CC BY
47
ISSN 2412-608Х. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (170), 2017
УДК 633.854.521
ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ, НАКОПЛЕНИЕ И СОСТАВ МАСЛА СЕМЯН ЛЬНА МАСЛИЧНОГО В УСЛОВИЯХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
М.А. Носевич,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Е.В. Абушинова,
аспирант
ФГБОУ ВО СПбГАУ
Россия, 196601, Санкт-Петербург, г. Пушкин, Петербургское шоссе, д. 2 Тел./факс: (812) 470-04-22 / (812) 465-05-05 E-mail: agro@spbgau.ru
В.И. Рощин,
доктор химических наук Д.Н. Ведерников,
доктор химических наук
ФГБОУ ВО СПбГЛТУ им. С.М. Кирова
Россия, 194021, Санкт-Петербург,
Институтский пер., д. 5
Тел./факс:
E-mail:
Для цитирования: Носевич МА., Абушинова Е.В., Рощин В.И., Ведерников Д.Н. Влияние уровня минерального питания на урожайность, накопление и состав масла семян льна масличного в условиях Ленинградской области // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. - 2017. - Вып. 2 (170). - С. 64-69.
Ключевые слова: лен масличный, минеральные удобрения, урожайность, масличность семян, жирно-кислотный состав.
В условиях Ленинградской области на дерново-карбонатной почве при естественном увлажнении и внесении минеральных удобрений в дозе N30P40K60 ежегодно можно получать семена льна масличного на уровне 2,5 т/га. Самым высокомасличным сортом в области является Северный, с показателем содержания масла 41 %, что выше на 3-7 % по сравнению с сортами ЛМ 98 и Norlin. Наибольшее содержание ненасыщенной а-лино-леновой кислоты отмечено у сорта льна Северный на уровне 56-57 %, что на 2 % больше по сравне-
нию с сортом Norlin. Сорт ЛМ 98 характеризуется высоким содержанием линолевой кислоты (7274 %) и может использоваться на пищевые цели.
UDC 633.854.521
Influence of the level of mineral nutrition on productivity, accumulation and composition of oil in flax seeds in the Leningrad region. M.A Nosevich, PhD in agriculture, associated professor E.V. Abushinova, post-graduate student
St. Petersburg State Agrarian University 2, Peterburgskoe shosse, Pushkin, Saint-Petersburg, 196601, Russia
Те^Яж: (812) 470-04-22, (812) 465-05-05 E-mail: agro@spbgau.ru
V.I. Roshchin, doctor in chemistry D.N. Vedernikov, doctor in chemistry
St. Petersburg State Forest Technical University under name of S.M Kirov
5, Institutsky pereulok, Saint-Petersburg, 194021, Russia Те^Язх: (812) 670-92-46, (812) 670-93-30 E-mail: public@spbftu.ru
Key words: oil flax, mineral fertilizers, productivity, oil content in seeds, fatty-acid composition.
In the Leningrad region on humus-carbonate soil, under the natural moisture and application of mineral fertilizers in N30P40K60 dose annually, it is possible to receive oil flax seeds yield at a level 2.5 t per ha. In the region, the variety Severny has the highest oil content in seeds - 41%, that is 3.7% higher compared to the varieties LM 98 and Norlin. The highest content of unsaturated а-linolenic acid was observed in the flax variety Severny at the level of 56-57%, which is 2% more in comparison to the variety Norlin. The variety LM 98 is characterized with a high content of linoleic acid (72-74%) and can be used for food purposes.
Введение. В Ленинградской области основной отраслью сельского хозяйства является животноводство и, как следствие этого, развивается кормопроизводство. Однако некоторые районы области имеют большой почвенно-климатический потенциал для внедрения в производство ценных полевых культур, таких как лен, что позволит увеличить ротацию севооборота.
Лён масличный (Linum usitatissimum L.) является одной из перспективных сельскохозяйственных культур, семена кото-
рой широко используются в продовольственных, технических и медицинских целях. Уникальность льняного масла заключается в высоком содержании полиненасыщенной а-линоленовой кислоты (более 50 %), которая входит в состав практически всех клеточных мембран, является незаменимой жирной кислотой в рационе питания человека, участвует в регенерации органов сердечно-сосудистой системы, в росте и развитии мозга.
Высокое содержание а-линоленовой кислоты способствует быстрому высыханию красок, антикоррозийных покрытий, линолеума, получаемых на основе льняного масла. В то же время для производственного получения пищевого масла необходимо низкое содержание данной кислоты (до 5 %), что уменьшает степень ее окисления и прогоркания масла при хранении [1].
