CC BY
8
У НАС В ГОСТЯХ БРЯНСКИЙ ГАУ
УДК 633.14:631.8:546.36
ОЦЕНКА СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОЗИМОЙ РЖИ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ
11 2 И.Н. Белоус, к.с.-х.н., Л.П. Харкевич, д.с.-х.н., В.Б. Коренев, к.с.-х.н.
1 Брянский государственный аграрный университет, e-mail: [email protected] 2Новозыбковская сельскохозяйственная опытная станция ВНИИ люпина, e-mail: [email protected]
Представлены результаты длительного опыта по изучению совместного действия минеральных и органических удобрений на урожайность и качество зерна озимой ржи в условиях радиоактивно загрязненных почв юго-запада Брянской области. Увеличение доз вносимых удобрений способствовало достоверному росту урожайности зерна озимой ржи (в 1,5-2,2 раза по отношению к контролю) и повышению содержания белка в нем. Накопление макроэлементов в продукции практически не зависело от уровня минерального питания растений, вариабельность составила 0,02%. Изучаемые в опыте системы удобрения способствовали снижению размеров накопления 137Cs в зерне озимой ржи. Удельная активность зерна озимой ржи в среднем за годы исследований не превышала норматив и составила 26-58 Бк/кг в зависимости от системы удобрения.
Ключевые слова: озимая рожь, системы удобрений, севооборот, урожайность, сераделла, радиоактивное загрязнение почв.
COMPARATIVE ASSESSMENT OF VARIOUS FERTILIZER SYSTEMS IN CASE OF CULTIVATION OF WINTER RYE IN THE CONDITIONS OF RADIOACTIVE POLLUTION OF THE TERRITORY
1Ph.D. I.N. Belous, 1Dr.Sci. L.P. Kharkevich, 2Ph.D. V.B. Korenev
1 Bryansk State Agrarian University, e-mail: [email protected] 2Novozybkov Agricultural Experimental Station of the ARSRI for Lupine Research, e-mail: [email protected]
Results of long experiment on studying of combined action of mineral and organic fertilizers on productivity and quality of grain of winter rye in conditions are provided it is radioactive the polluted soils of the southwest of the Bryansk region. Increase in doses of the introduced fertilizers promoted the reliable growth of productivity of grain of winter rye (by 1.5-2.2 times in relation to control) and to increase in protein content in it. Accumulating of macrocells in products practically didn't depend on the level of mineral food ofplants, variability made 0.02%. The systems of fertilizer studied in experience promoted decrease in the amount of accumulating 137Cs in grain of winter rye. Specific activity of grain of winter rye on average for years of researches didn't exceed the standard rate and made 26-58 Bq/kg depending on system of fertilizer.
Keywords: winter rye, fertilizer systems, crop rotation, yield, seradella, radioactive pollution of soil.
Озимая рожь - наиболее распространенная зерновая культура в Нечерноземье поскольку наиболее полно отвечает природно-климатическому потенциалу региона. В отличие от других зерновых культур озимая рожь нетребовательна к плодородию почвы, что в условиях малоплодородных дерново-подзолистых почв делает ее культурой низкого экономического риска [1-4]. Однако обеспечение устойчивого роста продуктивности и особенно качества зерна озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения почв вследствие аварии на Чернобыльской АЭС остается важной задачей [5-10]. В современных условиях, когда наблюдается повсеместное сокращение применения минеральных и органических удобрений, одним из важных и доступных резервов
повышения урожайности сельскохозяйственных культур и поддержания плодородия почвы становятся зеленые удобрения [11-16]. Использование в качестве зеленого удобрения бобовых культур, в частности сераделлы, позволяет не только пополнять запасы органического вещества в почве, но и использовать азот, накапливаемый симбиотическими азот-фиксаторами. Благодаря сидерации пахотный слой почвы обогащается элементами минерального питания растений, улучшается водный режим почв, снижается кислотность, увеличивается численность положительных видов микроорганизмов. Сераделла за период вегетации на каждом гектаре посева накапливает до 220 кг азота, то есть столько, сколько его содержится в 30-40 т навоза [17].
