CC BY
39
Баранова Е. В., Шуманёва М. В. Влияние твердых органических удобрений на продуктивность яровой пшеницы и плодородие лугово-черноземной почвы Омской области // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2017. -№2 (9) апрель - июнь. - URL http://e-joumal.omgau.ru/images/issues/2017/2/00333.pdf. -ISSN 2413-4066
УДК 631.8
Баранова Екатерина Викторовна
Студентка
ФГБОУВО Омский ГАУ, г. Омск ev.baranova [email protected]
Шуманёва Мария Владимировна
Студентка
ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск mv. shumanj ova [email protected]
Влияние твердых органических удобрений на продуктивность яровой пшеницы и плодородие лугово-черноземной почвы Омской области
Аннотация. В исследовании на лугово-черноземной почве выявлено положительное влияние твердой фракции свиного навоза на урожайность и качество яровой пшеницы. Этот прием существенно увеличил не только содержание нитратного азота, но и подвижного фосфора в почве. При этом содержание нитратного азота увеличилось от низкого в контрольном варианте до очень высокого, подвижного фосфора - от повышенного до высокого уровня при применении навоза. Наиболее эффективной была доза навоза 50 т/га -прибавка урожая яровой пшеницы составила 0,72 т/га или 40,8%.
Ключевые слова: яровая пшеница, удобрение, свиной навоз, урожайность, качество.
В процессе переработки отходов отрасли животноводства сельскохозяйственный товаропроизводитель решает две важные взаимосвязанные задачи: производства органических удобрений и утилизации навоза.
Утилизация отходов отрасли животноводства, переработка их на удобрение решает проблему загрязнения окружающей среды, так как накопление масс навоза, стоков и хранение их с нарушениями технологических норм и правил является причиной загрязнения почвенных вод, засорения земли и атмосферы.
Из всех видов органических удобрений главное место принадлежит навозу. Навоз является самым ценным органическим удобрением, которое содержит в своей структуре массу полезных и крайне питательных веществ. Он содержит все питательные вещества, необходимые растениям, - азот, фосфор, калий, серу, кальций, магний, железо, а также микроэлементы - бор, молибден и другие. Указывая на громадное значение навоза, академик Д.Н. Прянишников писал: «Как бы ни было велико производство минеральных удобрений в стране, навоз никогда не потеряет своего значения, как одно из главнейших удобрений в сельском хозяйстве» [1].
Навоз - основное звено круговорота питательных веществ в хозяйстве. Питательные вещества, взятые растениями из почвы, поступают с кормами и подстилкой на комплексы,
фермы; переходят в навоз, с которым возвращаются в почву и таким образом многократно участвуют в создании урожая.
Навоз не только повышает урожайность той культуры, под которую вносится, но и оказывает значительное последствие, влияя на урожайность трех-четырех последующих культур. Опыты показывают, что каждая тонна внесенного в почву навоза в виде удобрения дает за 4-5 лет суммарную прибавку урожайности сельскохозяйственных культур, равную в пересчете на зерно 1 центнеру.
Для получения высоких и качественных урожаев поступление питательных веществ в почву должно соответствовать потребностям сельскохозяйственных культур: недостаток питательных веществ приводит к недобору урожая, избыток - негативно сказывается на качестве растениеводческой продукции; несбалансированность питательных веществ также отрицательно влияет на урожайность и качество продукции. Таким образом, нормы внесения питательных веществ, а следовательно, и поливные и оросительные нормы необходимо проводить в соответствие с требованиями культур к пищевому режиму [1].
Несмотря на высокую эффективность органических удобрений, хозяйства Западной Сибири используют их недостаточно и с пониженной отдачей. В результате неупорядоченного накопления и хранения навоза из него велики потери питательных веществ. Накопление, правильное хранение и эффективное использование всех видов органических удобрений - важнейший резерв повышения урожайности сельскохозяйственных культур и почвенного плодородия [1].
Растения пшеницы в условиях региона проявляют высокую отзывчивость на улучшение условий минерального питания при применении удобрений, в том числе органических [1-10].
Цель исследований - изучение влияния твердой фракции свиного навоза на продуктивность яровой пшеницы и плодородие почвы в условиях лесостепи Омской области.
Полевые опыты проводили в 2015-2016 гг. на лугово-черноземной маломощной среднегумусовой тяжелосуглинистой почве с пшеницей яровой сорта «Дуэт» на опытном поле Омского ГАУ. Содержание в почве перед посевом N-N03 - 2,26 - 4,48, Р2О5 - 99-109, К2О - 311-345 мг/кг.
