CC BY
217
УДК 631.833:11 Х.М. Назранов, В.С. Бжеумыхов, А.М. Калмыков
ВЛИЯНИЕ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОГО ТРИТИКАЛЕ
В статье рассматриваются результаты исследований по применению системы удобрений на урожайность озимого трикале, при которых достигнута наибольшая продуктивность посева, а также энергетическая эффективность. По данным авторов, при увеличении урожайности озимого тритикале за счет оптимизации системы удобрений чистый энергетический доход увеличивается на 52,8 %, а за счет дробного внесения этот показатель повышается на 18,4 %.
Ключевые слова: система удобрений, энергозатраты, окупаемость, энергетический доход.
Kh.M. Nazranov, V.S. Bzheumykhov, A.M. Kalmykov FERTILIZER SYSTEM INFLUENCE ON THE WINTER-ANNUAL ТRITICALE PRODUCTIVITY
The research results on fertilizer system application on winter-annual triticale productivity when the greatest crop efficiency and power efficiency is received are considered in the article. According to the authors’ data, when increasing winter-annual triticale productivity at the expense of fertilizer system optimization, the pure power profit increases by 52,8 %, and at the expense of fractional entering this indicator increases by 18,4 %.
Key words: fertilizer system, energy consumption, pay-back period, power income.
Введение. На современном этапе развития земледелия ставятся новые задачи, базирующиеся на адаптивно-ландшафтной (экологической) основе. Мировой опыт показывает, что дальнейший прогресс в земледелии возможен при отказе от интенсивно-затратных агротехнологий и переходе на ресурсо- и энергосберегающие биологизированные системы, где должен быть новый альтернативный подход к внесению удобрений. Во-первых, роль основного удобрения необходимо частично перекладывать на другие приёмы внесения - на предпосевное и подкормки. Во-вторых, следует осуществлять систему удобрений в севооборотах с соблюдением расчетных доз на 1 га в соответствии с запланированной урожайностью. В-третьих, нужна оптимизация сроков и способов внесения удобрений.
Исходя из вышесказанного, нами была разработана для исследований следующая система удобрений под озимым тритикале в условиях предгорной зоны Центральной части Северного Кавказа (табл. 1).
Материалы и методы исследований. Опыты закладывались на наиболее характерных участках предкавказких выщелочных черноземов, имеющих ровный рельеф и однородный почвенный покров. Удобрения здесь в течение предыдущих 2-3 лет не вносились.
Таблица 1
Система удобрения озимого тритикале в условиях предгорной зоны Северного Кавказа
Система удобрения, кг/га д.в.
Основные удобрения Подкормка N по этапам органогенеза
N Р2О5 К2О II IV VIII
Контроль без удобрений - - -
7о 52 зо зі
4о 52 зо зо зі -
52 зо 4о зо зі
Примечание. По нашим расчетам, для получения запрограммированного урожая 4,0 т/га и более необходимо внести 101 кг азота, 52 кг фосфора, 30 кг калия.
Расположение делянок систематическое в две полосы. Повторность четырехкратная. Учетная площадь делянки 100 м2, учет урожая поделяночный. Озимый тритикале размещался по предшественнику, наиболее распространенному в регионе, - кукуруза на силос. Высеивались сорта озимого тритикале Курская степная и Самур рядовым способом.
Минеральные удобрения применялись в виде аммиачной селитры (N-34 %), простого гранулированного суперфосфата (Р2О5 - 20 %) и вносились вручную под основную вспашку. Ранневесеннюю подкормку N
5з
проводили до возобновления вегетации, позднюю корневую путем рассева сухих гранулированных азотных удобрений, мочевину в виде раствора - ранцевым опрыскивателем в фазе налива зерна.
Отбор снопового материала проводили накануне уборки зеленой массы в фазе начала колошения, на зерно при полной спелости, с площади 0,25 м2 в четырех местах делянки [1].
Анализы растительных образцов и качества зерна проводились в лаборатории по методикам, изложенным в Методических рекомендациях по оценке качества [2-3].
Результаты исследований и их обсуждение. Улучшение плодородия почвы минеральными удобрениями качественно повлияло на все элементы структуры урожая.
Внесение минеральных удобрений в три этапа дало наилучший результат по всем показателям. Так, количество продуктивных стеблей перед уборкой в среднем по фону питания было у Самура - 266,5 шт/м2, что на 11 % выше контроля, у Курской степной внесение минеральных удобребний не привело к увеличению количества растений.