_
Цель исследования - изучить действие и взаимодействие минеральных и органических удобрений на урожайность и качество зерна озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения территории.
Объекты и методы исследования. Изучение влияния систем удобрения на урожай и качество зерна озимой ржи проводили в длительном стационарном опыте на Новозыбковской опытной станции. Опыт заложен в 1954-1955 гг. Чередование культур в севообороте: люпин на удобрение - озимая рожь -картофель - овес - сераделла - озимая рожь - люпин на зерно - ячмень. Повторность опыта трехкратная. Общая площадь делянок 246,5 м2, учетная - 156 м2. Схема опыта представлена в таблице 1.
В опыте использовали подстилочный навоз КРС, аммиачную селитру (34,4% N), суперфосфат двойной гранулированный (45,4% Р2О5); калий хлористый (55,8% К2О). Всю расчетную дозу фосфорных удобрений вносили в предпосевную культивацию почвы. Азотные и калийные удобрения применяли дробно. Отаву сераделлы запахивали на удобрение полностью (в среднем 60100 ц/га биомассы).
Агротехника возделывания озимой ржи в опыте соответствовала общепринятой для Центрального региона России. Учет урожая зерна озимой ржи проводили поделяночно методом сплошной уборки зерноуборочным комбайном Сампо-500.
Полевые и лабораторно-аналитические исследования выполняли в соответствии с общепринятыми методиками. Для определения содержания 137Cs в почвенных образцах и растительных пробах отбирали сопряженные пробы, которые анализировали, руководствуясь «Методическими указаниями по определению естественных радионуклидов в почве и растениях» [18]. Измерения проводили на универсальном спектрометрическом комплексе УСК «Гамма Плюс» с программным обеспечением «Прогресс-2000» [19, 20]. Статистическую обработку результатов проводили по Б.А. Доспехову с использованием компьютерной программы STAT, разработанной в ВИУА.
Результаты. В годы исследований урожайность озимой ржи была различной и зависела от метеорологических условий вегетационных периодов. Хотя среднегодовое количество осадков в районе исследований достаточно для формирования высокого
урожая озимой ржи, здесь часто отмечается дефицит влаги в корнеобитаемом слое из-за значительного колебания осадков по годам и неравномерности их распределения в течение вегетации растений. Периоды без дождей продолжительностью 2-3 недели в сочетании со слабой водоудерживающей способностью песчаных почв способны снизить урожайность озимой ржи. Особенно сильно недостаток влаги влияет на урожайность в критические периоды: выход в трубку - колошение, формирование - начало налива зерна. Кроме того, как засуха, так и переувлажнение способствовали снижению эффективности действия изучаемых в опыте удобрений и к недобору урожая.
Анализ корреляции между урожайностью озимой ржи и значениями гидротермического коэффициента (ГТК) свидетельствует о неоднозначной взаимосвязи между этими величинами (табл. 1). Связь между урожаем зерна озимой ржи и ГТК по периодам вегетации зависела от доз удобрений. В мае месяце эта связь была положительной на всех вариантах, кроме контроля, коэффициент корреляции находился в пределах 0,13-0,67. Самое высокое значение коэффициента корреляции (0,67) отмечено в варианте 3. По мере улучшения условий питания растений корреляционная зависимость ослабевала.
Отмечена положительная корреляция урожайности озимой ржи с ГТК июня (г = 0,10-0,53), за исключением контроля и варианта 2. Взаимосвязь между гидротермическим коэффициентом июля и урожайностью оказалась самой слабой. В то же время урожай зерна в контроле, где использовали только зеленое удобрение, сильнее зависел от условий увлажнения в июле (г = 0,22). Отрицательные значения коэффициента корреляции в период вегетации свидетельствуют об устойчивости растений к неблагоприятным внешним факторам. Таким образом, для получения высоких урожаев нужны оптимальные условия погоды. При этом, чем лучше остальные условия развития растений, тем меньше сказывается влияние внешних факторов на урожайность.
