CC BY
2Научная статья УДК 631.15
001: 10.36508/]оигпа1.2024.96.49.003
ФОРМИРОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ОРГАНОВ ЗЛАКОВ ПРИ ВНЕСЕНИИ ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
Захарова Ольга Алексеевна, Садовая Ирина Игоревна
Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева», г. Рязань, Россия
ol-zahar-ru@yandex. т
Аннотация.
Проблема и цель. Эффективность действия органическо удобрения на основе отходов животноводства изучалось по реакции подземных органов злаков. При изменении пищевого режима почвы растения реагируют на это своим ростом, в том числе подземным органом. Целью настоящих исследований явилось изучение формирования подземных органов злаков в севооборотах при внесении органического удобрения на основе отходов животноводства. Методология. Изучение формирования подземных органов сельскохозяйственных растений проводилось по методике Рожкова с соавт. в натурной обстановке при выкопке шурфа и визуальном наблюдении распространенности, а также в лаборатории ботаники Рязанского ГАТУ при проведении измерений, расчетов и микроскопировании. Обработка результатов исследований с использованием программы Statistika 10. Результаты. Корневая система опытных растений была более мощная с хорошо развитой зоной всасывания. У корневой системы овса Добьем составил 5571 см3, ^ масса 959 г/м2, что на 146% больше, ^ насыщенность почвы 9,2%, что больше на 4,8%, чем у контрольных растений. Максимальные значения по массе корней выявлены в слое 0-15 см, объему и насыщенности почвы корнями - 0-25 см, что согласуется с контрольными растениями. У озимой ржи корневая система развивалась чуть лучше: Добьем корней - 5740 см3, ^ масса 1084 г/м2, что на 21,5% больше, ^ насыщенность почвы 10,4%, что больше на 1,2%, чем у контрольных растений. Максимальные значения по массе корней, объему и насыщенности почвы установлены в слое 20-25 см, что согласуется с контрольными растениями.
Заключение. Изменения подтверждены увеличением объема, массы и насыщенности почвы корнями под овсом на 222 см3/м2, 122 г/ м2, 1,4% соответственно и у озимой ржи по сравнению с контрольными растениями соответственно - на 391 см3/м2, 192 г/м2, 1,2%.
Ключевые слова: корневая система, корни, органическое удобрение, овес, озимая рожь.
Original article
FORMATION OF UNDERGROUND ORGANS OF CEREALS WHEN APPLYING AN ORGANIC FERTILIZER BASED ON ANIMAL WASTE
Zakharova Olga Alekseevna, Sadovaya Irina Igorevna
Federal State Budgetary Institution of Higher Education "Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev", Ryazan, Russia
ol-zahar-ru@yandex. ru
Abstract.
Problem and purpose. The efficiency of an organic fertilizer based on animal waste was studied by the reaction of the underground organs of cereals. When the nutritional regime of the soil changes, plants respond to this with their growth, including their underground organs. The purpose of this research was to study the formation of underground organs of cereals in crop rotations when applying the organic fertilizer based on animal waste.
Methodology. The study of the formation of underground organs of agricultural plants was carried out according to the method of Rozhkov et al. in a natural setting when digging a pit and visually observing the distribution, as well as in the laboratory of botany of Ryazan State Agrotechnological University when carrying out measurements, calculations and microscopy. The research results were processed using Statistika 10 program.
Results. The root system of experimental plants was more powerful with a well-developed absorption zone. In the oat root system, Y volume was 5 571 cm3, Y weight was 959 g/m2, which was 146% more, Y soil saturation was 9.2%, which was 4.8% more than in control plants. The maximum values for the mass of roots were found in the layer of 0-15 cm, the volume and saturation of the soil with roots was 0-25 cm, which was consistent with the control plants. In winter rye, the root system developed a little better: Y root volume was 5 740 cm3, Y weight was 1 084 g/m2, which was 21.5% more, Y soil saturation was 10.4%, which was 1.2% more than in the control plants. The maximum values for root mass, volume and soil saturation were established in a layer of20-25 cm, which was consistent with control plants. Conclusion. The changes were confirmed by an increase in the volume, weight and saturation of the soil with oats roots by 222 cm3/m2, 122 g/m2, 1.4%, respectively, and by 391 cm3/m2, 192 g/m2, 1.2% with winter rye compared to control plants. Keywords: root system, roots, organic fertilizer, oats, winter rye.