Уровень минерального питания существенного влияния на количество колосков в колосе не оказывает, но влияет на количество зерен в колосе и на его качественные показатели (табл. 2). Внесение минеральных удобрений привело к увеличению зерновой продуктивности колоса у сорта Самур в среднем на 18 % по сравнению с неудобренным фоном. У Курской степной этот показатель значительно ниже и составляет в среднем 5 %.
Таблица 2
Структура урожая зерна озимого тритикале сортов Курская степная и Самур в зависимости от системы удобрений, предгорная зона (среднее за 1995-1998 гг.)
Показатель Вариант опыта
Без удобрений N7oP52 К30 + N30 N^52 К30 + N30 + N30 P52 К30+ N40 + N30 + N30
Курская степная/Самур
Степень кущения 3,2/3,1 3,1/3,1 3,1/3,2 3,0/3,1
Количество продуктивных стеблей на растении, шт. 1,6/ 1,7 1,7/1,9 1,8/2,1 1,82,0
Количество растений, шт/м2 314/267 325/281 318/273 313/292
Количество продуктивных стеблей, шт/м2 502/453 553/533 572/573 563/584
Масса главного колоса, г 1,9/2,0 2,2/2,4 2,2/2,5 2,0/2,7
Длина главного колоса, см 11/13,3 14/14 14/14 14/14
Число колосков в колосе, шт. 29,0/27,8 32,1/28,2 31,7/28,0 31,8/28,1
Масса зерна с колоса, г 1,6/1,7 1,7/1,9 1,82,0 1,9/2,1
Число зерен в колосе, шт. 42,9/45,7 43,2/51,1 43,9/52,7 44,2/52,9
Масса зерна с растения, г 2,6/3,9 3,84,2 3,9/4,4 4,0/4,6
Масса 1000 зерен, г 37,3/37,1 39,4/37,1 41,0/37,9 42,9/39,7
Масса растения, г 12,2/11,9 14,5/13,5 15,1/13,0 15,4/13,4
Уборочный индекс, % 21,6/32,8 26,2/31,1 25,8/33,8 26,0/34,3
Урожайность зерна, т/га 4,0/3,8 4,7/5,0 5,1/5,6 5,3/5,8
При улучшении системы удобрений масса семян с одного колоса повысилась у сорта Курская степная на 18,8 %, или на 2 г, у Самура соответственно на 23,5 % и 4 г по сравнению с контролем. При этом эти показатели на главном колосе значительно выше, чем на боковых стеблях.
Разница массы 1000 зерен лучшего варианта по сравнению с контролем составила в среднем у Курской степной 5,6 г, у Самура - 2,6 г. Это при том, что количество зерен в колосе увеличилось. Подкормка растений озимого тритикале в периоды VI-VIII этапа развития приводит к улучшению качественных показателей. При недостатке питательных веществ у озимого тритикале в период налива зерна снижаются качественные показатели - увеличивается щуплость, количество мелких зерен, что в конечном итоге снижает урожайность культуры.
Анализ наших исследований показывает четкую закономерность повышения уровня урожайности культуры при дроблении нормы азотных удобрений по этапам органогенеза. Повышение обеспечивается в основном за счет увеличения озернённости и массы семян с одного колоса.
Таблица 3
Продуктивность озимого тритикале в зависимости от изучаемых факторов (т/га), предгорная зона
(среднее за 1996-1998 гг.)
Курская степная Самур
1996 г. 1997 г. 1998 г. Среднее 1996 г. 1997 г. 1998 г. Среднее
Без удобрений
4,3 4,0 3,7 4,0 4,5 3,7 3,2 3,8
N7oP52 К30 + N30
5,2 4,7 4,2 4,7 5,4 5,1 4,5 5,0
N^52 К30 + N30 + N30
5,7 4,9 4,7 5,1 6,3 5,8 4,7 5,6
P52 К30+ N40 + N30 + N30
5,9 5,7 5,2 5,6 6,8 6,2 4,4 5,8
НСР05 для удобрений 0,034 т/га НСР05 для удобрений 0,096 т/га
НСР05 для нормы высева 0,0т14 т/га НСР05 для нормы высева 0,069 т/га
НСР05 для взаимодействия 0,028 т/га НСР05 для взаимодействия 0,039 т/га
Внесение минеральных удобрений под основную обработку и ранневесенняя подкормка увеличили урожайность у Курской степной на 0,7 т/га, а у Самура - на 1,2 т/га по сравнению с контролем. Весенняя подкормка на III—IV этапе азотными удобрениями дозой 30 кг/га дает прибавку у сорта Курская степная 0,4 т/га, у Самура — 0,6 т/га по сравнению с разовой подкормкой. В четвертом варианте этот показатель увеличивается на 40 и 52 % соответственно по сравнению с контрольным вариантом.
