Влияние цинка и меди на урожайность тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L. ) на лугово-черноземной почве в условиях Южной лесостепи Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

2. Спиридонов, Ю. Я. Методическое руководство по изучению гербицидов, применяемых в растениеводстве / Ю. Я. Спиридонов, Г. Е. Ларина, В. Г. Шестаков. — М. : Печатный город, 2009. - 252 с.

3. Система защиты растений в ресурсосберегающих технологиях / В. В. Немченко [и др.]. — Куртамыш : ГУП «Курта-мышская типография», 2011. — 525 с.

НЕКРАСОВА Екатерина Викторовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент (Россия), заведующая кафедрой агрономии, селекции и семеноводства.

Адрес для переписки: [email protected] РЕЗАНОВ Николай Александрович, магистрант гр. 206 агротехнологического факультета. Адрес для переписки: [email protected] РЕНДОВ Николай Александрович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (Россия), профессор кафедры агрономии, селекции и семеноводства. ПУРТОВ Дмитрий Владимирович, аспирант кафедры агрономии, селекции и семеноводства.

Статья поступила в редакцию 25.02.2015 г. © Е. В. Некрасова, Н. А. Резанов, Н. А. Рендов, Д. В. Пуртов

УДК 631.81.095.337:582.998.1:631.445.4 (571.1)

Н. Н. ТИЩЕНКО

Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина

ВЛИЯНИЕ ЦИНКА И МЕДИ НА УРОЖАЙНОСТЬ ТЫСЯЧЕЛИСТНИКА ОБЫКНОВЕННОГО (ACHILLEA MILLEFOLIUM L.) НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЕ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ_

Проведено изучение действия и последействия цинка и меди на урожайность тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.). Выявлены взаимосвязи между дозами применяемых цинка и меди и урожайностью тысячелистника обыкновенного.

Ключевые слова: тысячелистник обыкновенный, микроэлементы, цинк, медь, урожайность.

Потребность органов здравоохранения и медицинской промышленности в лекарственном растительном сырье возрастает с каждым годом. В последние годы в стране происходит резкое снижение уровня природных ресурсов лекарственного растительного сырья в результате деградации растительного покрова под действием антропогенных факторов. Особенно актуальна данная проблема и для Омской области, которая является одной из наиболее густонаселенных и развитых промышленных областей юга Западной Сибири.

Лекарственные растения и получаемые из них фитопрепараты издавна используются для лечения и профилактики ряда заболеваний. При употреблении препаратов из лекарственного растительного сырья в организм человека поступает целый комплекс биологически активных веществ, в том числе микро- и макроэлементы, которые оказывают комплексное влияние на организм человека. В настоящее время известна роль микроэлементов в различных физиологических процессах. Весьма важным является не только их способность усиливать рост растений и накопление биологической массы, но и участие в биосинтезе веществ вторичного

метаболизма, в том числе и фармакологически активных веществ. Так, медь, цинк активируют ферменты, участвующие в окислении важнейшего фитогормона — ауксина, который участвует или оказывает влияние на рост и развитие растений в целом.

Химические элементы способны оказывать влияние и на многие другие процессы биосинтеза действующих начал лекарственных растений. Одним из возможных путей получения растительного лекарственного сырья, обогащенного биологически активными веществами, является направленное воздействие микроэлементов на растения, которое тесно связано со многими ферментными системами и может оказывать существенное влияние на биосинтез действующих начал.

В этиологии многих заболеваний существенную роль играют нарушения в организме человека микроэлементного равновесия, а лекарственные растения и препараты из них могут рассматриваться как дополнительные источники поступления элементов в организм. Тем более усвояемость многих микроэлементов зависит от формы химического соединения. Так, медь и цинк в неорганических солях

Таблица 1

Урожайность абсолютно сухого вещества тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.) и окупаемость удобрений урожаем в зависимости от доз цинка и меди

Вариант опыта Урожайность, т/га Средняя урожайность, т/га Урожайность за 3 года, т/га Прибавка Окупаемость 1 кг Zn, Cu урожаем, кг