Из-за слаборазвитой корневой системы лён масличный предъявляет повышенные требования к плодородию почвы. Критический период потребления азота приходится на межфазный период «ёлочка» -цветение, фосфора и калия - в течение всей вегетации. Однако повышение азотного питания льна приводит не только к повышению урожаев семян, но и к снижению их масличности. Обусловлено это тем, что по мере повышения доступности азота возрастает содержание белка в семенах, а между белковостью и маслично-стью семян льна наблюдается отрицательная зависимость [2].
Таким образом, в современных условиях выращивание льна масличного должно основываться на использовании сортов, которые будут обладать высокой урожайностью семян и выходом масла с оптимальным (как для промышленного, так и для пищевого использования) жирно-кислотным составом.
В связи с этим наша работа, направленная на изучение отзывчивости льна
масличного на разные дозы минеральных удобрений в условиях Ленинградской области, является актуальной и имеет практическое и теоретическое значение.
Материалы и методы. Впервые в условиях северо-запада Нечерноземной зоны были проведены исследования по возделыванию льна масличного, изучены особенности роста и развития, формирования урожая, масличности семян и качества масла в зависимости от уровня минерального питания. Исследования по теме проводились на малом опытном поле кафедры растениеводства СПбГАУ в 2014-2016 гг. Опыт полевой, двухфак-торный. Объектом исследований являлись три сорта льна масличного: Северный, ЛМ 98, №г1ш (фактор А), на которых испытывали четыре дозы минеральных удобрений - P40K60 (фон), фон + фон + Нз0, фон + (фактор В). В качестве минеральных удобрений использовали мочевину (46 % азота), простой суперфосфат (20 % фосфора) и калийную соль (40 % калия). Полную дозу удобрений на всех вариантах вносили вручную под предпосевную культивацию.
Повторность в опыте четырехкратная. Площадь опытной делянки 1 м2, делянки в опыте размещены систематически, варианты в повторениях - рендомизирован-но. Для снижения краевого эффекта по краям делянок дополнительно высевали защитные ряды.
Почва опытного участка дерново-карбонатная выщелоченная среднесуглини-стая. Содержание гумуса среднее (2,73,2 %), подвижных форм фосфора - очень высокое (392-423 мг/кг), подвижных форм калия - высокое и очень высокое (188-266 мг/кг), реакция почвенного раствора слабокислая (5,5-5,8).
Содержание гумуса (органического вещества) определяли по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), содержание подвижного фосфора и обменного калия - по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ Р 54650-2011),
обменную кислотность - потенциометри-чески (ГОСТ 26483-85).
Предшественники - озимая рожь в 2014 г. и картофель в 2015-2016 гг. Агротехника в опыте общепринятая для яровых культур в Ленинградской области. Посев льна проводили вручную: в 2014 г. - 25 апреля, в 2015 и 2016 гг. - 7 мая. Очёс коробочек льна масличного производили вручную в фазе полной спелости (вторая половина августа - первая декада сентября). Норма высева составила 6 млн всхожих семян/га с учётом показателей лабораторной всхожести.
Масличность семян определяли на кафедре химии древесины, физической и коллоидной химии СПбГЛТУ им. Кирова согласно ГОСТ 10857-64. Определение жирно-кислотного состава осуществлялось методом газохроматографического анализа метиловых эфиров жирных кислот на хроматографе «Хроматэк-Кристалл 5000.1».
Математическую оценку урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа [3].
Результаты и обсуждение. Анализ метеорологических данных за три года показал, что сложившиеся погодные условия вегетационного периода (апрель -сентябрь) были благоприятными для роста и развития льна масличного и отличались по годам исследований.
В 2014 г. температура воздуха по всем месяцам вегетации льна была выше на 1,8-2,9 оС среднемноголетнего значения, осадки поступали и распределялись неравномерно.
Вегетационный период культуры 2015 г. характеризовался более прохладным летом по сравнению с предыдущим годом. Температура воздуха была чуть выше нормы - на 0,6-2,3 оС, что повлияло на дату уборки культуры. Дефицит влаги наблюдался по всем месяцам роста и развития культуры, исключением был июль, когда выпало 108,7 мм осадков, что на 49 % выше нормы.