Лучшие показатели по обоим сортам были получены в варианте с внесением азотных удобрений в период наибольшей потребности азота, то есть в III, IV, VIII этапах органогенеза. За время проведения исследований самая высокая урожайность составила 6,8 т/га у Самура, 5,9 т/га — у Курской степной в 1996 г. Самый низкий урожай зерна был получен в варианте без внесения минеральных удобрений в 1998 г. — 3,8 и 4,0 т/га соответственно.
Математическая обработка данных методом дисперсионного анализа показала достоверную прибавку урожая по всем вариантам опыта.
Урожайность изучаемых сортов озимого тритикале находится в прямой зависимости от системы удобрений. На фоне естественного уровня почвенного плодородия последовательное обеспечение посевов озимого тритикале минеральным питанием оказывало существенное влияние на урожайность зерна культуры.
Дробное внесение азотных удобрений позволяет повысить урожайность данной культуры в среднем на 40—50 %. Эффективность двух подкормок азотными удобрениями составляет у сорта Курская степная 27,5 % , внесение в три этапа — 40,6 %, у Самура соответственно 31,5 и 52,0 %.
Совершенствование рекомендуемой и разработка новых технологий выращивания озимого тритикале должны обеспечивать не только повышение урожайности, но и улучшение качества зерна.
В наших исследованиях установлено, что у озимого тритикале с улучшением системы удобрений значительного повышения стекловидности не наблюдается.
С улучшением системы удобрений натурный вес зерна увеличивается на 4,3—4,8 %. Внесение минеральных удобрений в три этапа позволило увеличить массу 1000 семян в среднем на 2—5 г по сравнению с контролем.
Повышение уровня минерального питания увеличило выход крупных и средних зерен на 3—5 % по сравнению с контролем.
Необходимо также отметить и влияние азотных удобрений на накопление отдельных групп веществ и их качественные превращения в зерне.
Наряду с общим накоплением сухого вещества в зерне происходит и непрерывное изменение химического состава как в количественном, так и в качественном отношении. В период VII—VIII этапа происходит созревание зерна, характеризуемое тем, что углеводный обмен направлен на быстрое превращение сахаров в крахмал. Накопление крахмала заканчивается к 25—30 дню после цветения, и его содержание достигает максимума, колеблясь в зависимости от условий выращивания, от 72 до 83 %. Содержание сахаров в эндосперме составляет к этому времени не более 4—5 %.
Азот в начале налива зерна представлен небелковыми формами, к концу налива они почти исчезают и накапливается белок в пределах от 12—14 до 24—26 %, но чаще 14—18 %. В начале налива в зерне накапливается преимущественно белок, а синтез крахмала идет медленнее. Зерно в это время характеризуется высоким содержанием сахаров и белков. В дальнейшем скорость отложения крахмала начинает превышать темпы накопления белков и относительное содержание их к концу молочной — началу восковой спелости заметно снижается, хотя абсолютное количество белка в зерне продолжает возрастать, пока идет прирост сухого вещества.
В основном от режима азотного питания зависит содержание фосфора в зерне. Вплоть до полной спелости, начиная от фазы VI этапа, происходит снижение содержания этого элемента. Превращение фосфора тесно связано с синтезом крахмала через фосфорилированные остатки глюкозы. Полимеризуясь, они отщепляют остатки фосфорной кислоты, освободившийся Р переходит в запасную форму в виде фитина, количество которого сильно возрастает к концу созревания зерна озимого тритикале.
В процессе созревания зерна за счет внесения азотных удобрений в фазу VIII в нем увеличивается содержание витаминов В1 и В2, а каротиноидов падает.
Применение минеральных удобрений, а именно внесение азота в критические периоды, положительно повлияло на качество получаемой продукции. В варианте с двумя подкормками содержание протеина было наивысшим и равнялось 13,6 %, что на 1,1 % выше контроля.
Таблица 4
Технологические качества озимого тритикале сорта Самур по разным предшественникам
и системам удобрений, 1994-1998 гг.
Вариант опыта Зерно Мука Хлеб
Белок, % Натура, г/л Стекло- вид- ность, % Содержание сырой клейковины, % ИДК Сила муки Объем- ный выход, мл Хлебо- пекарная оценка, балл
По кукурузе на силос
Без удобрений 12,5 758 75 26,4 94 46 478 3,7
N70P52 К30 + N30 12,9 761 76 28,6 95 47 498 3,8
N40P52 К30 + N30 + N30 13,5 765 77 29,6 95 51 510 3,9
P52 К30 + N30 + N30+ N40 13,9 766 77 29,2 96 50 502 3,5
Подкормка озимого тритикале азотными удобрениями в фазе налива зерна увеличила содержание клейковины в зерне на 3,2 %. Этому способствовало также и малое количество выпавших осадков в этот период. Выпадение 174 мм (1996 г.) осадков в период налива зерна снизило этот показатель до 1,9 %.
