CC BY
34
цена семян подсолнечника в 2015 г. составила 544 долл. США против 449 долл. США в 2010 г.
Таким образом, для увеличения валютной выручки от экспорта конечной продукции мас-ложирового подкомплекса страны целесообразно сократить до минимума поставки масличного сырья за рубеж. Необходимо также больше внимания уделять развитию материально-технической базы масложировой промышленности. В ближайшей перспективе предстоит восстановить отечественное семеноводство и
шире внедрять инновации в производство масличных культур.
Литература
1. Гончаров В.Д., Рау В.В., Селина М.В. Продовольственная безопасность России в условиях ВТО. М.: ИНЭК, 2014. 150 с.
2. Гончаров В.Д., Рау В.В., Селина М.В. Экспортные возможности продовольственного комплекса России // Инвестиции в России. 2016. № 10. С. 13-19.
3. Иванова В.Н., Серегин С.Н. Пищевая промышленность России. М.: Финансы и статистика, 2013. 568 с.
4. Продовольственный комплекс. М.: Колос, 1982. 119 с.
5. Размещение и специализация сельского хозяйства СССР. М.: Колос, 1969. 120 с.
6. Ушачев И.Г. Научные проблемы импортозамещения и формирования экспортного потенциала продукции агропромышленного комплекса России // АПК: экономика, управление. 2016. № 1. С. 6.
УДК 633.321;631.81.095.337
Юрий Пономарев,
аспирант, Анна Прудникова,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Анатолий Прудников,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой, Смоленская государственная сельскохозяйственная академия, г. Смоленск
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА КОРМА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО
Среди продуктов питания населения особое место занимают продукты животноводства. Наибольший дефицит наблюдается по мясу КРС, снижение производства которого пока не удалось преодолеть. В значительной мере это обусловлено низким качеством кормов и особенно дефицитом перевариваемого протеина. Наиболее экономически эффективный способ решения этой проблемы — увеличение площади посева бобовых культур. Среди возделываемых в центральном районе Нечерноземной зоны России кормовых культур особое место занимает клевер луговой, так как именно он имеет способность накапливать до 18%% сырого протеина в сухом веществе. Однако часто этот показатель существенно ниже из-за дефицита многих микроэлементов в дерново-подзолистых почвах, особенно кобальта, цинка, молибдена. В настоящее время начинает получать распространение использование ультрадисперсных частиц (УДЧ) металлов для обработки семян. УДЧ вследствие наноразмерной структуры способны эффективно встраиваться в ферментные системы растительной клетки, что позволяет применять их в низких концентрациях. В данной статье рассматриваются данные полевого опыта, в котором семена клевера лугового сорта Тайлен обрабатывали УДЧ металлов, гуминовых кислот и гуминовых кислот с ультрадисперсными частицами. В результате исследований установлено, что наибольшая прибавка урожая получена от обработки семян гуминовыми кислотами с ультрадисперсными частицами металлов. Она составила 1,5-4,8 т/га сухого вещества. Изучаемые УДЧ металлов и гуминовые кислоты способствовали увеличению содержания сырого протеина в корме на 1,5-2,5%%. При обработке семян УДЧ кобальта содержание протеина составило 22,7%%. Нанопорошки других металлов также способствовали повышению содержания протеина на 1,5-2,5%%.
S u m m a r y
Between all the foodstuffs the people eat the livestock products occupy a significant place. Taking into consideration well balanced and valuable feeding of the livestock, the branch of animal husbandry requires a high coefficient of feed stuffs utility. Providing livestock farming of Non-Black Soil area with high quality feedstuffs is the primary task in increasing the animal husbandry efficiency. According to the modern stages of agriculture development a big attention is paid to the use of safe and economically sound resources which could contribute to the yielding capacity and quality of the feedstuffs. Metal nanopowders with the average size of 20-80 nanometres are of great interest. Having an excess energy, nanoparticles make a beneficial effect on all the processes carrying out in the plants and then intensify them. Meadow clover occupies a particular place in the range of fodder crops cultivated in the Central region of the Non-Black Soil area for it is capable to accumulate protein and essential amino acids. This paper deals with the influence of the treatment of the meadow clover seeds, culti'vars Tailen with nanopowders upon the yielding capacity of stern. The presowing treatment of the seeds with metal nanopowders as well as with humic acids and humic acids containing superdispersed particles revealed the most efficient on the culti'var Tailen. The increase of the control was 1.5-4.8 tons per hectare. Metal nanopowders and humic acids under study exerted a great influence on chemical composition of feedstuffs. The culti'var Tailen was more influenced by the effects of nanopowders. The protein content increased from 17.6% (the control) to 22.7% (Со). Nanopowders of other metals also stimulated the increase of the protein content 1.5-2.5%.