В 2016 г. температура воздуха по всем месяцам практически совпадала со сред-немноголетними данными, превышая их на 1 оС, а поступление осадков было аномальным. В мае осадков выпало в три раза меньше по сравнению с нормой, а в июне - июле, наоборот, в 2,3-3,2 раза больше нормы - 233,7 и 167,6 мм соответственно. Сложившиеся погодные условия неблагоприятно сказались на посевах льна масличного. В вариантах с применением азотных удобрений растения полегли, от повышенной влажности в коробочках начали прорастать семена, что привело к затруднению уборки и потере части урожая.
Анализ данных за три года исследований показал, что на урожайность семян льна масличного большее влияние оказывали погодные условия, складывающиеся в вегетационный период культуры, чем изучаемые дозы азотных удобрений и сортовые особенности (табл. 1).
Таблица 1
Урожайность семян льна масличного в зависимости от доз минеральных удобрений, т/га
Сорт (фактор А) Доза удоб- Урожайность по годам, т/га Средняя урожайность за 3 года (т/га) по
(фактор В) 2014 2015 2016 вариантам фактору А фактору В
P4oK6o (фон) 2,12 3,29 1,19 2,20 2,27
„ N30 + фон 1,83 3,86 1,43 2,37 2,36 2,47
N60 + фон 1,78 3,52 2,01 2,44 2,52
^о + фон 1,85 3,92 1,49 2,42 2,39
P4оK60 (фон) 2,55 3,19 1,18 2,31
ЛМ 98 N30 + фон 2,10 3,55 1,56 2,40 2,40
N60 + фон 2,25 3,62 1,74 2,54
+ фон 2,10 3,29 1,61 2,33
P4оK60 (фон) 2,28 3,11 1,52 2,28
ШгНП N30 + фон 2,51 3,51 1,89 2,51 2,49
N60 + фон 2,11 3,63 2,00 2,11
+ фон 2,45 3,12 1,71 2,45
вариантов 0,22 0,31 0,18 0,24
НСР05 фактора А 0,11 0,15 0,09 0,12
фактора В 0,13 0,18 0,10 0,14
Наибольшая урожайность семян льна масличного на уровне 3,0-4,0 т/га получена в 2015 г., что в 1,3-2,1 и 1,8-2,7 раза больше по сравнению с 2014 и 2016 гг. проведения эксперимента соответственно. Это обусловлено более равномерным поступлением и распределением осадков в течение вегетации культуры. Макси-
мальная урожайность в этом году получена на сорте Северный в вариантах с внесением на фоне Р40К60 азотных удобрений в дозах К30 и - 3,86-3,92 т/га, которая достоверно превышала урожайность по сравнению с другими вариантами. У сортов ЛМ 98 и КогНп наибольшая урожайность отмечена в вариантах с внесением К30 и К60, составившая 3,513,63 т/га при НСР05 0,31 т/га.
В 2014 г. средняя урожайность семян льна масличного варьировала от 1,78 до 2,55 т/га, что объясняется дефицитом влаги во второй период вегетации, который не позволил растениям в полной мере использовать азот удобрений. Поэтому наибольшая урожайность у отечественных сортов Северный и ЛМ 98 сформировалась на фосфорно-калийном фоне (Р40К60) -2,12 и 2,55 т/га соответственно. У сорта канадской селекции КогНп лучший показатель урожайности семян на уровне 2,51 и 2,45 т/га отмечен в вариантах с внесением азотных удобрений в дозе К30 и К90, что на 0,13 и 0,40 т/га выше по сравнению с другими вариантами, при НСР05 0,22 т/га.
Избыточные атмосферные осадки 2016 г. неблагоприятно сказались на урожайности семян льна масличного. Частые ливневые дожди способствовали повторному цветению, полеганию растений льна, прорастанию семян в коробочках, что привело к неравномерному созреванию, формированию щуплых и невыполненных семян, осыпанию перезревших коробочек во время уборки. Все это обусловило получение наименьшей урожайности семян культуры за годы проведения исследований. Достоверно лучшие показатели урожайности семян на уровне 2,00-2,01 т/га отмечены при внесении К60 на фоне Р40К60 на сортах Северный и КогНп. На сорте ЛМ 98 в этом варианте урожайность была ниже на 0,26-0,27 т/га при НСР05 0,18 т/га.
В среднем за три года исследований урожайность семян льна масличного по вариантам опыта варьировала в диапазоне от 2,20 до 2,64 т/га при НСР05 0,24 т/га.
Наибольшая отзывчивость на внесение удобрений отмечена у сорта канадской селекции КогНп при внесении К30 и К60 на фоне Р40К60, где была сформирована урожайность семян на уровне 2,64 и 2,58 т/га. У отечественных сортов наибольший показатель урожайности был при внесении К60 - 2,44 и 2,54 т/га соответственно.