В контроле, где запахивали отаву сераделлы, получено 0,85 т/га зерна (рисунок). Минеральная система удобрений совместно с запашкой отавы сераделлы (вариант 2) повышала урожай зерна на 0,43 т/га по отношению к контролю при НСР05, рав-
1. Корреляционная зависимость (r) между урожайностью зерна озимой ржи
и гидротермическим коэффициентом
Вариант Коэффициент корреляции Коэффициент детерминации
ГТКмай ГТКиюнь ГТКиюль ГТКмай ГТКиюнь ГТКиюль
1. Контроль - отава сераделлы -0,16 -0,43 0,22 0,03 0,18 0,05
2. ^0Р60К90 + отава сераделлы 0,13 -0,05 -0,15 0,02 0,005 0,02
3. Навоз, 20 т + ^0Р60К60 + отава сераделлы 0,67 0,53 -0,09 0,45 0,28 0,01
4. Навоз, 20 т + №>0Р60К90 + отава сераделлы 0,28 0,11 -0,11 0,08 0,01 0,01
5. Навоз, 20 т + ^20Р90К120 + отава сераделлы 0,32 0,10 -0,02 0,10 0,01 0,01
_
ной 0,16 т/га. Внесение 20 т/га навоза совместно с минеральными удобрениями в дозе К60Р60К60 и сидератом (вариант 3) обеспечило прибавку 0,65 т/га по отношению к контролю и 0,22 т/га по отношению к варианту 2.
Увеличение уровня внесения минеральных удобрений способствовало росту урожайности зерна озимой ржи. В варианте 5 получено 1,89 т/га зерна озимой ржи. Таким образом, внесение дополнительно К30Р30К30 обеспечило статистически достоверную прибавку (0,18 т/га) по сравнению с вариантом 4. Из удобряемых вариантов самый низкий урожай получен в варианте 2.
Содержание белка в зерне озимой ржи варьировало от 11,0 до 14,9%, в зависимости от варианта. Изучаемые системы удобрения оказывали влияние на содержание белка в зерне озимой ржи. Однако в большей степени на изменение этого показателя оказывали влияние метеорологические условия вегетации. Наиболее высокие показатели содержания белка отмечались в засушливые годы, в более влажные годы оно было ниже. Слабая положительная корреляционная связь между содержанием белка в зерне и гидротермическим коэффициентом отмечена лишь в июне (табл. 2). Наибольшее влияние на формирование белковости зерна озимой ржи оказывали условия увлажнения июля, установлена отрицательная зависимость, то есть, чем больше значение ГТК, тем меньше содержание белка в зерне.
В среднем за годы исследований в контроле, где запахивали всю массу отавы сераделлы, содержалось 12,6% белка (табл. 3). Этот достаточно высокий показатель говорит о том, что сераделла обеспечивала растения элементами минерального питания и по мере усиления фона питания растений возрастала и белковость зерна. По сбору белка с единицы площади выделяется вариант 5 (навоз, 20 т + К120Р90К120 + отава сераделлы).
Урожайность зерна озимой ржи (среднее за 2003-2012 гг.)
2. Корреляционная зависимость (г) между содержанием белка в зерне и гидротермическим коэффициентом
Вариант ГТКмай ГТКИЮнь ГТКиюль
1. Контроль - отава сераделлы -0,06 0,08 -0,36
2. К90Р60К90 + отава сераделлы -0,08 0,05 -0,32
3. Навоз, 20 т + К60Р60К60 + отава сераделлы -0,08 0,04 -0,33
4. Навоз, 20 т + №>0Р60К90 + отава сераделлы -0,06 0,06 -0,32
5. Навоз, 20 т + К120Р90К120 + отава сераделлы -0,02 0,08 -0,34
Содержание макроэлементов в зерне озимой ржи практически не зависело от изучаемых в опыте систем удобрения (табл. 4). Отмечено довольно высокое содержание в зерне как фосфора, так и калия. Вариабельность по содержанию в зерне фосфора и калия была незначительной. Содержание кальция в опыте изменялось в пределах 0,14-0,16%. Внесение органических и минеральных удобрений и сидерата практически не влияло на этот показатель. По отношению к контролю наблюдалась слабая тенденция к увеличению. Содержание магния в слабой степени определялось уровнем минерального питания растений и колебалось в пределах 0,12-0,13%, натрия - 0,04%. Каких-либо определенных закономерностей в изменении содержания магния и натрия по вариантам опыта не установлено.