Введение
Цель сельскохозяйственного использования почвы - получение максимального урожайности культур при сохранении и повышении плодородия [1]. Сохранение плодородия почвы можно добиться, используя научно обоснованные технологии при производстве продукции. К примеру, рекомендуется обогатить почву органическими удобрениями или средствами на их основе. Авторами создано органическое удобрение на основе перепревшего конского навоза (патенты на изобретение № 2784389 (2022), №2787398 (2023) и бронзовая медаль на Всероссийском конкурсе Архимед), балансовым методом рассчитаны его дозы, на компьютерной программе обосновано внесение его однократно в три года. Эффективность действия органическо удобрения на основе отходов животноводства изучалось по развитию подземных органов злаков. При изменении пищевого режима почвы растения реагируют на это своим ростом, в том числе подземным органом [2, 3, 4, 5]. К.А. Тимирязев, изучив развитие корневых систем разных видов растений, отмечал: «Корень нас интересует, главным образом, как орган поглощения, и с этой точки зрения крайне любопытно составить себе понятие, какое протяжение и какую поглощающую поверхность представляет этот орган» [7]. Целью настоящих исследований явилось изучение формирования подземных органов растений овса сорта Буланый и озимой ржи сорта Веснянка в севооборотах.
Материалы и методы исследований В зоне черноземов выщелоченных Захаровского района Рязанской области проведен натурный опыт в ООО «ЛАГ Сервис-Агро». Овес и озимая рожь возделывались в двух звеньях севооборотов с предшественниками кукуруза и вико-овсяная смесь соответственно. Агротехника традиционная. В данной статье приведены результаты опыта в сравнении на контроле (внесение минеральных удобрений, что было общим фоном) и оптимальных вариантах внесения органического удобрения 10 т/га под овес и 15 т/га под озимую рожь. Фоном служили вносимые минеральные удобрения под овес №5Р45К24 и озимую рожь К12оРюоК5о. Агротехника общепринятая для региона. Изучение корневой системы растений проводилось по методике Рожкова с соавт. при определении объема и массы корней, насыщенности почвы корнями по слоям почвы от 0 до 30 см, корневые волоски - микроскопированием [8, 9]. Обработка результатов исследований с использованием программы 31а1!81:1ка
1о.
Результаты исследований и их обсуждение
Визуально морфология корневых систем овса и озимой ржи мочковатая [6]. По шкале Б.Г. Розанова (1983) корневые волоски до 5...7 мм длиной относятся к тонким корням. Зона всасывания и визуально, и под микроскопом четкая, развитая (рисунок 1 ). Корневая система растений образует огромную поглощающую поверхность, причем у озимой ржи она развита сильнее, чем у овса. Корни соприкасаются с подземными органами соседних растений. Преобладающая часть корней размещена в пахотном слое почвы. Результаты расчетов представлены в таблице 1 .
Таблица 1 - Характеристика корней овса и озимой ржи в опыте
Овес Озимая рожь
Объем Масса Насыщен Объем Масса Насыщенн
Слой почвы корней корней ность почвы корнями корне й корней ость почвы корнями, %
1 2 3 4 5 6 7
контроль
см см3/м2 г/м2 % см3/м2 г/м2 %
0-5 799 160 1,4 825 177 1,7
5-10 501 133 0,7 511 143 1,1
10-15 701 108 1,3 750 114 1,5
15-20 1025 171 1,5 1048 181 1,8
20-25 1063 169 1,9 1099 177 2,1
25-30 1102 96 1,0 1116 100 1,0
£0-15 2001 401 3,4 2086 434 4,3
£15-30 3180 436 4,4 3263 458 4,9
Опытные
варианты
0-5 848 186 1,6 878 199 1,9
5-10 566 146 0,9 565 183 1,3
10-15 745 140 1,6 804 168 1,7
15-20 1133 197 1,7 1149 200 1,9
20-25 1156 189 2,1 1179 225 2,3
25-30 1123 101 1,3 1165 133 1,3
£0-15 2159 472 4,1 2247 550 4,9
£15-30 3412 487 5,1 3493 558 5,5
Анализируя данные таблицы 1 на контрольном варианте корневая система растений овса имела наибольшую массу в слое почвы 15-20 см, в сумме масса корней составила 837 г/м2. Объем всех корней на м2 составил 5181 см3 и наибольшая величина отмечена в слое 20-25 см хотя визуально корни в этом слое были более длинные, но тонкие, чем в слое почвы 15-20 см. Насыщенность почвы корнями в слое 20-25 см была равна 1,9%.£ насыщенности почвы корнями равна 7,8%.
На контрольном варианте корневая система растений озимой ржи имела наибольшую массу в слое почвы 20-25 см, в сумме масса корней составила 1084 г/м2. Объем всех корней в этом слое на м2 был наибольший и составил 5349 см3. Насыщенность почвы корнями в слое 20-25 см была равна 2,1%. £ насыщенности почвы корнями равна 10,1%. Визуально корневая система этой культуры более мощная по сравнению с корневой системой овса.