При возделывании озимого тритикале основные затраты энергии приходятся на удобрения от 2400 до 7200 МДж/га, горюче-смазочные материалы от 6311 до 6483 МДж/га, семена от 3450 до 6900 МДж/га, что в сумме составляет в среднем 90 % от всех затрат. Применение удобрений повышает энергозатраты в среднем на 30 %.
Таблица 5
Энергетическая оценка возделывания озимого тритикале сорта Самур в зависимости от системы
удобрений (среднее за 1995-1998 гг.)
Показатель Система удобрений
Без удобрений N7oP52 К30 + N30 N^52 К30 + N30 + N30 P52 К30+ N40 + N30 + N30
Затрачено энергии, ГДж/га 13,0 16,6 16,6 16,6
Урожайность зерна, т/га 3,8 5,0 5,6 5,8
Получено энергии, ГДж/га 147,0 190,0 215,0 221,9
Чистый энергетический доход, ГДж/га 134 173,4 198,4 205,3
Коэффициент энергетической эффективности 10,3 10,4 12,0 12,4
Биоэнергетический коэффициент (КПД) посева 11,3 11,4 13,0 13,4
Энергетическая себестоимость, ГДж/т 3,4 3,3 2,9 2,8
Заключение. Увеличение урожайности за счет оптимизации системы удобрений на 2т/га у сорта Самур позволило повысить коэффициент энергетической эффективности на 20,4 %, биоэнергетический коэффициент (КПД) посева - на 2,1 %, чистый энергетический доход на 71,3 ГДж/га и снизило энергетическую себестоимость на 0,6 ГДж/га.
Варианты опыта, при которых достигнута наибольшая продуктивность посева по сортам культуры, оказались наилучшими и по энергетической эффективности.
Таким образом, энергозатраты на внесение минеральных удобрений окупаются эффективнее при оптимизации системы удобрений.
Литература
1. Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М. Практикум по земледелию. - М.: Агропромиздат, 1987. -
С. 57-58.
2. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. - М.: МСХ СССР, 1961. -
Вып. 1. - 240 с.
3. Базарова Е.И., Глинки Е.В. Методика биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства. - М., 1983. - 45 с.
УДК 576.5.57.085.23 Т.В. Железниченко, В.В. Стасова, Г.Ф. Антонова
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ЛИГНИФИКАЦИИ В КУЛЬТУРЕ КЛЕТОК СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ
(Pinus sylvesrtis L.)
Изучено формирование и лигнификация каллуса сосны обыкновенной при разном содержании в питательной среде сахарозы и поливинилпирролидона. Установлено, что количество низкомолекулярных метаболитов, содержание, состав и структура лигнина, а также соотношение в нем низко- и высокомолекулярных фракций, зависят от условий культивирования и степени развития клеток каллуса. Уровень гистогенеза каллуса и условия его культивирования влияют также на состав структурных единиц и фракций лигнина.
Ключевые слова: Pinus sylvestris L., культура ткани, каллус, вторичное утолщение и лигнификация, лигнин.
T.V. Zheleznichenko, V.V. Stasova, G.F. Antonova LIGNIFICATION PROCESS STUDYING IN THE COMMON PINE (Pinus sylvesrtis L.) CELL CULTURE
Formation and lignification of the common pine tylosis at different sucrose and polyvinyl pyrrolidone availability in nutrient medium is studied. It is determined that the low-molecular metabolite number, availability, composition and structure of lignin, and proportion in it of low - and high-molecular fractions, depend on the cultivation conditions and tylosis cell development degree. Tylosis histogenesis level and the conditions of its cultivation influence the structural unit structure and lignin fractions.
Key words: Pinus sylvestris L., tissue culture, tylosis, secondary thickening and lignification, lignin.
Введение. Процесс лигнификации растений, в том числе хвойных, активно исследуется в последнее время с использованием культуры тканей, которую применяют как модельную систему при изучении путей биосинтеза оксикоричных кислот, как предшественников лигнина, и ферментов, участвующих в этом процессе [13, 4, 7, 6]. Такие сведения важны как для понимания самого процесса лигнификации, так и получения растений либо с низким содержанием лигнина, либо его легкой доступностью химической деградации [10; 5].