Удельная активность зерна озимой ржи в контроле в среднем за годы исследований не превышала норматив (70 Бк/кг) и составила 58 Бк/кг (табл. 5). Содержание цезия-137 в зерне было довольно низким даже в контроле. Сераделла, используемая на зеленое удобрение, способствовала улучшению условий минерального питания растений и снижению накопления 137С8 в зерне озимой ржи. На остальных вариантах содержание радионуклида в основной продукции было значительно ниже норматива. По отношению к контролю удельная активность зерна снижалась в 1,5-2,2 раза в зависимости от уровня удобренности. Внесение 20 т/га навоза в дополнение к К90Р60К90 (вариант 4) способствовало статистически достоверному снижению содержания 137С8 по сравнению с вариантом 2. Величина снижения составила 9 Бк/кг зерна при НСР05, равной 6 Бк/кг. Повышение уровня минерального питания растений также способствовало уменьшению удельной активности зерна озимой ржи. Так, внесение дополнительно К30Р30К30 (вариант 5) уменьшало содержание радионуклида в основной продукции по сравнению с вариантом 4 на уровне тенденции. Внесение полного минерального удобрения в сочетании с навозом и сидератом способствовало снижению накопления радионуклидов в основной продукции, что подтверждается также исследованиями, сделанными ранее [4-6].
3. Содержание и сбор сырого белка урожаем
137
5. Удельная активность Cs зерна озимой
Таким образом, совместное применение органических и минеральных удобрений способствовало росту урожайности зерна озимой ржи в 1,5-2,2 раза и увеличению содержания белка в нем. Содержание макроэлементов в продукции практически не зависело от уровня минерального питания растений. В условиях дерново-подзолистых почв доза N120P90K120 совместно с 20 т/га навоза и заделкой сидерата наиболее эффективна, прибавка урожая зерна составила 1,04 т/га. Удельная активность зерна в среднем за годы исследований не превышала норматива и составила в контроле 58 Бк/кг. По мере улучшения условий питания растений этот показатель снизился до 26 Бк/кг.
Литература
1. Алабушев А.В., Раева С. А. Стабилизация производства зерна в условиях вступления России в ВТО // Зерновое хозяйство России, 2013, № 1. - С. 5-9.
2. Малявко Г.П. Продуктивность озимой ржи при разных уровнях использования средств химизации // Агрохимический вестник, 2009, № 3. - С. 22-23.
3. Малявко Г.П., Белоус И.Н., Пиняев А.Б. Влияние аг-рохимикатов на засоренность посевов и урожайность озимой ржи // Вестник Брянской ГСХА, 2011, № 2. - С. 17-22.
4. Белоус И.Н., Коренев В.Б., Воробьева Л.А. Влияние сочетания органических и минеральных удобрений в севообороте на продуктивность сельскохозяйственных культур и плодородие почвы // Молодой ученый, 2015, № 8.3 (88.3). -С. 4-10.
5. Малявко Г.П., Белоус И.Н. Возделывание озимой ржи на радиоактивно загрязненных почвах // Агрохимический вестник, 2012, № 5. - С. 17-19.
6. Харкевич Л.П., Малявко Г.П., Белоус И.Н., Шаповалов В.Ф., Коренев В.Б. Влияние удобрений и химических средств защиты растений на урожайность и накопление
Cs в зерне озимой ржи в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС // Вестник Брянской ГСХА, 2016, № 2 (54). -С. 28-35.
7. Жигарева Т.Л., Ратников А.Н., Алексахин Р.М., Попова Г.И., Петров К.В., Белоус Н.М., Куриленко А.Т. Влияние технологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур на накопление 137Cs в урожае // Агрохимия, 2003, № 10. -С. 67-74.
