Россия
Приведены результаты исследований по изучению разных доз калийных удобрений в сочетании с фосфорными, как при отдельном применении, так и совместно с биопрепаратом Гумимакс, при возделывании люпина узколистного на зеленую массу в полевом опыте на дерново-подзолистой песчаной почве (с плотностью загрязнения 20 Kи/км2 и более). Изучена эффективность влияния доз калийных удобрений и биопрепарата Гумимакс на урожайность, накопление 137Сs и кормовую ценность зеленой массы люпина узколистного. Установлено, что применение биопрепарата Гумимакс обеспечивает увеличение урожайности зеленой массы люпина до 69 %. Применение биопрепарата на всех фонах внесения удобрений обеспечивает повышение содержания сырого протеина в зеленой массе люпина. Последовательно возрастающие дозы калия в сочетании с P45 как при отдельном применении, так и совместно с биопрепаратом снижали удельную активность 137Сs более чем в 2,5 раза. Для снижения накопления 137Cs в зеленой массе люпина ниже допустимого уровня дозы минеральных удобрений не должны быть ниже Р45K150.
люпин узколистный, дерново-подзолистая почва, фосфорные и калийные удобрения, биопрепарат, урожайность, качество, накопление, 137Сs
Люпин — ценная бобовая культура, используемая на зеленый корм, силос, зернофураж и в качестве сидерата. Люпин — незаменимый ингредиент при получении сбалансированных кормов [1–3]. Люпин является важной зернобобовой культурой на дерново-подзолистых песчаных почвах легкого механического состава. Зеленая масса люпина и пожнивно-корневые остатки — важный фактор биологизации земледелия, энерго- и ресурсосбережения [4; 5]. Зерно люпина рассматривается как источник сбалансированного, легкоусвояемого и экологически чистого белка в рационе кормления всех видов животных [6–8]. Вместе с тем повышенное накопление 137Cs ограничивает его применение. Снижение накопления радионуклидов в растениях является важнейшей задачей для обеспечения животноводства высокобелковыми кормами и возращения люпина как удобрительной культуры песчаных почв [9–11]. Система применения удобрений существенно влияет на поступление радионуклидов в растения и их накопление в урожае. Поэтому использование удобрений, в том числе и в сочетании с другими мероприятиями, а также применение новых сортов сельскохозяйственных культур, должно способствовать уменьшению поступления в растения радионуклидов и улучшению экологической обстановки [12–14].
Цель исследований: оценка эффективности применения минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс на урожайность и качество зеленой массы люпина узколистного, возделываемого на дерново-подзолистой песчаной почве, загрязненной радионуклидами.
Материалы и методы. Исследования по изучению эффективности минеральных удобрений и биопрепарата проводились в краткосрочном полевом опыте на полях Новозыбковской сельскохозяйственной опытной станции – филиала ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» в 2016–2018 гг.
Почва опытного участка дерново-подзолистая легкого гранулометрического (механического) состава, агрохимические показатели плодородия почвы пахотного слоя до закладки опыта были следующими: гумус (по Тюрину) — 1,6 %, рНKCl = 4,87; Нг (по Каппену–Гильковицу) — 2,41 мг-экв/100 г почвы; S (по Каппену–Гильковицу) — 2,59 мг-экв/100 г почвы; содержание подвижных форм фосфора (Р2О5) (по Кирсанову) — 32,1 мг/100 г почвы, содержание подвижных форм калия (K2О) (по Кирсанову) — 11,1 мг/100 г почвы.
Активность почвенного участка в опыте — 2900–3200 Бк/кг, плотность загрязнения почвы 137Cs в результате Чернобыльской катастрофы составляет 21 Ки/км2, или 777 кБк/м2.
Опыт проводился в трехкратной повторности, расположение делянок систематическое. Общая площадь посевной делянки — 36 м2, учетная —
Под люпин вносили минеральные удобрения: Рсд (22 % Р2О5), Kх (56 % K2О) вручную, в разброс под предпосевную обработку почвы.
Полевой опыт, лабораторно-аналитические работы и статистический анализ проводились по методикам [15–18].
Исследования проводились на четырех фонах применения минеральных удобрений: первый фон — контрольный (без внесения удобрений); второй фон — Р45K90; третий фон — Р45K120; четвертый фон — Р45K150.
В наших исследованиях изучался биопрепарат Гумимакс для предпосевной обработки семян и обработки вегетирующих растений. Семена обрабатывались непосредственно перед посевом, посевы обрабатывали в фазу начала бутонизации в дозе, рекомендованной производителем: 200 л воды на 1 га. Гумимакс — современный торфогуминовый препарат, стимулятор роста и развития растений, адаптоген, антидот, иммуномодулятор.