Опыт заложен в трехкратной повторности. Размещение вариантов систематическое. Агротехника - общепринятая в зоне. Лабораторные исследования проводились на кафедре агрохимии и почвоведения Омского ГАУ.
Возрастающие дозы твердого свиного навоза положительно повлияли на продуктивность пшеницы яровой (табл. 1).
Таблица 1
Действие твердого свиного навоза на урожайность зерна пшеницы яровой при возделывании
на лугово-черноземной почве, опыты 201 15-2016 г.
Вариант Урожайность, т/га Прибавка
2015 г 2016 г Средняя т/га %
Контроль 1,45 2,08 1,77 - -
20 т/га 1,77 2,15 1,96 0,20 11,0
30 т/га 1,94 2,22 2,08 0,32 17,8
40 т/га 2,16 2,35 2,26 0,49 27,8
50 т/га 2,28 2,69 2,49 0,72 40,8
60 т/га 2,26 2,38 2,32 0,56 31,4
НСР05 0,19 0,10
Яровая пшеница на лугово-черноземной почве Омской области сформировала урожай в среднем за годы исследований в контрольном варианте 1,77 т/га, а при внесении твердого навоза - 1,96-2,49 т/га. Наиболее эффективным было применение дозы навоза 50 т/га -
прибавка урожая составила 0,72 т или 40,8%. Увеличение дозы навоза до 60 т/га было менее эффективно - отмечалось некоторое снижение урожайности зерна яровой пшеницы (рис. 1).
Наибольшая окупаемость каждой внесенной тонны навоза при этом была в варианте 50 т/га и составила 14,4 кг зерна яровой пшеницы, минимальная наблюдалась при внесении 60 т/га и составила 9,2 кг зерна.
2,60 2,50 2,40 Св 2,30 н
л н и
0 X
Л
1 1,90 £ 1,80
1,70
2,20
2,10 2,00
у = -0,00006х2 + 0,0152х + 1,73
П= 0,88
10 20 30 40 50
Доза удобрения, т/га
60
70
0
Рисунок 1 - Зависимость между дозами твердого свиного навоза и урожайностью зерна
пшеницы яровой (среднее 2015-2016 гг.).
Таким образом, наивысшая урожайность при исследовании действия удобрения у пшеницы сформировалась при применении 50 т/га твердого свиного навоза.
При изучении последействия твердого навоза установлено, что во всех варианта получены достоверные прибавки (табл. 2).
Таблица 2
Последействие твердого свиного навоза на урожайность зерна пшеницы яровой при _возделывании на лугово-черноземной почве, опыты 2015-2016 г,_
Вариант Урожайность, т/га Прибавка
т/га %
Контроль 2,19 - -
20 т/га 2,32 0,13 5,94
30 т/га 2,48 0,29 13,24
40 т/га 2,50 0,31 14,16
50 т/га 2,44 0,25 11,42
60 т/га 2,53 0,34 15,53
НСР05 0,11
Яровая пшеница в опыте сформировала урожай 2,19 т/га без внесения навоза. Эффективность доз внесения 30-60 т/га была практически одинаковы - прибавки составили 0,25-0,34 т/га. При этом разности в прибавках урожая на этих вариантах не превышали НСР (0,11 т/га).
В эксперименте внесение твердого навоза увеличивало содержание нитратного азота под изучаемыми культурами в первые сроки отбора почвенных проб с очень низкого уровня в варианте без удобрений, до очень высокого. Содержание подвижного фосфора в почве также увеличивалось значительно, но в меньшей степени, чем нитратного азота. Чем выше
дозы внесения, тем выше содержание азота и фосфора в почве. На содержание калия в почве навоз оказал меньшее влияние (табл. 3).
Таблица 3
Действие твердых органических удобрений на химический состав лугово-черноземной почвы при возделывании яровой пшеницы, опыты 2015-2016 гг.
