имеют большую практическую ценность
Несмотря на то, что свежую барду относят к малоопасным отходам (IV группа опасности) по степени воздействия ее на окружающую среду и природу, значительный выход ее предполагает строгий контроль по утилизации. С 1 января 2008 г. было введено требование к производителям о полной переработке или утилизации барды. Невыполнение указанного требования является основанием для приостановления действия лицензии на производство этилового спирта в соответствии с законодательством Российской Федерации [1,2].
В задачи исследования входило:
- определение содержания в почве подвижных соединений N, Р и К, обменной и гидролитической кислотности, суммы обменных оснований, содержания гумуса на контрольном участке и на участке с различными дозами внесения органического удобрения барды мелассной;
- оценка влияния внесения различных доз органического удобрения на продуктивность зерна озимой пшеницы.
Опытные партии органического удобрения барды мелассной были опробованы в 2018-2019 гг. на полях Мичуринский ГАУ на посевах озимой пшеницы сорт «Мироновская 808» на территории учхоза-племзавода «Комсомолец» Мичуринского района Тамбовской области. Почва - чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый на покровном суглинке. Предшественник -пар чистый. Опыт однофакторный, краткосрочный, повторность - 4- кратная, размер опытной делянки 50 м2, размещение вариантов - систематическое. Способ внесения удобрений - осенью под основную обработку. Варианты опыта с озимой пшеницей - контроль (без удобрений), 6, 12, 18 т/га. Урожайность озимой пшеницы учитывалась прямым (сплошным) методом. Натура зерна определялась на литровой пурке, белок определяли по методу Кьельдаля, клейковину отмывали из измельченной навески массой 25 г.
После уборки урожая с каждой опытной делянки были отобраны образцы почвы, в которых определяли: рН - потенциометрически, гумус - по Тюрину в модификации Симакова (ГОСТ 26213-91), азот щелочногидролизуемый - по Корнфилду (ГОСТ 26107-84), подвижные формы калия и фосфора - по Чирикову (ГОСТ 2620491, подвижные формы марганца и цинка - по Крупскому и Александрову в ацетат-но-аммонийном - буферном растворе с рН 4.8 (ГОСТ Р 50686), кобальт, молибден и меди 6 - по Пейве и Труогу атомно-абсорбционным методом (ГОСТ Р 50687) (Практикум по агрохимии, 2001).
Результаты химического анализа исследуемых образцов органического удобрения барды мелассной представлены в табл. 1. Удобрение содержит в легкодоступной растениям форме все необходимые элементов питания. Общее содержание в свежей барде составило 5,62 %. Наиболее высокое содержание характерно для калия, азота в 2 раза меньше, еще меньше фосфора. Органическое удобрение барда мелассная имеет кислую реакцию, поэтому при длительном ее использовании почву следует периодически известковать. На нейтральных почвах ее можно длительно использовать без риска подкисления [4].
Таблица 1
Химический состав органического удобрения барды мелассной
Показатель Единицы измерения Органическое удобрение барда мелассная Требования к органическим удобрениям согласно ГОСТ 34102-2017
Физико-химические показатели
РН ед. Рн 4,80 5,0-7,0
Содержание макро- и микроэлементов
Содержание Р2О5 0,37 0,04
Содержание К^О 3,54 0,04
Содержание 1Чорг % 1,71 0,1
Содержание Сорг 8,65
Содержание N03 0,21
Содержание микроэлементов
Содержание Мп 3,20
Содержание Со 0,055
Содержание Мо мг/кг 0,500 Не нормируется
Содержание Си 1,97
Содержание Zn 5,75
Соднержание В 161,0
Токсичные элементы
Содержание РЬ 1,22 Менее 130
Содержание Сс1 мг/кг 0,056 Менее 2,0
Содержание Нй не обнаружено Менее 2,1
Содержание Аэ не обнаружено Менее 10
Почвенные исследования показали, что внесение органического удобрения барды мелассной в дозе от 6 до 12 т/га практически не оказало влияния на агрохимические показатели выщелоченного чернозема (табл. 2). Внесение органического удобрения в дозе 18 т/га способствовало небольшому подкислению почвы - на 0,22 ед. рН. Содержание в почве фосфора при внесении барды мелассной во всех вариантах оставалось на уровне контроля, содержание гумуса и щелочногидролизуемо-го азота возросло (гумуса на 0,06-0,12 % азота - на 0,5-0,9 %). Но эти значения не превышают порог достоверности, так как гумус определяется с точностью 0,1 % а азот - 1 %. Только содержание обменного калия достоверно возрастает в почве при внесении барда! в дозе 18 т/га - на 2,9 мг/ 100 г почвы [7].