Результаты и обсуждение. Установлено, что урожайность зеленой массы люпина (в среднем за три года) на контрольном варианте, без внесения минеральных удобрений, была самой низкой — 22,9 т/га (табл. 1). Предпосевная обработка семян Гумимаксом, на фоне без внесения удобрений, увеличила урожайность до 35,9 т/га (+13,0 т/га). Применение препарата Гумимакс по вегетирующим растениям люпина, на контрольном фоне, увеличило урожайность зеленой массы до 38,3 т/га (прибавка 69 %). Фосфорно-калийные удобрения в дозе Р45K90 увеличили урожайность зеленой массы люпина узколистного на 18 %, обработка семян Гумимаксом на этом фоне увеличила урожайность зеленой массы люпина на 44 %, а при обработке вегетирующих растений люпина урожайность увеличилась на 63 %.
1. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс
на урожайность зеленой массы люпина (среднее за годы исследований)
|
Варианты |
Урожайность, т/га |
Прибавка, + |
||
|
общая |
от биопрепарата, т/га |
|||
|
т/га |
% |
|||
|
Контроль — фон 1 |
22,9 |
— |
— |
— |
|
Фон 1 + обработка семян Гумимаксом |
35,9 |
13,0 |
57 |
13,0 |
|
Фон 1 + обработка растений Гумимаксом |
38,3 |
15,9 |
69 |
15,9 |
|
Р45K90 — фон 2 |
27,0 |
4,1 |
18 |
— |
|
Фон 2 + обработка семян Гумимаксом |
38,1 |
14,1 |
62 |
10,0 |
|
Фон 2 + обработка растений Гумимаксом |
41,6 |
18,7 |
82 |
14,6 |
|
Р45K120 — фон 3 |
30,5 |
7,6 |
33 |
— |
|
Фон 3 + обработка семян Гумимаксом |
45,7 |
18,7 |
82 |
11,1 |
|
Фон 3 + обработка растений Гумимаксом |
46,3 |
23,4 |
102 |
15,8 |
|
Р45K150 — фон 4 |
33,2 |
10,3 |
45 |
— |
|
Фон 4 + обработка семян Гумимаксом |
45,8 |
22,9 |
100 |
12,6 |
|
Фон 4 + обработка растений Гумимаксом |
46,8 |
23,9 |
104 |
13,6 |
|
НСР05, т/га |
3,9 |
|
||
|
Р, % |
3,6 |
|||
Последовательное увеличение доз калийных удобрений, вносимых c Р45, увеличивало урожайность зеленой массы до 45 %. Максимальное увеличение урожайности зеленой массы люпина за счет применение препарата Гумимакс как при обработке семян, так и при применении его по вегетирующим растениям было на контрольном фоне (без внесения удобрений).
Основными показателями качества и кормовой ценности для люпина является содержание белка и алкалоидов. Содержание белка в зеленой массе на контроле составило 13,69 % (табл. 2), в вариантах применения минеральных удобрений и биопрепарата содержание белка повышалось, максимальное содержание белка получено в варианте с применением минеральных удобрений в дозе Р45K150 + обработка семян Гумимаксом — 17,44 %.
2. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс
на качество зеленой массы люпина (среднее за годы исследований)
|
Варианты |
Содержание (%) на воздушно-сухое вещество |
Содержание 137Cs, Бк/кг |
|||
|
алкалоиды |
сырой протеин |
сырой жир |
клетчатка |
||
|
Контроль — фон 1 |
0,028 |
13,69 |
1,23 |
31,28 |
183 |
|
Фон 1 + обработка семян Гумимаксом |
0,027 |
13,63 |
1,24 |
31,75 |
143 |
|
Фон 1 + обработка |
0,036 |
14,38 |
1,27 |
33,76 |
150 |
|
Р45K90 — фон 2 |
0,033 |
14,19 |
1,30 |
31,06 |
148 |
|
Фон 2 + обработка семян Гумимаксом |
0,040 |
15,38 |
1,36 |
30,88 |
130 |
|
Фон 2 + обработка |
0,038 |
16,13 |
1,33 |
29,54 |
125 |
|
Р45K120 — фон 3 |
0,033 |
14,50 |
1,33 |
30,87 |
101 |
|
Фон 3 + обработка семян Гумимаксом |
0,038 |
14,25 |
1,39 |
31,19 |
90 |
|
Фон 3 + обработка |
0,041 |
15,38 |
1,37 |
32,02 |
91 |
|
Р45K150 — фон 4 |
0,042 |
14,94 |
1,29 |
33,46 |
87 |
|
Фон 4 + обработка семян Гумимаксом |
0,035 |
17,44 |
1,37 |
31,01 |
73 |
|
Фон 4 + обработка |
0,033 |
14,56 |
1,39 |
34,64 |
67 |
|
НСР05 |
0,003 |
0,43 |
0,04 |
1,34 |
13 |
Содержание алкалоидов в зеленой массе на контроле составило 0,028 %, от применения минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс содержание алкалоидов повышалось до 0,042 %.