Вариант Кущение Колошение Уборка
N-N03 Р2О5 К2О N-N03 Р2О5 К2О N N03 Р2О5 К2О
2015 год
Контроль 2,24 96,4 360 1,3 96 355 1,3 96,8 350
20 т/га 23,8 115 364 23,2 108 362 17,0 106 354
30 т/га 32,4 124 358 29,4 119 358 21,6 114 358
40 т/га 39,2 128 358 33,9 122 356 25,4 118 345
50 т/га 42,4 134 365 35,6 134 361 28,2 130 355
60 т/га 51,5 142 370 44,8 138 368 30,6 138 365
2016 год
Контроль 5,51 110 305 4,1 102 327 3,4 100 333
20 т/га 26,92 168 316 22,8 160 334 11,4 157 341
30 т/га 22,04 168 257 24,7 160 336 12,4 157 343
40 т/га 26,92 174 316 23,8 165 350 11,9 162 355
50 т/га 26,92 186 336 28,3 178 367 14,2 174 372
60 т/га 41,64 192 324 40,7 184 371 20,4 180 378
При математической обработке данных установлено, что каждая тонна твердого свиного навоза увеличивает содержание нитратного азота на 0,66 мг/кг нитратного азота (рис. 2). Зная данный показатель можно рассчитывать дозу навоза под плановый урожай зерновых культур или учитывая оптимальные уровни содержание нитратного азота в почве [11].
«
н
о «
о и о В н
?! В и
в г
в
в
«
к
а
ш ч о
и
60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00
10
у = 0,6 6х + 8,77 г = 0,81
20
30
40
50
60
70
Доза удобрения, т/га
0
Рисунок 2 - Зависимость содержания нитратного азота в лугово-черноземной почве в фазу кущения яровой пшеницы от доз твердого свиного навоза (среднее 2015-2016 гг.)
К уборке содержание нитратного азота значительно уменьшилось, но находилось еще на достаточно высоком уровне, особенно в вариантах с высокими дозами твердого свиного навоза.
Содержание подвижного фосфора в почве при внесении навоза также увеличивалось, при этом уровень обеспеченности культур этим элементом с повышенного переходил на высокий уровень согласно градации при внесении 20-40 т/га - в зависимости от года исследований - т.е. содержание доступного фосфора в пахотном горизонте превышало 150 мг/кг почвы. Каждая тонна твердого свиного навоза увеличивает содержание подвижного фосфора в почве на 0,94 мг/кг под зерновыми культурами (рис. 3).
Концентрация обменного калия в почве опытного участка находилось на очень высоком уровне, и составляла в исследованиях 280-378 мг/кг почвы. На содержание калия в почве навоз оказал незначительное положительное влияние. В течение вегетации уровень содержания обменного калия изменяется незначительно и находится на очень высоком уровне.
§ § е а
а а
&
§
О
180,00 170,00 160,00 150,00 140,00 130,00 120,00 110,00 100,00 90,00 80,00
у = 0,94х + 111,99 г= 0,83
10 20 30 40 50 Доза удобрения, т/га
60
70
0
Рисунок 3 - Зависимость содержания подвижного фосфора в лугово-черноземной почве в фазу
кущения зерновых культур от доз твердого свиного навоза (среднее 2015-2016 гг.)
Таким образом, внесение твердого свиного навоза существенно повышает содержание нитратного азота - с очень низкого до очень высокого уровня и подвижного фосфора - с повышенного уровня до высокого.
Понятие качества продуктов растениеводства очень многообразно. Одно и то же растение, но выращиваемое для разных целей оценивается по разным биохимическим показателям. В зерновых культурах как правило определяют: содержание сырого протеина, жира, клетчатки, количество белка (общий азот), влаги, витаминов и минеральных веществ.
Качество урожая сельскохозяйственных культур напрямую связано с биохимическим составом растений, который зависит от многих факторов: климата, почвы, предшествующей культуры, сорта, доз, форм и вида удобрений, сроков внесения и т.д.
Содержание элементов питания от фазы всходов до уборки играют важную роль в получении высокого и качественного урожая. При постоянном контроле и регулировании содержания питательных элементов в корнеобитаемом слое почвы, можно развивать в растении те показатели качества, которые необходимы. Минеральное питание непосредственно влияет на качество урожая, следовательно, на дальнейшую цену при реализации и расширение рынка сбыта убранной продукции [12-18].
Внесение твердого свиного навоза в целом положительно повлияло на качество зерна яровой пшеницы (табл. 4).