а б
Рисунок 1 - Микроскопирование корня. Общий вид зоны всасывания
а) овес, б) озимая рожь Figure 1 - Root microscopy. General view of the suction zone a) oats, b) winter rye
Расчеты показателей развития корневых систем у контрольных растений выявили более развитую совокупность корней у озимой ржи, что объясняется ее биологическими особенностями и ранней вегетацией после перезимовки. Так, на контроле £ объема корней у озимой ржи была больше на 3,2%, £ масса - 30% и £ насыщенности почвы корнями - на 1,4% по сравнению с этими показателями у овса.
При обогащении чернозема органическим удобрением зафиксирован £объем корней у овса 5571 см3, £ масса 959 г/м2, что на 146% больше, £ насыщенность почвы 9,2%, что больше на 1,4%, чем у контрольных растений (рисунок 2). Максимальные значения по массе корней выявлены в слое 0-15 см, объему и насыщенности почвы корнями - 0-25 см, что согласуется с контрольными растениями.
При внесении органического удобрения зафиксирован £объем корней у озимой ржи 5740 см3, £ масса 1108 г/м2, что на 24% больше, £ насыщенность почвы 10,4%, что больше на 1,2%, чем у контрольных растений (рисунок 3). Максимальные значения по массе корней, объему и насыщенности почвы установлены в слое 20-25 см, что согласуется с контрольными растениями.
Рисунок 2 - Общий вид подземных органов растений овса без внесения (а) и после внесения (б) органического удобрения на основе отходов животноводства Figure 2 - General view of the underground organs of oat plants without applying (a) and after applying (b) the organic fertilizer based on animal waste
Рисунок 3 - Общий вид подземных органов растений «Озимой ржи без внесения (а) и после
внесения (б) органического удобрения на основе отходов животноводства Figure 3 - General view of the underground organs of winter rye plants without applying (a) and after applying (b) the organic fertilizer based on animal waste
При сравнении результатов опыта, у растений озимой ржи £ массы корней превосходила на 15,5%, £ объему - на 3% и £ насыщенности почвы - на 1,2%. Тогда убывающий ряд представлен как:
масса корней> объем корней> насыщенность почвы корнями. Тимирязев К.А. отмечал, что «корни по массе имеют форму опрокинутого конуса, основание которого находится в пахотном слое, а вершина - в глубоких слоях материнской породы». На рисунке 4 приведена диаграмма массы корней растений по слоям почвы.
ЯОп.оз.рожь
Оп.овес ■ 200-250
■ 150-200 100-150
К. оз.рожь ■ 50-100
■ 0-50
К.овес
0-5 5.-10. 10.-15. 15-20 20-25 25-30
Рисунок 4 - Диаграмма массы корней растений по слоям почвы К.овес, К.оз.рожь - контрольные растения Оп.овес, Оп.оз.рожь - опытные растения Figure 4 - Diagram of the mass of plant roots by soil layers K.oats, Kwinter rye - control plants Op.oats, Opwinter rye - experimental plants
Отдельные корни у растений на контроле распространялись до 100 см, у опытных растений - до 120-140 см.
К.овес Оп
48 44 4 2
.оз.рожь
Статистическая обработка результатов взвешивания всех корней контрольных и опытных растений овса и озимой ржи показала прямую зависимость массы корней от вносимого органического удобрений при г=0,80 и Г=0,83 И ИХ объема Г=0,78 И Г=0,74 Рисунок 5 - Поверхность отклика между соответственно, которая выражена массой корней, их объемом и дозой графиком (рисунок 5). вн°сим°г° °рганическ°г° удобрения на
основе отходов животноводства Figure 5 - Response surface between the mass
of roots, their volume and the dose of the applied organic fertilizer based on animal waste Заключение
На основании результатов проведенного опыта можно отметить благоприятное влияние вносимого органического удобрения на формирование подземного органа злаков, что подтверждено увеличением объема, массы и насыщенности почвы корнями по сравнению с контрольными растениями под овсом на 222 см3/м2, 122 г/м2, 1,4% соответственно, аналогично и у растений озимой ржи - на 391 см3/м2, 216 г/м2, 1,2% соответственно.
Библиографический список
1. Агрохимия / Б. А. Ягодин, Ю. П. Жуков, В. И. Кобзаренко. Под ред. Б. А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с. URL: https://djvu. online/file/e4jjDmOQCM7An
2. Глухих, М.А. Агрометеорология / М.А. Глухих. - СПб.: Лань,2022.- 200 с. URL: https://www.litres.ru/book/min-afonasevich-gluhih/agrometeorologiya-66000970/
3. Захарова, О. А. Удивительные растения / О. А. Захарова, А. В. Добродей.
