CC BY
28
Вестник Курганской ГСХА № 2, 2018 Ст^к^отйстас^ыс науки 49
УДК 631.8
А.М. Плотников, Н.А. Балуева, А.В. Созинов, Н.Н. Вафин
ВЛИЯНИЕ ТРЕПЕЛА, САПРОПЕЛЯ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ В ЗВЕНЕ СЕВООБОРОТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т.С. МАЛЬЦЕВА», КУРГАН, РОССИЯ
A.M. Plotnikov, N.A. Balueva, A.V. Sozinov, N.N. Vafin INFLUENCE OF KIZELGUR, SAPROPEL AND MINERAL FERTILIZERS ON THE YIELD AND QUALITY OF WHEAT GRAIN IN THE CROP ROTATION LINK FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BY T.S. MALTSEV», KURGAN, RUSSIA
-
fr
Андрей Викторович Созинов Николай Николаевич Вафин
Andrei Viktorovich Sozinov Nikolai Nikolaevich Vafin
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент [email protected] [email protected]
Алексей Михайлович Плотников
Aleksei МНкЬш^юЬ! Plotnikov кандидат сельскохозяйственных наук, доцент [email protected]
Наталья Петровна Балуева
Natalia Petrovna Balueva кандидат сельскохозяйственных наук, доцент [email protected]
Аннотация. Приведены результаты изучения использования трепела - опап-кристобалитового кремнийсодержащего природного вещества, сапропеля и минеральных удобрений в звене севооборота с яровой пшеницей на опытном поле Курганской ГСХА в 2016-2017 гг. В полевом опыте установлено, что применение трепела в дозе 5 т/га (с фракциями до 1 и 5 мм) совместно с удобрениями, способствует увеличению урожайности пшеницы относительно контрольного варианта на 0,53-0,62 т/га. В ходе исследований было установлено, что комплексное использование трепела, сапропеля и минеральных удобрений положительно влияет не только на урожайность, но и на качество зерна яровой пшеницы. После парового предшественника содержание клейковины в полученных образцах зерна находилось в пределах от 19,1 до 23,1%. В 2017 году отмечено снижение качества зерна с содержанием сырой клейковины от 16,4 до 19,2%. В среднем за два года исследований выявлено повышение содержания сырой клейковины в зависимости от фракции трепела на 1,6-3,4%. Улучшение качества клейковинных белков обеспечивается только применением трепела в комплексе с минеральными удобрениями.
Ключевые слова: трепел, удобрения, яровая пшеница, урожайность, качество зерна.
Abstract. The article presents the results of studying the use of opal-cristobalite siliceous natural substance - kizelgur, sapropel and mineral fertilizers in the link of crop rotation with spring wheat in the experimental field of Kurgan GSA in 2016-2017. In the field experiment it has been established that the use of kizelgur at a dose of 5 tons/ha (with fractions up to 1 and 5 mm) together with the fertilizers contributes to the increase in the yield of wheat relative to the control variant by 0.53-0.62 tons/ha. In the course of the research it was found that the integrated use of kizelgur, sapropel and mineral fertilizers positively affects not only the yield but also the quality of spring wheat grain. After the steam precursor the gluten content in the obtained grain samples ranged from 19.1 to 23.1%. In the conditions of 2017 the quality of grain with the content of raw gluten decreased from 16.4 to 19.2%. On the average over two years of research contributed to an increase in the content of raw gluten depending on the fraction of kizelgur by 1.6-3.4%. Improving the quality of gluten proteins is provided only by the use of kizelgur in combination with the mineral fertilizers.
Keywords: kizelgur, fertilizer, spring wheat, yield, grain quality.
Введение. Продуктивность сельскохозяйственных культур тесно связана с условиями внешней среды, в частности, с плодородием почвы. Воздействие почвы на урожайность определяется запасами в ней элементов питания и влаги, реакцией почвенной среды и содержанием органического вещества, физическими и биологическими свойствами. Все другие факторы - действие удобрений, подбор соответствующих сортов, выбор системы агротехнических приемов и так далее - тесно связаны с плодородием. Поэтому эффективность приемов повышения плодородия почвы, в первую очередь, определяется влиянием его на урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции [1-4].