В среднем по фактору А урожайность сорта КогНп составила 2,49 т/га, или на 0,09 и 0,13 т/га выше, чем у сортов Северный и ЛМ 98. В среднем по фактору В урожайность изучаемых сортов от внесения К90 на фоне Р40К60 увеличивалась на 0,12 т/га, К30 - на 0,20 т/га и К60 - на 0,25 т/га, при НСР05 0,14 т/га.
За три года исследований у сорта льна Северный отмечена самая высокая мас-личность, средний показатель содержания масла находился на уровне 40,7 % (табл. 2). Наиболее благоприятным по погодным условиям для накопления масла для этого сорта оказался засушливый 2014 г., когда этот показатель в среднем составил 42,3 %, что на 4,2-6,4 % больше, по сравнению с другими сортами.
Таблица 2
Содержание масла в семенах льна масличного в зависимости от доз минеральных удобрений
Погодные условия 2015 г. оказались более благоприятными для накопления масла в семенах отечественного сорта ЛМ 98 - на уровне 36,8-40,2 %, и сорта канадской селекции КогНп - 34,0-35,5 %. Эти показатели были выше по сравнению с 2014 г. в среднем на 0,9 %. Следует от-
Сорт Доза удобрений (фактор В) Масличность семян по годам, % Средняя за 3 года масличность семян, %, по
2014 2015 2016 вариантам фактору А фактору В
Северный Р40К60 (фон) 42,0 41,8 37,8 40,5 40,7 37,2
Фон + К30 42,2 41,8 39,1 41,0 37,9
Фон + К60 42,5 41,1 38,6 40,7 37,5
Фон + К90 42,5 40,3 38,9 40,6 36,9
ЛМ 98 Р40К60 (фон) 37,9 39,9 34,9 37,6 37,4
Фон + К30 39,3 40,2 35,2 38,2
Фон + К60 38,4 38,9 34,7 37,3
Фон + К90 36,9 36,8 35,2 36,3
КогНп Р40К60 (фон) 34,5 34,0 32,3 33,6 34,1
Фон + К30 34,6 35,0 34,0 34,5
Фон + К60 33,9 35,5 34,5 34,6
Фон + К90 32,7 34,7 34,0 33,8
метить, что у сорта Северный маслич-ность семян, наоборот, уменьшилась на 1,0 %.
Избыточное атмосферное увлажнение в течение вегетационного периода льна масличного в 2016 г. способствовало снижению масличности в среднем до 38,6 % у сорта Северный, до 35,0 % - у ЛМ 98 и до 33,7 % - у ШгНп.
В среднем за три года по фактору А масличность семян у сорта Северный достигала 40,7 % и превышала показатель у сорта ЛМ 98 на 3,3 % и сорта №г1ш на 6,6 %. В среднем по вариантам фактора В внесение на фоне P40K60 азота в дозах
и N9» не оказало значительного влияния на масличность семян.
В то же время по всем изучаемым сортам отмечена тенденция снижения содержания масла в семенах с увеличением вносимой дозы азотных удобрений до N9^ Наилучший эффект достигался при применении азота в дозе дальнейшее увеличение дозы до N90 приводило к снижению масличности семян.
Оптимальный жирно-кислотный состав растительных масел определяется не только питательной ценностью той или иной жирной кислоты, но и пригодностью масла для хранения и переработки. В состав льняного масла входит пять основных жирных кислот: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая и а-линоленовая. Полезные нутрицевтиче-ские свойства льняного масла обусловлены высоким содержанием в нем моно- и полиненасыщенных жирных кислот, в особенности уровнем а-линоленовой кислоты [1].
Однако в настоящее время активно ведутся исследования по созданию и внедрению в производство низколинолено-вых сортов льна масличного для использования в пищевых целях. Данное масло содержит около 2 % линоленовой кислоты и приближается по своему составу к подсолнечному, что обусловливает увеличение срока хранения продукта без потери вкусовых качеств [4].
В наших исследованиях мы изучали два стандартных по жирно-кислотному
составу сорта льна масличного (Северный и №г1ш) и один низколиноленовый сорт ЛМ 98. Жирно-кислотный состав льняного масла варьировал по годам исследования (рисунок).
1 нС 16:0 (пальмитиновая кислоте) 4аС 18 0 (стеариновая тел от а)
~аС 18:1 (олеиновая кислота) 5нС 18 2 (лииолевая кислота)
3 ОС 18:3(линоленоваяшслота)
Рисунок - Жирно-кислотный состав масла семян различных сортов льна масличного в зависимости от фона минеральных удобрений, % от суммы (среднее за 2014-2016 гг.)