2012 г. 2013 г. 2014 г. т/га %

N^45^5 (фон) 0,81 6,62 20,5 9,31 27,9, - - -

Фон + 0,25ПДК 2п 1,09 8,21 20,9 10,07 30,2 2,27 8,13 113,50

Фон + 0,50ПДК 2п 1,18 7,2 21,9 10,09 30,28 2,35 8,41 58,75

Фон + 0,75ПДК 2п 0,80 8,27 22,5 10,52 31,57 3,64 13,03 60,67

Фон + ПДК 2п 0,86 7,77 22,6 10,41 31,23 3,3 11,82 41,25

Фон + 0,25ПДК Си 1,07 7,39 21,4 9,95 29,86 1,93 6,91 804,17

Фон + 0,50ПДК Си 1,14 7,74 21,2 10,03 30,08 2,15 7,70 438,78

Фон + 0,75ПДК Си 1,27 8,64 22,6 10,84 32,51 4,58 16,40 654,29

Фон + ПДК Си 1,20 8,27 22,6 10,46 31,37 3,44 12,32 354,64

НСР05 0,11 0,5 0,5

усваиваются только на 3 %, а в комплексе с органическими соединениями — более чем на 65 %.

Вопросы диагностики минерального питания лекарственных растений ранее в агрохимии не затрагивались, поэтому на сегодняшний день большой интерес представляет изучение возможности регулирования минерального питания тысячелистника обыкновенного, при возделывании его в производственных условиях.

Актуальность темы определяется отсутствием на сегодняшний день конкретных рекомендаций по применению макро- и микроэлементов под тысячелистник обыкновенный с целью получения высоких урожаев с качеством соответствующим требованиям Государственной фармакопеи [1].

Тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.) — корневищный многолетник семейства сложноцветных. Химический состав тысячелистника достаточно богат и разнообразен. В нем содержатся эфирные масла, витамин К, дубильные вещества, алкалоиды, аскорбиновая кислота, каро-тиноиды, смолистые вещества, органические кислоты и др. [2].

Одними из поставленных перед нами задач были выявить действие и последействие цинка и меди на урожайность тысячелистника обыкновенного, а также установить взаимосвязи между дозами применяемых удобрений и урожайностью.

Полевой опыт был заложен в 2012 г. на базе опытного поля Омского ГАУ им. П. А. Столыпина. Объектами исследований служили: тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.), почва, микроудобрения (цинк, медь), лугово-черноземная маломощная малогумусовая тяжелосуглинистая почва, связанные в едином комплексе агротехнических мероприятий и метеорологических условий [3].

Полевой опыт закладывали по следующей схеме: 1. Без удобрений (контроль); 2. Фон (N135P45K45); 3. Фон + 0,25 ПДК Zn (20 кг д.в./га); 4. (Фон + + 0,5 ПДК Zn (40 кг д.в./га); 5. Фон + 0,75 ПДК Zn

(60 кг д.в./га); 6. Фон + ПДК 2п (80 кг д.в./га); 7. Фон + 0,25 ПДК Си (2,4 кг д.в./га); 8. Фон + + 0,5 ПДК Си (4,9 кг д.в./га); 9. Фон + 0,75 ПДК Си (7,0 кг д.в./га); 10. Фон + ПДК Си (9,7 кг д.в./га) [3].

Проводимый опыт — однофакторный. Фактором, определяющим величину урожая в опыте, являлись различные дозы микроудобрений. Опыт был заложен в четырехкратной повторности. Размещение вариантов систематическое. Общая площадь делянки 10 м2. Формы минеральных удобрений, используемых при закладке полевого опыта: аммиачная селитра (Ы — 34 %), двойной гранулированный суперфосфат (Р205 — 37,0 %), калий хлористый (К2О — 60,0 %), ацетат цинка ((СИ3С00)22п — 29,7 %), ацетат меди ((СИ3С00)2Си — 32 %). Фоном служили оптимальные дозы макроудобрений, выявленные в полевых опытах 2008 — 2010 гг. [4].

В 2012 — 2014 гг. в опыте по изучению эффективности удобрений под тысячелистник обыкновенный на лугово-черноземной почве Западной Сибири, предусматривалось выявить закономерности действия различных доз цинка и меди на урожайность данной культуры (табл. 1).