Содержание жира в зеленой массе люпина в варианте без применения минеральных удобрений составило 1,23 %, при применении минеральных удобрений и препарата Гумимакса присутствовала устойчивая тенденция к повышению содержания жира в зеленой массе люпина узколистного.
Важным показателем качества сельскохозяйственных культур в зоне радиоактивного загрязнения является содержание 137Cs в конечной продукции растениеводства, соответствующей требованиям ВП 13.5.13./ 06–01, для зеленой массы — 100 Бк/кг.
Удельная активность 137Сs в зеленой массе люпина на контрольном варианте в 1,8 раза превышает нормативно допустимый уровень (табл. 2), при обработке семян и растений Гумимаксом на этом фоне отмечено снижение содержание радионуклидов на 40 Бк/кг. На варианте применения минеральных удобрений в дозе Р45K90 как отдельно, так и совместно с препаратом Гумимакс отмечалось снижение содержания 137Сs, но его количество также превышало допустимый уровень. Применение калийного удобрения в дозе 120 кг/га совместно с фосфорным (Р45), не снижало содержание радиоцезия ниже допустимого уровня, но было отмечено положительное действие препарата Гумимакс на снижение радионуклидов на этом фоне минерального питания. На фоне Р45K150, как отдельно, так и совместно с применением препарата Гумимакс, отмечалось снижение накопление 137Сs в зеленой массе ниже нормативно допустимого уровня, из этого следует, что зеленую массу люпина с этих вариантов можно использовать на корм животным без ограничений.
Кормовая ценность зеленой массы люпина узколистного представлена в таблице 3. Сбор кормовых единиц с 1 га в зеленой массе люпина в контрольном варианте составил 2,17 т/га, максимальный сбор кормовых единиц был в вариантах с дозой минеральных удобрений Р45K120–150 совместно с применением препарата Гумимакс как на семенах, так и при применении его по вегетирующим растениям люпина.
3. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс на кормовую ценность зеленой массы люпина узколистного (среднее за годы исследований)
|
Варианты |
Выход переваримого протеина, т/га |
Выход кормовых единиц, т/га |
Обменной энергии, ГДж/га |
|
Контроль — фон 1 |
0,37 |
2,17 |
32,90 |
|
Фон 1 + обработка семян Гумимаксом |
0,57 |
3,27 |
55,95 |
|
Фон 1 + обработка растений Гумимаксом |
0,63 |
3,29 |
52,81 |
|
Р45K90 — фон 2 |
0,44 |
2,47 |
37,57 |
|
Фон 2 + обработка семян Гумимаксом |
0,69 |
3,49 |
52,89 |
|
Фон 2 + обработка растений Гумимаксом |
0,80 |
3,95 |
59,02 |
|
Р45K120 — фон 3 |
0,54 |
2,94 |
44,77 |
|
Фон 3 + обработка семян Гумимаксом |
0,78 |
4,49 |
67,57 |
|
Фон 3 + обработка растений Гумимаксом |
0,88 |
4,30 |
66,30 |
|
Р45K150 — фон 4 |
0,59 |
2,86 |
45,10 |
|
Фон 4 + обработка семян Гумимаксом |
1,00 |
4,52 |
67,78 |
|
Фон 4 + обработка растений Гумимаксом |
0,80 |
4,03 |
63,58 |
Сбор переваримого протеина в зеленой массе с 1 га в варианте без применения удобрений — 0,37 т/га. Минеральные удобрения (фосфорно-калийные) и применение препарата Гумимакс значительно увеличивали урожайность зеленой массы люпина и содержание сырого протеина в ней, и соответственно увеличивался сбор переваримого протеина до 1,00 т/га (вариант Р45K150 + обработка семян Гумимаксом).
Из полученных экспериментальных данных можно сделать вывод, что обменная энергия в зеленой массе люпина узколистного увеличивалась по вариантам опыта с 32,90 до 67,78 ГДж.