Таблица 2
Влияние внесения органического удобрения барды мелассной на плодородие почвы
Вариант опыта Гумус, % Органическое удобрение барда мелассная
рНсол РаОз К20 N щг
по Чирикову
мг/100 г почвы
Контроль 5,53 5,42 12,6 19,1 15,7
6,0 т/га 5,59 5,42 12,7 20,9 16,2
12,0 т/га 5,59 5,38 12,9 21,0 16,0
18,0 т/га 5,65 5,20 12,7 22,0 16,6
Урожайность сельскохозяйственных культур является конечным и наиболее существенным критерием оценки того или иного изучаемого агротехнического приёма [3]. Положительное влияние от внесения барды прослеживалось уже на стадии всходов. Внесение в почву различных доз барды мелассной улучшило азотное питание растений озимой пшеницы, что, в свою очередь, положительно сказалось на состоянии растений в начале вегетации. На участке с внесением удобрения отмечена более высокая кустистость растений. Лучшее азотное питание на участке с внесением исследуемого продукта позволило сформировать более высокий урожай (табл. 3). Прибавка составила от 4,3 до 13,1 ц/га, что составляет 12,0-36,7 %. При более детальном рассмотрении данного вопроса можно отметить, что при внесении 6 т/га органики прибавка составила 12,0 %, при внесении 12 т/га - 30,8 %, а при внесении 18 т/га - 36,7 %.
Таблица 3
Влияние внесения органического удобрения барды мелассной на продуктивность озимой пшеницы
Вариант опыта Урожайность, ц/га Прибавка
ц/га %
Контроль 35,7 - -
6,0 т/га 40,0 4,3 12,0
12,0 т/га 46,7 11,0 30,8
18,0 т/га 48,8 13,1 36,7
НСРоз =1,2 ц/га
Как известно, значительная роль в повышении урожайности и качества зерна озимой пшеницы отводится плодородию почвы [6,7]. При этом сохранение и воспроизводство почвенного плодородия во многом зависит от взаимодействия факторов внешней среды и применяемой технологии (погодные условия, обработка почвы, система удобрения и защиты растений и др.). Эффективность применяемых удобрении зависит от доз, сроков, способов внесения, погодных условии, обеспеченности почв элементами питания и ряда других факторов, что в конечном итоге определяет качество продукции.
Качество продукции - это показатель эффективности любого предприятия, который напрямую зависит от применяемых в нем агротехнологий. Мировой опыт показывает, что в современных условиях добиться повышения качества зерна озимой пшеницы возможно на основе комплексного подхода к разработке и внедрению адаптивных систем земледелия, экологически безопасных технологий возделывания с учетом конкретных почвенно-климатических условий [5, 8, 9].
Таблица 4
Влияние внесения органического удобрения барды мелассной на некоторые показатели качества зерна озимой пшеницы
Вариант опыта Натура зерна, г/л Стекловидность, % Содержание клейковины, % Содержание белка,%
Контроль 745 60,1 25,5 12,5
6,0 т/га 748 60,8 26,1 12,6
12,0 т/га 750 62,5 27,5 12,7
18,0 т/га 757 65,4 27,8 13,0
Внесение барды мелассной способствовало незначительному улучшению некоторых показателей качества зерна озимой пшеницы (табл.4). Так, например, белок, содержание клейковины, стекловидность и натура зерна во всех вариантах несколько превышали показатели на контроле. Наибольшими они были в варианте опыта с дозой внесения барды мелассной 18,0 т/га.
Отсюда можно сделать выводы.
1. Барда мелассная содержит в своем составе 8-10 % сухих веществ, из которых 4-5 % составляет органическое вещество, 0,7 % - Р2О5, 3,54 % - К2О и 1,71 % -N. Внесение их в почву обеспечивает растения одновременно 1М, Р, К.
2. Кроме основных элементов питания, исследуемое органическое удобрение содержит практически все микроэлементы: 161 мг/кг - В, 3,2 мг/кг - Мп, 5,75 мг/ кг - Zn, 1,97 мг/кг - Си, 0,5 мг/кг - Мо и 0,055 мг/кг - Со.
3. Органическое удобрение характеризуется повышенной кислотностью (рН - 4,8). Поэтому длительное внесение ее в почву следует сочетать с известкованием. При однократном внесении или ее использовании на карбонатных и нейтральных почвах не будет отрицательного влияния на свойства почвы.
4. Содержание токсичных элементов в барде мелассной ниже допустимых пределов, поэтому внесение их в почву с экологической точки зрения безопасно.
5. Внесение барды мелассной повышает урожайность и качество зерна озимой пшеницы, а также, являясь органическим удобрением, способствует повышению плодородия почвы.
6. Наиболее эффективная доза внесения органического удобрения на озимой пшенице 18 т/га, она обеспечивает наибольшую прибавку урожая
7. Если норма внесения упаренной барды не превышает 8 т/га, то опасность подкисления почвы отсутствует. При более высокой норме внесения - необходимо проводить периодическое известкование.
ЛИТЕРАТУРА
1. Милюков П.А. Барда - проблема и решения / / Винтэк. 2006, № 2 - С. 6-8.
2. Ненайденко Г.Н. Примерные рекомендации по использованию послеспирто-вой барды в качестве органического удобрения. Иваново, 2007. - 48 с.
3. Пальчиков, Е.В. Сидерат как дополнительный источник органики / Е.В. Пальчиков, С.А. Волков / / Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2011. - № 2-1. - С. 128-130.