Исследования в 2012 года показали, что тысячелистник обыкновенный в условиях Западной Сибири способен за вегетацию сформировать полноценный укос, и обеспечить урожайность абсолютно сухого вещества 0,80—1,18 т/га при внесении цинка и 1,07—1,27 т/га при внесении меди. В 2013 году урожайность тысячелистника обыкновенного значительно увеличилась и составила 7,2 — 8,27 т/га при внесении цинка и 7,39 — 8,64 т/га при внесении меди. В 2014 году, было установлено, что урожайность абсолютно сухого тысячелистника обыкновенного вещества в третий год жизни культуры сильно увеличилась и составила 20,9 — 22,6 т/га при внесении цинка и 21,4 — 22,6 т/га при внесении меди.

Улучшение условий питания на лугово-черно-земной почве за счет внесения цинка обеспечило

Рис. 1. Зависимость урожайности тысячелистника обыкновенного от внесения различных доз меди, 2012 г.

Рис. 3. Зависимость урожайности тысячелистника обыкновенного от внесения различных доз меди, 2014 г.

Рис. 2. Зависимость урожайности тысячелистника обыкновенного от внесения различных доз меди, 2013 г.

1,5

и г 1

о ■>.

ги Ь

£ 2

§ е

° &

г £ о

♦ ♦

у = -0,001х + 0,986

г = -0,17

20 40 60

Доза 1х\ кг д. в./га

80

100

Рис. 4. Зависимость урожайности тысячелистника обыкновенного от внесения различных доз цинка, 2012 г.

прибавки урожая тысячелистника обыкновенного, варьировавшие от 2,27 (8,13 %) при внесении Фон + 0,25 ПДК 2п до 3,64 т/га (13,03 %) на варианте Фон + 0,75 ПДК 2п. При дальнейшем увеличении дозы цинка в ходе исследования наблюдалось снижение урожайности.

За три года роста и развития тысячелистника обыкновенного можно заключить, что применения меди в различных дозах способствовало большей отзывчивости данной культуры по сравнению с цинком. При внесении меди прибавки урожая тысячелистника обыкновенного оказались более существенными и составили 1,93 (6,91 %) при внесении Фон + 0,25 Си до 4,58 (16,40 %) на варианте 0,75 ПДК Си. При дальнейшем увеличении дозы меди выше 0,75 ПДК Си, наблюдается увеличение урожайности тысячелистника обыкновенного в третий год исследования по сравнению с двумя предыдущими годами.

Сопоставляя данные об урожайности по годам проводимых исследований, следует отметить их резкие отличия: в 2013 году урожайность тысячелистника обыкновенного была выше в 6 — 8 раз по сравнению с урожаем 2012 года. В 2014 году урожайность тысячелистника обыкновенного по сравнению с 2013 годом увеличилась в 3—5 раз, а по сравнению с 2012 годом почти в 20 раз. Это объясняется тем, что в первый год после посадки у растений еще слабо сформировалась корневая система, которая не смогла обеспечить вегетативную массу необходимым количеством элементов минерального питания для создания высокого урожая зеленой массы. К 2014 году (третий год жизни) растения уже хорошо укоренились, что сразу сказалось на формировании урожайности, об этом свидетельствует и установленная высокая функциональная зависимость урожайности абсолютно сухого вещества (У, т/га) от доз меди (Си, кг д.в./га) (уравнение 1 — 3):

У = 0,04Си + 0,90; г = 0,87 (1)

У = 0,187Си + 6,83; г = 0,90 (2)

У = 0,163Си + 20,74; г = 0,79 (3)

Наши исследования показали, что каждый килограмм разового внесенного медного удобрения увеличивает урожайность сухого вещества тысячелистника обыкновенного на 0,040 т (первый год жизни) (рис. 1), 0,187 т (второй год жизни) (рис. 2) и на 0,163 т (третий год жизни) (рис. 3).