Ключевые слова: клевер луговой, ультрадисперсные частицы металлов, предпосевная обработка семян, гуминовые кислоты. Keywords: meadow clover, ultrafine particles of metals, presowing treatment of seeds, humic acid.
Эффективность кормопроизводства определяется урожайностью кормовых культур и сбалансированностью кормов по протеину, макро- и микроэлементам для животных. Для молочного и мясного скотоводства пока не удалось решить проблему сбалансированности по протеину [2].
Получить сбалансированный корм выгоднее всего с экономической и экологической точек зрения путем выращивания бобовых трав, используемых для производства сенажа и сена. В сухом веществе бобовых содержится 15-19%
сырого протеина, 0,8-1,1% кальция, 0,3-0,45% фосфора и других макро- и микроэлементов [4].
Среди многолетних трав в Нечерноземной зоне России наибольшее распространение получил клевер луговой. Селекционерами созданы высокоурожайные сорта этого вида, которые обеспечивают величину урожая 10-12 т/га сухого вещества [3]. Однако фактическая урожайность редко превышает 4 т/га сухого вещества. Причиной этого часто являются повышенная кислотность почвы и низкая обеспеченность ее макро- и микроэлементами. Если при недо-
статке макроэлементов вносят удобрения (фосфорные, калийные), то на обеспеченность почв микроэлементами практически не обращают внимания. По данным ВИМ, в почвах Нечерноземной зоны имеется острый дефицит кобальта, на кислых почвах низкая и очень низкая обеспеченность молибденом, часто проявляется дефицит цинка.
Несмотря на то, что рекомендованные дозы внесения микроэлементов невысоки, они требуют существенных затрат и поэтому микроэлементы практически не применяются.
60 -
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 6 / 2016
www.mshj.ru
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
В качестве способа решения этой проблемы стали использовать обработку семян различных культур ультрадисперсными частицами (УДЧ) микроэлементов. При использовании на-ноформ металлов достигается не только уменьшение доз внесения, но и высокая эффективность из-за их способности легко встраиваться в ферментные структуры клетки, так как в отличие от ионов микроэлементов им не надо преодолевать «протонный» барьер мембран, а нанораз-мер позволяет встраиваться в белки-ферменты. Исключается также возможность токсического действия микроэлементов, так как большинство из них относится к тяжелым металлам [1]. В работах [6, 7, 8] доказана высокая эффективность УДЧ металлов при обработке семян рапса, капусты, клубней картофеля.
М.М. Сушилина [6] отмечала рост энергии прорастания ярового рапса на 8-9%, Е.В. Зорин и др. [4] — ускорение появления всходов картофеля и сокращение вегетации на 2-3 дня.
Согласно В.Ф. Федоренкову [7], ультрадисперсные частицы металлов повышают устойчивость растений к неблагоприятным условиям среды и урожайность сельскохозяйственных культур. В работе А.Д. Прудникова и др. [8] отмечалось, что при обработке семян клевера лугового Смоленской 29 УДЧ кобальта урожайность возрастала в 1,3 раза.
Методика исследования
Исследование проводилось в 2014-2015 гг. на дерново-подзолистой почве опытного поля Смоленской ГСХА. Агрохимические свойства почвы характеризовались следующими показателями: рН солевой вытяжки — 6,05; гумус — 2,93% (по Тюрину); подвижный Р2О5 — 62 мг/кг (по Кирсанову); обменный К2О — 110 мг/кг (по Кирсанову); содержание подвижных форм микроэлементов в вытяжке Пейве и Риниса: Мп — 45,Си — 2,6, Со — 0,01, Мо (по Григу) — 0,18 млн "1.
Опыт заложен в четырехкратной повтор-ности, размещение вариантов рендомизиро-ванное. Общая площадь делянки 10 м2. Семена клевера лугового сорта Тайлен предварительно замачивали перед посевом в 0,05% растворе на-нопорошков металлов.
Посев клевера провели 17 мая обычным рядовым способом узкорядной ручной сеялкой с нормой высева 18 кг/га беспокровно. Учет урожая проводился сплошным методом. Для изучения был взят сорт клевера лугового Тайлен, районированный в условиях Смоленской области.
Агротехника клевера общепринятая для условий Смоленской области, за исключением изучаемых факторов.
Схема опыта включала изучение следующих вариантов:
1. Замачивание в Н2О — контроль.
2. Обработка семян УДЧ Со.
3. Обработка семян УДЧ ZnO.
4. Обработка семян УДЧ Ре.
5. Обработка семян УДЧ гуминовых кислот.