4. Пальчиков, Е.В. Роль предшественника в формировании урожая озимой пшеницы / Е.В. Пальчиков, Е.Д. Рудковский, Д.А. Новикова // Сб.: материалы Всероссийской национальной научно-практической конференции, посвящённой 80 -летию со дня рождения профессора Анатолия Михайловича Лопатина. - Рязань : Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева, 2020. - С. 182-186.
5. Сравнительная оценка применения гербицидов на посевах ячменя в северо -западной части Тамбовской области / Е.В. Пальчиков, А.А. Крюков, С.И. Данилин, Д.А. Попов / / В сб: НАУЧНЫЕ ИННОВАЦИИ - АГРАРНОМУ ПРОИЗВОДСТВУ : материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летнему юбилею Омского ГАУ. - Омск : Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, 2018. - С. 331-335.
6. Пальчиков, Е.В. Агроэкологическое обоснование выбора предшественников озимой пшеницы / Е.В. Пальчиков, А.И. Иванова, С.А. Волков // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2014. - № 4. - С. 30-32.
7. Использование послеспиртовой мелассной барды в качестве органического удобрения в условиях Рассказовского района Тамбовской области / Л.В. Степанцо-ва, В.Н. Красин, И.Н. Мацнев, Т.В. Красина, Л.Т. Гриднева //В сб.: Основы повышения продуктивности агроценозов : материалы Международной научно-практической конференции, посвященной памяти известных ученых И.А. Муромцева и А.С. Татаринцева. - Мичуринск : Общество с ограниченной ответственностью «БИС», 2015. - С. 348-354.
8. Печуркнн, А.С. Влияние капельного орошения на агрофизические свойства и гумусное состояние чернозема типичного тамбовской низменности / А.С. Печуркнн, Л.В. Степанцова, В.Н. Красин //В сб.: Фундаментальные концепции физики почв: развитие, современные приложения и перспективы : сборник научных трудов Международной научной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения Анатолия Даниловича Воронина. - Москва : ООО «Издательский дом КДУ», 2019. - С. 534-537.
9. Soil fertility management in apple orchard with microbial biofertilizers / A.I. Kuzin, A.E. Solovchenko, L.V. Stepantsova, G.N. Pugachev // В сборнике: E3S Web of Conferences. 2020. С. 03020.
REFERENCES
1. Milyukov P.A. Barda - a problem and solutions // Vintek. 2006, No. 2 - S. 6-8.
2. Nenaydenko G.N. Approximate recommendations for the use of distillery stillage as an organic fertilizer. Ivanovo, 2007 .-- 48p.
3. Palchikov, E.V. Siderat as an additional source of organic matter / E.V. Pal-chikov, S.A. Volkov // Bulletin of Michurinsky State Agrarian University. - 2011. - No. 2-1. - S. 128-130.
4. Palchikov, E.V. The role of the predecessor in the formation of winter wheat yield / E.V. Palchikov, E. D. Rudkovsky, D.A. Novikov // Collection: materials of the All -Russian national scientific-practical conference dedicated to the 80th anniversary of the birth of Professor Anatoly Mikhailovich Lopatin. - Ryazan: Ryazan State Agrotech-nological University named after P.A. Kostycheva, 2020 .-- S. 182-186.
5. Comparative assessment of the use of herbicides on barley crops in the northwestern part of the Tambov region / E.V. Palchikov, A.A. Kiyukov, S.I. Danilin, D.A. Popov //In collection: SCIENTIFIC INNOVATIONS - AGRICULTURAL PRODUCTION: materials of the International scientific-practical conference dedicated to the 100th anniversary of the Omsk State Agrarian University. - Omsk: Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, 2018 .- S. 331-335.
6. Palchikov, E.V. Agroecological substantiation of the choice of winter wheat predecessors / E.V. Palchikov, A.I. Ivanova, S.A. Volkov // Bulletin of Michurinsky State Agrarian University. - 2014. - No. 4. - S. 30-32.
7. The use of post-alcohol molasses stillage as an organic fertilizer in the conditions of Rasskazovsky district of the Tambov region / L.V. Stepantsova, V.N. Krasin, I.N. Matsnev, T.V. Krasin, L.T. Gridneva / / In collection: Fundamentals of increasing the productivity of agrocenoses: materials of the International Scientific and Practical Conference dedicated to the memory of famous scientists I.A. Muromtsev and A.S. Ta-tarintseva. - Michurinsk: Limited Liability Company "BIS", 2015. - P. 348-354.
8. Pechurkin, A.S. Influence of drip irrigation on agrophysical properties and humus state of the typical chernozem of the Tambov lowland / A.S. Pechurkin, L.V. Stepantsova, V.N. Krasin / / In collection: Fundamental concepts of soil physics: development, modern applications and prospects: collection of scientific papers of the International Scientific Conference dedicated to the 90th anniversary of the birth of Anatoly Danilovich Voronin. - Moscow: Publishing House KDU LLC, 2019. - P. 534-537
9. Soil fertility management in apple orchard with microbial biofertilizers / A.I. Kuzin, A.E. Solovchenko, L.V. Stepantsova, G.N. Pugachev / / В сборнике: E3S Web of Conferences. 2020. С. 03020.