8. Драганская М.Г., Моисеенко Ф.В., Белоус Н.М. Сельскохозяйственное производство в условиях радиоактивного загрязнения почв // Агрохимический вестник, 1996, № 3. -С. 32-33.
9. Белоус Н.М., Малявко Г.П., Талызин В.В., Шаповалов В.Ф. Условия производства зерна озимой ржи на радиоактивно загрязненных почвах // Агрохимический вестник, 2009, № 2. -С. 2-3.
10. Белоус Н.М., Сычев В.Г., Шаповалов В.Ф., Белоус И.Н. Влияние длительного применения средств химизации на продуктивность плодосменного севооборота и плодородие дерново-подзолистой почвы в условиях радиоактивного загрязнения // Плодородие, 2013, № 3. - С. 1-3.
11. Белоус Н.М., Харкевич Л.П. Влияние азотных удобрений и ретардантов на полегаемость, продуктивность и качество зерна озимой ржи // Агрохимия, 1999, № 5. - С. 55-62.
12. Коренев В.Б., Воробьева Л.А., Белоус И.Н. Урожай-
137,-л
ность кормовых и зерновых культур, и накопление Сs в зависимости от внесения возрастающих доз калийных удобрений // Вестник Брянской ГСХА, 2013, № 5. - С. 3-6.
13. Коренев В.Б., Белоус И.Н., Воробьева Л.А., Яговенко Г.Л. Действие системы удобрений и погодных условий на урожайность озимой ржи в севообороте в условиях юго-запада Нечерноземной зоны // Земледелие, 2015, № 7. - С. 34-36.
14. Сычев В.Г., Шаповалов В.Ф., Белоус Н.М., Шлык Д.П. Удобрение и защита растений картофеля в условиях радиоактивного загрязнения // Плодородие, 2004, № 5. - С. 37-38.
15. Харкевич Л.П., Белоус И.Н., Коренев В.Б., Воробьева Л.А. Влияние длительного применения органических и минеральных удобрений и сидерата на урожайность и качество зерна озимой ржи // Вестник Брянской ГСХА, 2015, № 6. -С. 27-30.
16. Драганская М.Г., Чаплыгина В.В., Белоус Н.М. Роль органических удобрений в снижении накопления 137Cs в растениях // Плодородие, 2005, № 4 (25). - С. 37-38.
17. Белоус Н.М., Ященко В.А. Сераделла - ценная культура на песчаных почвах // Земледелие, 1997, № 1. - С. 26.
18. Методические указания по определению естественных радионуклидов в почвах и растениях. - М., ЦИНАО, 1985. -22 с.
19. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. - М.: ВИУА, 1985. - 175 с.
20. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. -М., 2001. -512 с.
зерна озимой ржи (среднее за 2003-2012 гг.)
Вариант Белок, % ± к контролю Сбор белка, т/га
1 12,6 - 0,11
2 12,7 0,1 0,16
3 12,9 0,3 0,19
4 13,1 0,5 0,22
5 13,3 0,6 0,25
Примечание. Описание вариантов см. в таблице 1.
4. Содер в зе жание макроэлементов рне озимой ржи, %
Вариант Р К Са Mg Na
1 1,38 0,70 0,14 0,12 0,04
2 1,37 0,70 0,14 0,12 0,04
3 1,38 0,71 0,15 0,12 0,04
4 1,38 0,70 0,16 0,13 0,04
5 1,39 0,72 0,15 0,13 0,04
НСР05 0,02 0,01 0,03 0,03 0,01
Примечание. Описание вариантов см. в таблице 1.
ржи, Бк/кг (среднее за 2003-2012 гг.)
Вариант 137Cs ± к контролю Кратность снижения
1 58 - -
2 39 -19 1,5
3 34 -24 1,7
4 30 -28 1,9
5 26 -32 2,2
НСР05 6
Примечание. Описание вариантов см. в таблице 1.