6. Обработка семян раствором УДЧ гуминовых
кислот с УДЧ металлов.
Замачивание семян проводили в 0,05% растворе УДЧ указанных металлов с предварительным их дроблением в ультразвуковой ванне УЗ ПСБ-Галс с двумя излучателями емкостью 2,8 л, мощностью 150 Вт.
Цель исследования
Цель исследования заключалась в изучении действия ультрадисперсных порошков Со, ZnО, Ре и гуминовых кислот на рост, урожайность, качество корма клевера лугового сорта Тайлен.
Посев клевера проведен в июне 2013 г. В год посева клевер сформировал хорошо развитые всходы, но из-за недостатка влаги не достиг укосной спелости.
В 2014 г. жаркий, сухой май сменился холодным дождливым июнем. В июле-августе выпало 60-70% осадков от нормы, а температура превысила среднюю многолетнюю норму на 1,2-2,1 оС.
Вегетационный период 2015 г. отличался сильно выраженной засухой. С середины июня до конца августа выпало всего 30% осадков от нормы, а температура на 1,5-3,6оС превышала среднемноголетнюю. Влажность в слое почвы 0-30 см снизилась до влажности заведяния.
Следовательно, растения клевера лугового в течение 2 лет испытывали различные виды стрессов: в 2014 г. — пониженной температуры, в 2015 г. — острого дефицита влаги.
Результаты исследования
Результаты обработки семян в 0,05% растворах УДЧ металлов Ре, Со, ZnO и гуминовых кислот проявлялись в ускорении темпов начального роста, что способствовало увеличению полевой всхожести клевера, формированию более мощных побегов и, как следствие, более высокой урожайности (табл. 1).
В 2014 г. тетраплоидный сорт Тайлен сформировал 2 полноценных укоса, а величина урожая превышала 9,4 т/га сухого вещества.
Обработка семян ультрадисперсными частицами металлов и гуминовых кислот благоприятно сказалась на плотности травостоя и габитусе побегов. Благодаря этому отмечено достоверное увеличение урожайности во всех вариантах.
Действие УДЧ металлов различалось по укосам и годам. В первый год использования в первом укосе наибольшая прибавка получена при обработке семян УДЧ Со, Ре и гуминовых кислот + УДЧ. Во втором укосе несколько больший урожай получен при обработке семян УДЧ ZnO и гуминовых кислот + УДЧ.
Таблица 1
Урожайность сена клевера лугового, т/га
Варианты 2014 г. 2015 г. Всего за 20142015 гг.
1 укос 2 укос Итого 1 укос 2 укос Итого
Обработка Н2О — контроль 5,52 3,88 9,4 3,81 2,6 6,41 15,81
Со 7,23 4,2 11,5 5,08 3,0 8,08 19,58
ИпО 6,98 4,62 11,6 5,27 3,07 8,34 19,94
Ре 7,54 3,96 11,08 4,42 2,6 7,02 18,1
Гуминовые кислоты 7,08 3,8 10,88 4,53 2,7 7,23 19,11
Гуминовые кислоты+УДЧ 7,75 4,87 12,12 5,31 3,15 8,46 20,58
НСР05 0,87 0,81
Таблица 2
Химический состав корма, % в сухом веществе
Варианты Сырой протеин Сырая клетчатка Сырая зола Сырой жир БЭВ Р К Са М§
2014 год
0 17,64 29,4 8,16 2,94 41,86 0,49 1,26 0,31 0,77
Со 20,38 30,9 8,11 3,16 37,45 0,49 1,32 0,34 0,79
ИпО 18,9 30,06 8,51 2,87 39,71 0,5 1,34 0,34 0,74
Ре 20,5 31,29 7,69 3,27 37,25 0,5 1,28 0,32 0,79
Гуминовые кислоты 18,88 30,78 8,06 2,84 39,44 0,49 1,28 0,33 0,78
Гуминовые кислоты + Со+ИпО+Ре 17,74 31,75 7,94 3,17 39,4 0,5 1,33 0,3 0,77
2015 год
0 18,61 29,13 8,3 2,76 41 0,47 1,31 0,33 0,82
Со 22,7 29,3 8,53 3,04 36,43 0,46 1,41 0,36 0,81
ИпО 20,87 29,23 7,72 2,83 39,35 0,47 1,32 0,34 0,85
Ре 19,94 29,14 7,98 3,25 39,69 0,47 1,32 0,32 0,85
Гуминовые кислоты 20,18 29,79 8,26 2,71 39,06 0,47 1,36 0,33 0,81
Гуминовые кислоты + Со+ИпО+Ре 21,98 30,4 8,44 3,07 36,11 0,46 1,43 0,35 0,81
МСХЖ — 60 лет!