Таблица 4
Действие твердых органических удобрений на качество зерна пшеницы яровой при возделывании на лугово-черноземной почве
Вариант Массовая доля, % Содержание общего азота, %
Влаги сырого протеина сырого жира сырой клетчатки
Контроль 15,0 12,08 1,87 1,78 1,93
20 т/га 15,5 11,92 1,85 1,81 1,91
30 т/га 14,4 12,23 1,90 1,83 1,96
40 т/га 14,5 12,20 1,89 1,75 1,95
50 т/га 15,9 11,67 1,81 1,85 1,87
60 т/га 15,2 11,75 1,82 1,73 1,88
В зерне яровой пшеницы увеличение содержания сырого протеина наблюдалось, только при внесении 30 и 40 т/га навоза (12,23 и 12,20 соответственно), при содержании в контрольном варианте 12,08%). Остальные варианты внесения навоза способствовали некоторому снижению содержания протеина в зерне. Вероятно, наблюдался так называемый эффект «разбавления» содержания азота в растениях (а соответственно и сырого протеина) увеличенной урожайности зерна в результате применения удобрений.
Полноценность белков определяется качеством белка, т.е. аминокислотным составом. Сумма изучаемых аминокислот в белке зерна яровой пшеницы изменяется разнонаправлено, при этом максимальное значение (4,97%) наблюдалось при внесении 30 т/га навоза. Дальнейшее увеличение доз навоза до 40-60 т привело к снижению сумм аминокислот до 4,4-4,73. При этом сумма аминокислот в контрольном варианте в белке зерна яровой пшеницы составил 4,59% (табл. 5).
Таблица 5
Действие твердых органических удобрений на аминокислотный состав белка яровой
пшеницы при возделывании на лугово-черноземной почве,%
Аминокислота Вариант
Контроль 20 т/га 30 т/га 40 т/га 50 т/га 60 т/га
Содержание белка, % 12,08 11,92 12,23 12,2 11,67 11,75
Аргинин 0,28 0,29 0,28 0,32 0,30 0,29
Лизин 0,22 0,22 0,22 0,21 0,21 0,22
Тирозин 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16
Фенилаланин 0,35 0,36 0,35 0,34 0,35 0,36
Гистидин 0,15 0,16 0,6 0,15 0,16 0,16
Лейцин+изолейцин 0,79 0,80 0,79 0,76 0,80 0,81
Метионин 0,16 0,17 0,15 0,13 0,16 0,16
Валин 0,30 0,32 0,31 0,31 0,31 0,31
Пролин 0,83 0,84 0,81 0,77 0,83 0,85
Треонин 0,28 0,27 0,28 0,25 0,25 0,27
Серин 0,44 0,45 0,40 0,40 0,46 0,5
Аланин 0,31 0,32 0,30 0,30 0,31 0,32
Глицин 0,32 0,31 0,32 0,30 0,31 0,32
Сумма аминокислот 4,59 4,67 4,97 4,40 4,61 4,73
Таким образом, исследования показали, что при внесении твердой фракции свиного бесподстилочного навоза отмечено высокое положительное влияние на эффективное плодородие почв. Применение твердой фракции бесподстилочного свиного навоза существенно увеличило не только содержание нитратного азота, но и подвижного фосфора. При этом содержание нитратного азота увеличилось от низкого в контрольном варианте до очень высокого, подвижного фосфора - от повышенного до высокого уровня при применении навоза. Концентрация калия в почве увеличилась менее существенно.
Наиболее эффективной была доза навоза 50 т/га - прибавка урожая яровой пшеницы составила 0,72 т/га или 40,8%. Увеличение дозы навоза до 60 т/га было менее эффективно -отмечалось некоторое снижение урожайности зерна.
В исследованиях установлены нормативы по окупаемости вносимых органических удобрений дополнительным урожаем изучаемых культур, коэффициенты действия удобрений на химический состав почвы, определен оптимальное соотношение основной и побочной продукции при выращивании зерновых культур.
Ссылки на источники:
1. Ермохин Ю.И. Применение органических удобрений в Западной Сибири: учеб. пособие / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко. - Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2008. - 124 с.
2. Бобренко И.А. Эффективность опудривания семян микроэлементами ^п, Си, Мп) при возделывании яровой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири / И.А. Бобренко, Е.А. Вакалова, Н.В. Гоман // Омский научный вестник. - 2013. - №1 (118). - С.166-170.
3. Бобренко И.А. Эффективность разных приемов применения цинковых удобрений под яровую пшеницу в условиях Западной Сибири / И. А. Бобренко, Н. В. Гоман, Н. В. Шувалова // Омский научный вестник. - 2012. - №1 (104). - С.142-145.
4. Бобренко И.А. Эффективность обработки семян микроэлементами (Си, Мп, Zn) при возделывании озимой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири / И.А. Бобренко, Н.В. Гоман, В.И. Попова // Омский научный вестник. - 2014. - №1(128). - С. 107-111.