- Рязань: РГАТУ, 2007. - 65 с. URL: https: //yandex.ru/search/?text=3 .%09Захарова%2С+О.+А.+Удивительные+растен ия+°/с^+0.+А.+Захарова%2С+А.+В.+Добродей.+Рязань%3А+РГАТУ%2С+200 7&lr=11&clid=2897159-30&win=622
4. Захарова, О.А. Словарь ботанических терминов и определений / О.А. Захарова. - Рязань: Политех, 2011. - 305 с. URL: https://rucont.ru/efd/49353
5. Зинченко, С.И. Особенности развития корневой системы зерновых культур / С.И. Зинченко // Земледелие, 2015. - №6. - С.32-35. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-razvitiya-kornevoy-sistemy-zernovyh-kultur
6. Колягин, Ю.С. Корневая система галеги восточной в зависимости от различных условий питания растений / Ю.С. Колягин, Ю.Корольков // Вестник Воронежского государственного аграрного университета, 2011.- №1. - С. 21-22. URL: https://rucont.ru/efd/383506
7. Тимирязев, К.А. Избранные сочинения в 4-х т./ К.А.Тимирязев - И., 1948.
- Т.2. - С. 26. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01005590136
8. Хачатуров, Э.Г. Особенности роста зародышевой корневой системы Triticum durum Desf. Сортов Саратовской коллекции / Э.Г. Хачатуров, В.В. Коробко // Известия Саратовского университета. Новая серия. Сери «Химия. Биология. Экология», 2020. - №3. - С.23-28. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-rosta-zarodyshevoy-kornevoy-sistemy-triticum-durum-desf-sortov-saratovskoy-selektsii
9. Хромова, Т.М. Ботаника с основами физиологии растений/ Т.М. Хромова. - СПб.: Лань, 2024. - 380 с. URL: https://www.litres.ru/book/t-m-hromova/botanika-s-osnovami-fiziologii-rasteniy-67485042/
References
1. Agrokhimiya / B. A. Yagodin, Yu. P. Zhukov, V. I. Kobzarenko. Pod red. B. A. Yagodina. - M.: Kolos, 2002. - 584 s. URL: https://djvu.online/file/e4jjDmOQCM7An
2. Glukhikh, M.A. Agrometeorologiya / M.A. Glukhikh. - SPb.:Lan', 2022. - 200 s. URL: https://www.litres. ru/book/min-afonasevich-gluhih/agrometeorologiya-66000970/
3. Zakharova, O.A. Udivitel'nyye rasteniya / O.A. Zakharova, A.V. Dobrodey. -Ryazan': RGATU, 2007. - 65 s. URL: https://yandex.ru/search/?text=3.%09Zakharova%2C+O.+A. + Udivitel'nyye+rasteni ya+%2F+O.+A.+Zakharova%2C+A.+ V. +Dobrodey.+-+Ryazan'%3A+RGATU%2C+2007&lr=11&clid=2897159-30&win=622
4. Zakharova, O.A. Slovar' botanicheskikh terminov i opredeleniy / O.A. Zakharova. -Ryazan' : Politekh, 2011. - 305 s. URL: https://rucont.ru/efd/49353
5. Zinchenko, S.I. Osobennosti razvitiya kornevoy sistemy zernovykh kul'tur / S.I. Zinchenko // Zemledeliye, 2015. - № 6. - S. 32-35. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-razvitiya-kornevoy-sistemy-zernovyh-kultur
6. Kolyagin, Yu.S. Kornevaya sistema galegi vostochnoy v zavisimosti ot razlichnykh usloviy pitaniya rasteniy / Yu.S. Kolyagin, Yu. Korol'kov // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2011. - № 1. - S. 21-22. URL: https://rucont.ru/efd/383506
7. Timiryazev, K.A. Izbrannyye sochineniya v 4-kh t./K.A.Timiryazev -1., 1948. - T. 2. - S. 26. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01005590136
8. Khachaturov, E.G. Osobennosti rosta zarodyshevoy kornevoy sistemy Triticum durum Desf. Sortov Saratovskoy kollektsii / E.G. Khachaturov, V.V. Korobko // Izvestiya Saratovskogo universiteta. Novaya seriya. Seri «Khimiya. Biologiya. Ekologiya», 2020. - № 3. - S. 23-28. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-rosta-zarodyshevoy-kornevoy-sistemy-triticum-durum-desf-sortov-saratovskoy-selektsii
9. Khromova, T.M. Botanika s osnovami fiziologii rasteniy / T.M. Khromova. - SPb.: Lan', 2024. - 380 s. URL: https://www.litres.ru/book/t-m-hromova/botanika-s-osnovami-fiziologii-rasteniy-67485042/