В связи с этим, разработка технологических приемов использования местных минеральных ресурсов в качестве мелиорантов и удобрений является актуальной и имеет
определенное практическое значение [5, 6].
В последнее время для повышения плодородия почв все большее внимание уделяется поиску эффективных способов применения разных видов природного минерального сырья. Высококремнистые породы являются природными сорбентами со специфическим характером пористости, обладают высокими адсорбционными, каталитическими и ионообменными свойствами. К таким агрорудам относятся опал-кристобалитовые кремнийсодержащие природные вещества - диатомиты и трепелы. Разнообразие минерального состава и других свойств позволяет широко их применять при производстве сельскохозяйственной продукции. К числу таких материалов следует отнести, прежде всего, высококремнистые породы - трепелы [7-9].
Несмотря на то, что кремний является непременной
Научный журнал
Вестник Курганской ГСХА
составляющей частью всех растений, физиологическая роль его в растительных организмах недостаточно изучена. Ежегодное отчуждение кремния с урожаем культур может привести к уменьшению содержания подвижных соединений кремния (монокремниевой кислоты) и увеличению их дефицита в почве [7, 8].
Государственными и территориальными балансами запасов полезных ископаемых Курганской области учтены запасы 21 вида полезных ископаемых, из которых 8 видов общераспространенных полезных ископаемых, одним из которых является трепел (2246 тыс. м3) [10].
Цель работы - изучение влияния трепела при раздельном и совместном внесении с органическими и минеральными удобрениями на урожай и качество пшеницы в звене севооборота.
Методика. Исследования проводили в 2016-2017 годах в полевых условиях на опытном поле Курганской ГСХА. Почва опытного поля - чернозем выщелоченный, слабогу-мусированный, маломощный, легкосуглинистый.
Почва характеризовалась следующими показателями: количество фракций <0,01 мм в горизонте Апах составило 26,7%; содержание гумуса - 3,43%; ёмкость катионного обмена - 21,3 мг.-экв./100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 82,3%, рН солевой вытяжки - 5,36; содержание (по Чирикову) подвижного фосфора - 64 мг/кг, обменного калия - 164 мг/кг.
Для проведения полевого опыта применяли трепел с месторождения Шадринского района Курганской области. В ФГБУ САС «Шадринская» определен химический состав трепела в %: Fe2О3 - 3,49; СаО - 1,91; МдО - 1,40; SO3 - 0,2.
Схема трехфакторного опыта (варианты): 1 - без удобрений (контроль); 2 - трепел (фракция до 1 мм); 3 - трепел (фракция до 5 мм); 4 - ^0Р40; 5 - ^0Р40 + трепел (фракция до 1 мм); 6 - ^0Р40 + трепел (фракция до 5 мм); 7 - сапропель 20 т/га - фон; 8 - фон + трепел (фракция до 1 мм), 9 - фон + трепел (фракция до 5 мм); 10 - фон + ^0Р40; 11 - фон + ^0Р40 + трепел (фракция до 1 мм); 12 - фон + ^0Р40 + трепел (фракция до 5 мм).
Размещение вариантов в опыте - рендомизированное, повторность - четырехкратная. Общая площадь делянки в опыте - 15 м2, учетная - 12 м2 (2*6 м). Трепел вносили на делянки согласно схеме опыта под первую пшеницу после пара, вручную, разбросным способом, под культивацию на глубину 10 см.
В качестве источника азота и фосфора использовали аммиачную селитру и суперфосфат простой гранулированный по 40 кг/га в пересчете на действующее вещество. Разовая доза сапропеля - 20 т/га, трепела - 5 т/га.