5. Бобренко И.А. Биоэнергетическая эффективность применения удобрений под озимую пшеницу в Западной Сибири / И.А. Бобренко, В.И. Попова, Н.В. Гоман // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2014. - №1(13). - С. 3-9.
6. Гоман Н.В. Влияние микроудобрений на структуру урожая озимой пшеницы / Н.В. Гоман, В.И. Попова, И.А. Бобренко // Вестник Красноярского ГАУ. - 2016. - №1. - С. 114117.
7. Красницкий В.М. Эколого-агрохимическая оценка плодородия почв и эффективности применения удобрений в Западной Сибири: дис. ... д-ра с.-х. наук / В.М. Красницкий. -Омск, 2002. - 52 с.
8. Попова В.И. Применение цинковых удобрений при возделывании озимой пшеницы на лугово-черноземной почве Западной Сибири / В. И. Попова // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2016. - №1 (21). - С. 57-64.
9. Эффективность применения микроудобрений под озимую пшеницу на лугово-черноземной почве Западной Сибири / И.А. Бобренко [и др.] // Плодородие. - 2011. - № 4. -С. 18-19.
10. Эффективность основного внесения цинковых удобрений под озимые зерновые культуры на лугово-черноземной почве Западной Сибири / И.А. Бобренко [и др.] // Омский научный вестник. - 2011. - № 1 (104). - С. 246-250.
11. Бобренко И.А. Оптимизация минерального питания кормовых, овощных культур и картофеля на черноземах Западной Сибири: автореф. дис. ... доктора с.-х. наук / И.А. Бобренко. - Тюмень, 2004. - 32 с.
12. Болдышева Е.П. Эффективность обработки семян медью, цинком и марганцем при возделывании озимой ржи на лугово-чернозёмной почве в условиях Западной Сибири / Е.П. Болдышева, И.А. Бобренко, Н.В. Гоман // Омский научный вестник. - 2015. - №1(138) - С. 142-144.
13. Ермохин Ю.И. Диагностика минерального питания, величины и качества урожая суданской травы в условиях Западной Сибири / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко // Агрохимия. - 1999. - № 7. - С. 45-50.
14. Ермохин Ю.И. Кукуруза на зерно в Сибири / Ю.И. Ермохин, М.А. Склярова // Плодородие. - 2007. - № 3. - С. 32.
15. Ермохин Ю.И. Оптимизация питания и эффективность применения цинковых удобрений под кукурузу на зерно в условиях лесостепи Омской области / Ю.И. Ермохин, М.А. Склярова // Вестник Бурятской ГСХА им. В.Р. Филиппова. - Улан-Удэ, 2007. - Вып. IV(9). - С. 39-45.
16. Михальская Н.В. Диагностика минерального питания, величины и качества урожая сена костреца безостого на лугово-черноземной почве Западной Сибири / Н.В. Михальская: дис.....канд. с.-х. наук.- Омск, 2003. - 156 с.
17. Почвенная диагностика минерального питания растений овощных культур и картофеля / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, Л.М. Лихоманова, Н.К. Трубина, Е.Г. Бобренко // Состояние и перспективы развития садоводства в Сибири: материалы II Национальной науч.-практич. конф. посвящ. 85-летию плодового сада Омского ГАУ имени профессора А.Д. Кизюрина (7-9 декабря 2016 года), 2016. - С. 39-47.
18. Склярова М.А. Эффективность различных приемов применения цинка под кукурузу на лугово-черноземной почве Омской области / М.А. Склярова // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2014. - №1 (13). - С. 28-31.
Ekaterina Baranova
Student
FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
Maria Shumanyova
Student
FSBEI HE Omsk SA U, Omsk
The Effect of Solid Organic Fertilizers on the Productivity of Spring Wheat and the Fertility
of Meadow-Chernozem Soil of Omsk Region
Abstract. In a study on meadow-chernozem soil, a positive effect of the solid fraction of pig manure on the yield and quality of spring wheat were revealed. This technique significantly increased not only the content of nitrate nitrogen, but also mobile phosphorus in the soil. At the same time, the content of nitrate nitrogen increased from low in the control variant to very high, mobile phosphorus, from high to high levels when manure were applied. The most effective dose was manure 50 t / ha - the increment of spring wheat yield was 0.72 t / ha or 40.8%. Key words: spring wheat, fertilizer, pig manure, yield, quality.