Исходя из результатов проведенных нами исследований, можно отметить, что максимальная урожайность зеленой массы люпина узколистного, возделываемого на дерново-подзолистой песчаной почве загрязненной радионуклидами, была получена на фоне внесения минеральных удобрений в дозе Р45K150 + обработка растений Гумимаксом: общая прибавка составила 104 %. Анализируя результаты проведенных нами исследований можно отметить, что для получения зеленой массы люпина, соответствующей нормативным требованиям по содержанию радионуклидов, необходимо вносить минеральные удобрения в дозе не менее Р45K150.
1. Саввичева И. К., Лихачёв Б. С. Селекция люпина желтого на Брянщине // Кормопроизводство. - 2012. - № 5. - С. 29-31.
2. Яговенко Г. Л., Белоус Н. М., Яговенко Л. Л. Люпин в земледелии центрального региона России: влияние на агрохимические свойства серой лесной почвы и продуктивность севооборотов : монография. - Брянск, 2011. - 182 с.
3. Зернобобовые культуры и однолетние бобовые травы: биология и технология возделывания : монография / Н. М. Белоус, В. Е. Ториков, И. Я. Моисеенко, О. В. Мельникова. - Брянск, 2010. - 151 с.
4. Такунов И. П. Люпин в земледелии России : монография. - Брянск : Придесенье, 1996. - 372 с.
5. Кормопроизводство, рациональное природопользование и агроэкология // В. М. Косолапов, И. А. Трофимов, Г. Н. Бычков [и др.]. - Кормопроизводство. - 2016. - № 8. - С. 3-8.
6. Емельянов А. В. Люпин узколистный и яровой рапс в полевом кормопроизводстве на серых лесных почвах юго-запада Нечерноземной зоны Российской Федерации : автореф. … дис. канд. с.-х. наук. - Брянск, 2004. - 20 с.
7. Новик Н. В. Сортовые реакции люпина желтого и узколистого на предпосевную инокуляцию семян штаммами Rhizobium Lupini : автореф. … дис. канд. с.-х. наук. - Брянск. 2005. - 18 с.
8. Косолапов В. М., Чернявских В. И. Кормопроизводство: состояние, проблемы и роль ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» в их решении // Достижения науки и техники АПК. - 2022. - Т. 36. - № 4. - С. 5-14.
9. Влияние минеральных удобрений и препарата Эпин-Экстра на урожайность и качество зерна люпина узколистного при радиоактивном загрязнении агроценозов / В. В. Пашутко, В. Ф. Шаповалов, Н. М. Белоус [и др.] // Агрохимический вестник. - 2017. - № 3. - С. 19-22.
10. Косолапов В. М., Чернявских В. И., Костенко С. И. Новые сорта кормовых культур и технологии для сельского хозяйства России // Кормопроизводство. - 2021. - № 6. - С. 22-26.
11. Косолапов В. М., Трофимов И. А. Всероссийский НИИ кормов: итоги научной деятельности за 2010 и 2006-2010 годы // Кормопроизводство. - 2011. - № 1. - С. 3-4.
12. Коренев В. Б., Воробьева Л. А., Белоус И. Н. Урожайность кормовых и зерновых культур и накопление 137Сs в зависимости от внесения возрастающих доз калийных удобрений // Вестник Брянской ГСХА. - 2013. - № 5. - С. 3-6.
13. Чернобыль: радиационный мониторинг сельскохозяйственных угодий и агрохимические аспекты снижения последствий радиоактивного загрязнения почв (к 30-летию техногенной аварии на Чернобыльской АЭС) / В. Г. Сычев, В. И. Лунёв, П. М. Орлов, Н. М. Белоус. - М. : ВНИИА, 2016. - 184 с.
14. Косолапов В. М., Чернявских В. И., Костенко С. И. Развитие современной селекции и семеноводства кормовых культур в России // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2021. - Т. 25. - № 4. - С. 401-407.
15. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). - М. : Агропромиздат, 1985. - 351 с.
16. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. Ч. 1. М. : ВИУА, 1975. - 167 с.; Ч. 2. М. : ВИУА, 1983. -171 с.; Ч. 3. М. : ВИУА, 1985. - 131 с.
17. Методические указания по определению естественных радионуклидов в почвах и растениях. - М. : ЦИНАО, 1985. - 22 с.
18. Количественное определение алкалоидов в люпине : методические рекомендации / А. И. Артюхов, Т. В. Яговенко, Е. В. Афонина, Л. В. Трошина. - Брянск : Читай-город, - 2012. - 16 с.