Предшественник первой пшеницы - черный пар. Посев проводили сеялкой СЗП-3,6. Яровая пшеница сорта Омская 36 с нормой высева 5 млн. всхожих зерен на 1 га. Уборку проводили в фазу полной спелости комбайном «TERRЮN SR2010» для мелкоделяночных опытов. Урожайность пересчитывали в тонны на гектар при стандартной влажности и 100% чистоте. Посев проводили в первый год исследований - 28 мая, уборку - 25 августа, в 2017 году посев - 28 мая, уборка - 4 сентября. Содержание и качество сырой клейковины определяли по ГОСТ 13586.1-68.
Статистическую обработку результатов проводили методом дисперсионного анализа данных трехфакторного опыта по Б.А. Доспехову [11].
Технология возделывания пшеницы соответствовала рекомендованной для нашей зоны [12].
Сложившиеся погодные условия вегетационных периодов 2016-2017 годов, в основном, можно считать благоприятными для пшеницы. В мае 2016 года среднемесячная темпе-
ратура воздуха была выше на 0,4 °С, а в 2017 году ниже на 0,1 °С, количество осадков составило, соответственно 43% и 164% от среднемноголетних данных. Температура воздуха в июне была выше на 0,2 °С и на 0,9 °С, количество осадков составило 66 мм и 55 мм, что незначительно отличалось от среднемноголетних. В июле 2016 года температура отмечалась на уровне среднемноголетних, а количество осадков составило 132 мм или 220%. В июле 2017 года температура была выше на 0,2 °С, а осадков выпало 50 мм или 83% от среднемноголетних данных. В августе отмечено превышение температуры на 4,9 °С (2016 г) и 0,8 °С (2017 г.), а осадков в 2016 году выпало 2 мм (4,3% от среднемноголетних данных), во второй год исследований выпало 60 мм.
Результаты. Урожайность пшеницы в 2016 году на контрольном варианте составила 1,92 т/га, использование трепела несущественно снижало урожайность на 0,010,02 т/га (НСР095 = 0,06 т/га). Совместное использование трепела и удобрений увеличивало урожайность пшеницы до 2,52 т/га (прибавка к контролю составила 0,60 т/га или 31,2%). В 2017 году прибавки от трепела составили 0,020,08 т/га, на вариантах с совместным использованием удобрений - 0,61-0,63 т/га (таблица 1).
Таблица 1 - Влияние трепела и удобрений на урожайность яровой пшеницы в звене севооборота, т/га (Опытное поле КГСХА, 2016-2017 гг.)
Вариант 2016 г. 2017 г. средняя урожайность отклонение от контроля
1. Без удобрений (контроль) 1,92 1,46 1,69 -
2. Трепел (фракция до 1 мм) 1,90 1,48 1,69 -
3. Трепел (фракция до 5 мм) 1,91 1,54 1,73 0,04
4. ^п 2,32 1,65 1,99 0,30
5. ^пР4() + трепел (фракция до 1 мм) 2,26 1,60 1,93 0,24
6. ^пР4)) + трепел (фракция до 5 мм) 2,39 1,73 2,06 0,37
7. Сапропель 20 т/га - фон 2,15 1,62 1,89 0,20
8. Фон + трепел (фракция до 1 мм) 2,02 1,63 1,83 0,14
9. Фон + трепел (фракция до 5 мм) 2,27 1,73 2,00 0,31
10. фон + 1\Р4п 2,44 1,96 2,20 0,51
11. Фон + ^^ + трепел (фракция до 1 мм) 2,36 2,07 2,22 0,53
12. Фон + ^^ + трепел (фракция до 5 мм) 2,52 2,09 2,31 0,62
Для частных различий Для фактора А (сапропель) Для фактора В (мин. удобрения)
Для фактора С (трепел) Для взаимодействия АВ Для взаимодействия АС Для взаимодействия ВС
Благодаря своим адсорбционным и ионообменным свойствам, при внесении в почву трепел способен поглощать и удерживать в пахотном слое воду, элементы питания и постепенно высвобождать их в течение вегетации культур.