В варианте с цинком в 2012 году ситуация обратная, коэффициент корреляции, равный г = —0,17 (уравнение 4, рис. 4), показывает, что связь между дозами цинка и урожайностью обратная и слабая. Увеличение урожайности происходит до 0,5 ПДК 2п, дальше наблюдается снижение.

В 2013 году коэффициент корреляции равен г = 0,53, это говорит о том, что связь между дозами цинка и урожайностью прямая (уравнение 5, рис. 5), что свидетельствует о положительной динамике действия цинковых удобрений во второй год исследования и об увеличении урожайности на вариантах с цинковыми удобрениями.

В 2014 году коэффициент корреляции равен г = 0,97, это говорит о том, что связь между дозами цинка и урожайностью тысячелистника обыкновенного прямая (рис. 6, уравнение 6), о чем свидетельствует положительная динамика влияния цинковых удобрений на растения тысячелистника в третий год исследования и увеличении урожайности на ва- п

риантах, где вносились цинковые удобрения. Ь

о 9

У = —0,001 2п + 0,99; г = —0,17 (4) З

Я

У = 0,0118 2п + 7,14; г = 0,53 (5) |

У = 0,29 2п + 20,52; г = 0,97 (6) |

За три года исследования стоит отметить, что положительное влияние на накопление абсолютно

Рис. 5. Зависимость урожайности тысячелистника обыкновенного от внесения различных доз цинка, 2013 г.

Рис. 7. Зависимость общей урожайности тысячелистника обыкновенного от внесения различных доз цинка, 2012—2014 гг.

Рис. 6. Зависимость урожайности тысячелистника обыкновенного от внесения различных доз цинка, 2014 г.

5 10 15

Доза Си кг д.в./га

Рис. 8. Зависимость общей урожайности тысячелистника обыкновенного от внесения различных доз меди, 2012—2014 гг.

сухого вещества оказали варианты 0,75 ПДК 2п и 0,75 ПДК Си. На этих вариантах отмечается самая высокая урожайность за 3 года исследований, 31,57 т/га и 32,51 т/га соответственно. Об этом свидетельствует установленная высокая функциональная связь общей урожайности от доз применяемой меди и цинка (уравнение 7 — 8).

У = 0,040Zn + 28,65;

У = 0,39Cu +28,48;

г = 0,89

г = 0,86

(7)

(8)

Дм =

1215

N - NO, мг / кг

Др

Дк

2700

P2O5, мг / кг

6210

KO, мг / кг

(10) (11)

Уравнения свидетельствуют о том, что каждый килограмм разового внесенного цинкового и медного удобрения увеличивает урожайность тысячелистника обыкновенного на 0,04 т/га (рис. 7) и 0,39 т/га (рис. 8) соответственно. Коэффициент корреляции равен 0,87 и 0,86, полученные данные говорят о том, что связь между дозами цинка и меди и урожайность тысячелистника обыкновенного прямая. Это свидетельствует о положительной динамике цинковых и медных удобрений и увеличении урожайности при их использовании.

Предыдущие исследования (2008 — 2010 гг.) показали, что наибольшая прибавка урожая была получена при внесении Ы135Р45К45. Содержание нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия в слое почвы 0 — 30 см в 2012 г., определенные в 2 %-ной СИ3С00И вытяжке, было 9,0, 60,0 и 138,0 мг/кг соответственно. Следовательно, величина ДохХо в кг/га для азота равна 1215 (135 кгх х9,0 мг/кг), для фосфора — 2700 (45 кгх60 мг/кг) и для калия — 6210 (45 кгх138 мг/кг). Отсюда расчетные дозы для азота, фосфора и калия определяются по уравнениям 9—11:

На основании проведенных нами исследований 2012 — 2014 гг. наибольшая прибавка урожая была получена при внесении цинковых удобрений на варианте 0,75 ПДК 2п (60 кг д.в./га), а при внесении меди на варианте 0,75 ПДК Си (7,2 кг д.в./га). Содержание цинка и меди в слое почвы 0 — 30 см составило соответственно 0,65 и 0,3 мг/кг. Следовательно, величина ДохХо в кг/га для цинка равна 39 (60 кгх0,65 мг/кг), для меди 2,16 (7,2 кгх0,3 мг/кг). Отсюда расчетная доза для цинка и меди определяется уравнениями 12—13:

AZn =

39

Zn, мг / кг

ДСи =

2,16

Cu, мг / кг

(12)

(13)

(9)

Предложенные нами формулы для определения ориентировочных доз внесения азота, фосфора, калия, меди и цинка под тысячелистник обыкновенный позволяют предложить конкретные дозы с учетом содержания доступного элемента в почве.