- 61
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 6 / 2016
Совместное действие комплекса нанопо-рошков металлов и гуминовых кислот обеспечивало прибавку урожайности за 2 укоса 2,72 т/га.
В 2015 г. отмечено заметное снижение урожайности во всех вариантах опыта. Это в большей степени можно объяснить стрессовыми факторами: при формировании первого укоса отмечено длительное понижение температуры, что замедлило симбиотическую азотфиксацию и, как следствие, снизило урожайность; второй укос формировался в условиях повышенных температур и острого дефицита влаги.
В условиях выраженного стресса ультрадисперсные частицы микроэлементов обеспечили увеличение урожайности клевера в 1,3-1,26 раза.
Последействие от обработки семян железом и гуминовыми кислотами не обеспечили достоверную прибавку урожая.
Наибольшая урожайность, как и в первый год использования, получена при совместном использовании УДЧ металлов и гуминовых кислот. В сумме за 2 года в этом варианте урожайность возросла на 30,1%; при использовании Со — на 23,8; ZnO — на 26,1; Fe — на 7,2%; гуминовых кислот — на 20,9%.
Обработка семян ультрадисперсными частицами способствовала заметному улучшению качества полученного корма (табл. 2).
Анализ содержания сырого протеина показал, что на средне окультуренных дерново-подзолистых почвах при внесении фосфорно-калийных удобрений, сорт клевера лугового Тайлен способен давать корм с высоким содержанием сырого протеина — 17,64-18,81%.
Отмечено, что обработка ультрадисперсными частицами повышает содержание сырого протеина, в наибольшей степени это свойственно кобальту. Рост содержания сырого протеина составил в 2014 г. — 2,74%, в 2015 г. — 3,89%.
Действие ультрадисперсных частиц оксида цинка и железа проявлялось слабее: ZnO — 1,24 и 2,06%, Ре — 2,89 и 1,13%. В первый год использования совместное действие изучаемых УДЧ металлов и гуминовых кислот практически не изменило содержание сырого протеина, в 2015 г. рост составил 3,17%.
Отмечена тенденция к увеличению содержания сырой клетчатки при использовании уДч металлов. Видимо, это связано с увеличением габитуса боковых долей стеблей в урожае. Закономерного влияния обработки ультрадисперсных частиц на содержание сырой золы, макроэлементов и сырого жира выявить не удалось.
В качестве нежелательной тенденции следует отметить снижение содержания БЭВ при применении ультрадисперсных частиц.
Заключение
Обработка семян клевера лугового сорта Тай-лен УДЧ металлов и гуминовых кислот способствовала росту урожайности сухого вещества. Наибольшая прибавка получена при совместном использовании комплекса ультрадисперсных частиц металлов и гуминовых кислот.
Среди ультрадисперсных частиц металлов больший эффект получили при использовании УДЧ кобальта и УДЧ оксида цинка. Применение ультрадисперсных частиц металлов способство-
вало существенному повышению содержания сырого протеина в сухом веществе.
Литература
1. Косолапов В.М. Рациональное природопользование и агроэкология // Кормопроизводство. 2016. № 8. С. 3-7.
2. Прудников А.Д., Смирнов А.М. Многолетние бобовые травы: монография. Смоленск, 2004. С. 204.
3. Лазарев Н. Н. Научные исследования по кормопроизводству на кафедре растениеводства и луговых экосистем (к 150-летию РГАУ — МСХА имени К. А. Тимирязева) // Кормопроизводство. 2015. № 5. С. 3-8.
4. Зорин Е.В., Полякова О.П., Селиванов В.Н., Фолма-нис Г.Э. Ультрадисперсные порошки микроэлементов на картофеле // Картофель и овощи. 2000. № 6. С. 8.
5. Сармосова А.Н. Влияние ультрадисперсных порошков металлов и биологически активных веществ на урожайность капусты белокочанной и устойчивость растений к болезням: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. М., 2002. С. 26.
6. Сушилина М.М. Влияние ультрадисперсных порошков металлов (УДПМ) — новых микроудобрений на урожайность и качество зеленой массы рапса: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2004. С. 26.
7. Федоренков В.Ф. Нанотехнологии и наноматериалы в агропромышленном комплексе. М.: ФГНУ «Росинформа-гротех», 2008. С. 148.
8. Прудников А.Д., Прудникова А.Г., Коржов А.Ю., Савина Е.А. Направления повышения урожайности кормовых культур и качества кормов в нечерноземной зоне России // Достижения науки и техники АПК. 2014. № 11, т. 28. С. 53-55.
б2
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 6 / 2016
www.mshj.ru