В среднем за два года исследований урожайность пшеницы составила 1,69 т/га. Следует отметить, что трепел во второй год повышал урожайность пшеницы, прибавка составила 0,08 т/га. В среднем за два года отмечен положительный эффект совместного применения трепела, сапропеля и минеральных удобрений. Прибавки относительно контрольного варианта были выше на 0,53-0,62 т/га.
В ходе исследований было установлено, что ком-
НСР0,95 НСР0,95
0,12 0,10
0,05 0,04
0,05 0,04
0,06 0,05
0,07 0,06
Fф< Fт Fф< Fт
Fф< Fт Fф< Fт
Вестник Курганской ГСХА № 2, 2018 ^ыкахазяйстиж^ науки 51
плексное использование трепела, сапропеля и минеральных удобрений положительно влияет не только на урожайность, но и на качество зерна яровой пшеницы (таблица 2).
Таблица 2 - Влияние трепела и удобрений на содержание клейковины яровой пшеницы в звене севооборота (Опытное поле КГСХА, 2016-2017 гг.)
Вариант Содержание сырой клейковины, % Качество сырой клейковины, ед. прибора ИДК
яя да яя да
со 01 * 2 со 01 01 * 2
о СЧ1 2 & 8 2 2 & 8
1. Без удобрений (контроль) 19,1 16,4 17,8 90,0 95,0 92,5
2. Трепел (фракция до 1 мм) 19,3 16,5 17,9 90,0 95,0 92,5
3. Трепел (фракция до 5 мм) 20,2 17,2 18,7 90,0 90,0 90,0
4. ^п 20,7 17,8 19,3 85,0 85,0 85,0
5. ^пР4() + трепел (фракция до 1 мм) 23,0 18,8 20,9 80,0 85,0 82,5
6. ^пР4)) + трепел (фракция до 5 мм) 20,4 18,6 19,5 85,0 85,0 85,0
7. Сапропель 20 т/га - фон 20,0 17,1 18,6 90,0 95,0 92,5
8. Фон + трепел (фракция до 1 мм) 19,4 17,0 18,2 90,0 95,0 92,5
9. Фон + трепел (фракция до 5 мм) 19,3 17,1 18,2 90,0 95,0 92,5
10. фон + 1\Р4п 20,2 18,4 19,3 90,0 85,0 87,5
11. Фон + ^^ + трепел (фракция до 1 мм) 23,1 19,2 21,2 90,0 90,0 90,0
12. Фон + ^^ + трепел (фракция до 5 мм) 19,7 19,1 19,4 90,0 90,0 90,0
Для частных различий HCP0S6 0,4 0,3
Лимитирующим показателем высокой классности зерна часто является содержание сырой клейковины, которое для зерна продовольственного назначения должно быть не менее 23%. Анализ на содержание и качество сырой клейковины показал, что в годы исследований пшеница сформировала зерно с недостаточно высокими показателями качества в абсолютном выражении. Так, в 2016 году содержание клейковины в полученных образцах зерна находилось в пределах от 19,1 до 23,1%. В условиях 2017 года отмечено снижение качества зерна с содержанием сырой клейковины от 16,4 до 19,2%.
Оценивая качество зерна по массовой доле сырой клейковины, можно констатировать о наличии тенденции положительного влияния совместного применения трепела, сапропеля и минеральных удобрений на содержание клейковины. Необходимо отметить, что в годы исследований качество клейковинных белков находилось в пределах 80-95 единиц и отвечало требованиям второй группы. В среднем за два года исследований улучшение качества клейковины в сравнении с контролем на 7,5-10,0 единиц отмечено в вариантах опыта с применением трепела в комплексе с минеральными удобрениями.
Выводы:
1. Внесение трепела и удобрений в среднем за два года позволили получить дополнительно 0,62 т/га зерна пшеницы.