Библиографический список

1. Ермохин, Ю. И. Метод определения урожайности тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.) по химическому составу растений / Ю. И. Ермохин, Н. Н. Тищенко // Агрохимия. - 2014. - № 6. - С. 89-93.

2. Ермохин, Ю. И. Использование математических моделей химического состава растений в практике применения удобрений под тысячелистник обыкновенный / Ю. И. Ермохин, Н. Н. Тищенко // Плодородие. — 2010. — № 6 (57). — С. 35-37.

3. Ермохин, Ю. И. Определение доз цинковых удобрений под тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.) на основе использования результатов полевых опытов и агрохимических картограмм / Ю. И. Ермохин, В. В. Кривоногова, Н. Н. Тищенко // Омский научный вестник. Сер. Ресурсы Земли. Челдовек. - 2014. - № 1 (128). - С. 105-107.

4. Тищенко, Н. Н. Диагностика минерального питания, эффективности удобрений и качества урожая тысячелистника

обыкновенного (АсЫПеа-тПМоИитЬ.) на лугово-чернозем-ной почве Западной Сибири : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук : 06.01.04 / Тищенко Наталья Николаевна. — Омск, 2011. — 16 с.

ТИЩЕНКО Наталья Николаевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры экологии, природопользования и биологии. Адрес для переписки: [email protected]

Статья поступила в редакцию 09.04.2015 г. © Н. Н. Тищенко

УДК 631.87:631.82:631.445

О. Ф. ХАМОВА Н. Н. ШУЛИКО Е. В. ТУКМАЧЕВА

Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Омск

ЧИСЛЕННОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ РИЗОСФЕРЫ ЯЧМЕНЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ, СОЛОМЫ И ИНОКУЛЯЦИИ СЕМЯН АССОЦИАТИВНЫМИ ДИАЗОТРОФАМИ_

Представлены результаты исследований влияния длительного применения удобрений, соломы, а также инокуляции семян ассоциативными диазотро-фами на численность микроорганизмов в ризосфере ячменя на черноземе выщелоченном в условиях южной лесостепи Западной Сибири. Рассчитаны зависимости между определяемыми группами микроорганизмов, показана тесная связь урожайности ячменя с численностью микроорганизмов ризосферы отдельных групп.

Ключевые слова: микроорганизмы, минеральные удобрения, солома, инокуляция, ячмень, ризосфера.

К одному из важных антропогенных факторов, регулирующих интенсивность микробиологических процессов, относится применение удобрений. В настоящее время имеется достаточно много работ, в которых оценивается влияние минеральных и органических удобрений на плодородие почвы по изменению общей численности микроорганизмов [1—4].

Увеличение численности микроорганизмов при внесении удобрений, по мнению Е. Н. Мишустина (1972), связано с увеличением поступления в почву энергетического материала в виде листового опада, корне-пожнивных остатков растений на удобренных делянках [1]. В этой связи в повышении плодородия почвы большое значение имеет оставленная в поле солома. При постоянном запахивании соло-

мы, особенно вместе с минеральными удобрениями, повышается доступность соединений фосфора и калия. Это связано с образованием при разложении соломы веществ кислой природы, растворяющих малоподвижные соединения в почве [5, 6].

Солома содержит разнообразные элементы питания растений, оказывающие при длительном её применении положительное влияние на плодородие почвы. При урожайности зерновых до 2,0 т/га и соотношении зерна к соломе 1:1 в почву ежегодно возвращается с соломой около 10 кг азота, 4 кг фосфора и 15 кг калия [7].

Важную роль в развитии растений играет их взаимодействие с микроорганизмами, обитающими в зоне корней — ризосфере [8]. В ассоциации с корнями ризосферы небобовых растений могут