В прохладном 2015 г. у сортов Северный и №г1ш в масле сформировалось наибольшее количество ненасыщенной а-линоленовой кислоты - от 56,9 до 60,7 %, а также наименьшее количество насыщенных пальмитиновой и стеариновой кислот - 4,0-5,1 и 2,0-3, 2 % соответственно. Избыток влаги в 2016 г. привел к увеличению содержания линолевой кислоты на 1-2 % у данных сортов. Засушливый вегетационный период 2014 г. способствовал максимальному накоплению олеиновой кислоты - до 22-29 %, по сравнению с 16-21 % в 2015 г. и 14-1 5 % в 2016 г.
У сорта ЛМ 98 в 2015 г. отмечено наибольшее содержание в масле линолевой кислоты - 74,5-76,6 %, наименьшее количество олеиновой (13,3-14,7 %) и насыщенных пальмитиновой (4,9-5,2 %), стеариновой (2,3-2,4 %) кислот. Количество а-линоленовой кислоты было на одном уровне с показателем в 2016 г. (2,64,1 %), что в 2 раза выше по сравнению с показателем в 2014 г.
За три года проведения эксперимента на жирно-кислотный состав масла льна масличного в большей степени оказывали влияние сортовые особенности и в меньшей степени применение минеральных удобрений. Наибольшее содержание а-линоленовой кислоты отмечено у сорта Северный - на уровне 56-57 %, что на 2 % больше по сравнению с сортом КогНп. Сорт ЛМ 98 характеризовался высоким содержанием линолевой кислоты - 72-74 %. По всем изучаемым сортам доля насыщенных жирных кислот не превышает 10 %.
Выводы. В условиях Ленинградской области на дерново-карбонатной почве при естественном увлажнении и внесении минеральных удобрений в дозе К30Р40К60 ежегодно можно получать семена льна масличного с урожайностью 2,2-2,6 т/га.
Самым высокомасличным сортом в области является Северный с показателем содержания масла 41 %, что выше на 37 % по сравнению с другими изучаемыми сортами. Масличность у сортов ЛМ 98 и КогНп находилась на уровне 36-38 и 3435 % соответственно.
Внесение минерального азота в дозе К30 способствует увеличению на 0,50,9 % масличности у всех изучаемых сортов льна масличного. Дальнейшее увеличение дозы азота до К90 приводит к незначительному снижению масличности, и этот фактор не зависит от сортовых особенностей.
Показатели качества масла подвержены изменениям в зависимости от погодных условий. Наибольшее содержание ненасыщенной а-линоленовой кислоты отмечено у сорта льна Северный - на уровне 56-57 %, что на 2 % больше по сравнению с сортом КогНп. Сорт ЛМ 98 характеризуется высоким содержанием (72-74 %) линолевой кислоты и может использоваться на пищевые цели.
Список литературы
1. Галицкий Д.Н., Шаманин В.П. Зависимость накопления масла и жирно-кислотного состава от условий окружающей среды в семенах льна масличного в южной лесостепи Омской области // Омский научный вестник. - 2014. - № 2 (134). - С. 169-173.
2. Дьяков А.Б. Физиология и экология льна. - ГНУ ВНИИМК РАСХН, 2006. -214 с.
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки исследований). - М.: Колос, 1986. -476 с.
4. Скляров С.В. Жирно-кислотный профиль и оксистабильность масла низ-колиноленовых образцов льна масличного // Масличные культуры. Науч.-тех. бюллетень ВНИИМК. - 2012. - Вып. 2 (151-152). - С. 91-95.
References
1. Galitskiy D.N., Shamanin V.P. Zavisimost' nakopleniya masla i zhirno-kislotnogo sostava ot usloviy okruzhayushchey sredy v semenakh l'na maslichnogo v yuzhnoy lesostepi Omskoy oblasti // Omskiy nauchnyy vestnik. - 2014. -№ 2 (134). - S. 169-173.
2. D'yakov A.B. Fiziologiya i ekologiya l'na. - GNU VNIIMK RASKhN, 2006. -214 s.
3. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki issledovaniy). - M.: Kolos, 1986. - 476 s.
4. Sklyarov S.V. Zhirno-kislotnyy profil' i oksistabil'nost' masla nizkolinolenovykh obraztsov l'na maslichnogo // Maslichnye kul'tury. Nauch.-tekh. byulleten' VNIIMK. -2012. - Vyp. 2 (151-152