2. Совместное применение трепела, сапропеля и минеральных удобрений способствовало повышению содержания сырой клейковины в среднем за два года исследований на 1,6-3,4% (в зависимости от вида фракции трепела). Улучшение качества клейковинных белков обеспечивается применением трепела в комплексе с минеральными удобрениями.
Список литературы
1 Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применение удобрений в агроэкосистемах. М.: ЦИНАО, 2000. 522 с.
2 Кидин В.В. Основы питания растений и применения удобрений. М.: РГАУ - МСХА, 2008. Ч. 1. 415 с.
3 Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 1988. 320 с.
4 Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. Учебное издание / под ред. Б.А. Ягодина. М.: Колос, 2002. 584 с.
5 Кирюшин В.И., Кирюшин С.В. Агротехнологии: учебник для подготовки магистров по направлению «Агрохимия и агропочвоведение». СПб.: Лань, 2015. 463 с.
6 Ефимов В.Н., Донских И.Н., Царенко В.П. Система удобрения. М.: КолосС, 2002. 320 с.
7 Самсонова Н.Е. Кремний в почве и растениях // Агрохимия. 2005. № 6. С. 76-86.
8 Матыченков В.В., Бочарникова Е.А., Амосова Я.М. Влияние кремниевых удобрений на растения и почву // Агрохимия. 2002. № 2. С. 86-92.
9 Дистанов У.Г. Перспективы нетрадиционного минерального сырья // Химизация сельского хозяйства. 1989. № 12. С. 37-41.
10 Природные ресурсы и охрана окружающей среды Курганской области в 2015 году. Доклад. Курган, 2016. 225 с.
11 Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агро-промиздат, 1985. 351 с.
12 Система адаптивно-ландшафтного земледелия Курганской области: монография / А.Л. Иванов и др. / под ред. акад. РАСХН А.Л. Иванова. Куртамыш: ГУП «Курта-мышская типография», 2012. 494 с.
List of references
1 Aristarkhov A.N. Optimization of plant nutrition and application of fertilizers in agroecosystems. Moscow: SINAO, 2000. 522 p.
2 Kidin V.V. Fundamentals of plant nutrition and fertilizer application. Moscow: RSAU - MAA, 2008. P. 1. 415 p.
3 Mineev V.G. Ecological problems of agrochemistry. Moscow: publishing office MSU, 1988. 320 p.
4 Yagodin B.A., Zhukov Yu.P., Kobzarenko V.I. Agrochemistry / Educational edition. Ed. B.A. Yagodin. Moscow: Kolos, 2002. 584 p.
5 Kiryushin V.I. Agrotechnologies: a textbook for the preparation of masters in the field of study "Agrochemistry and agropsychology" / V.I. Kiryushin, S.V. Kiryushin. SPb.: Lan, 2015. 463 p.
6 Efimov V.N., Donskikh I.N., Tsarenko V.P. Fertilizer system, Moscow: KolosS, 2002. 320 p.
7 Samsonova N.E. Silicon in soil and plants // Agrochemistry. 2005. № 6. Pp. 76-86.
8 Matychenkov V.V., Bocharnikova E.A., Amosova Ya.M. Influence of silicon fertilizers on plants and soil // Agrochemistry. 2002. №. 2. Pp. 86-92.
9 Distanov U.G. Prospects of non-traditional mineral raw materials // Chemicalization of agriculture. 1989. №. 12. Pp. 37-41.
10 Natural Resources and Environmental Protection of the Kurgan Region in 2015. Report. Kurgan, 2016. 225 p.
11 Dospekhov B.A. Technique of field experience. M.: Agropromizdat, 1985. 351 p.
12 The system of adaptive-landscape agriculture of the Kurgan region: monograph / A.L. Ivanov etc. / Ed. acad. the Russian Academy of Agricultural Sciences. A.L. Ivanov. Kurtamysh: State Unitary Enterprise "Kurtamyshskaya printing office", 2012. 494 p.
