CC BY
67
УДК 633.111:631.8 DOI 10.18286/1816-4501-2016-4-55-59
ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
Смывалов Владимир Сергеевич, аспирант кафедры «Почвоведение, агрохимия и агроэкология»
Захарова Дарья Александровна, аспирант кафедры «<Почвоведение, агрохимия и агроэкология»
ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА
432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1; тел.: 8(8422)25-95-68,
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: кремнийсодержащие материалы, яровая пшеница, урожайность,
белок
В статье приведены результаты исследований по изучению эффективности применения кремнийсодержащих материалов в технологии возделывания яровой пшеницы. Предпосевная обработка семян ими в среднем за трехлетний период позволила сформировать урожайность культуры в 2,29-2,53 т/га при применении в чистом виде, и 2,57-2,73 т/га - на фоне внесения традиционного удобрения. При этом улучшалось качество продукции.
Введение
Пшеница остается основной продовольственной культурой страны. История изучения и внедрения яровой пшеницы в Ульяновской области насчитывает более 100 лет. За это время по селекции и технологии возделывания накоплен богатый практический и теоретический научный опыт. Однако климатические условия региона таковы, что возможно резкое снижение валового сбора зерна яровой пшеницы вследствие недостаточного количества осадков [1].
Без внимания не остается и качество продукции. Приоритетным направлением в развитии современного агропромышленного комплекса по признанию продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН является производство безопасных продуктов питания. В комбикормовой промышленности нашей страны сохраняется дефицит растительного белка в 2,4 млн. т.
Исследования последних лет неоднократно подтверждают положительное влияние кремнийсодержащих материалов на протекание биохимических процессов в растительном организме, которое проявляется, прежде всего, в повышении выхода товарной продукции, устойчивости к воздействию неблагоприятных факторов среды, реализации биологического потенциала сельскохозяйственных культур [2].
В настоящее время из-за высокой сто-
имости резко сокращается применение минеральных удобрений. Им на смену разработаны и активно применяются в сельскохозяйственном производстве биологические препараты и стимуляторы роста, в т. ч. крем-нийсодержащие, которые дают аналогичный экономический эффект при меньшей рыночной стоимости. Кремний - элемент, способствующий сохранению почвенного плодородия и рациональному потреблению растениями основных элементов питания из почвы.
В связи с вышеизложенным изучение возможности применения кремнийсодержащих материалов в сельскохозяйственной практике представляется актуальным.
Цель наших исследований - изучить эффективность кремниевых препаратов, диатомита и минеральных удобрений в технологии возделывания яровой мягкой пшеницы сорта Маргарита.
Объекты и методы исследований
Объектами исследования являлись:
- Э^ - препарат на основе активных соединений кремния, позволяющий повысить урожайность сельскохозяйственных культур и их устойчивость к неблагоприятным условиям и различным стрессам биотического и абиотического характера. В своем составе дополнительно содержит калий, натрий и гуматы [3].
- Мивал-Агро - кремнийорганический
регулятор роста растений. Обладает широким спектром биологического действия, адаптогенными и антиоксидантными свойствами. Экологически безопасен, отличается высокой эффективностью и простотой использования [4].
- диатомит, измельченный до порошкообразной формы и состоящий более чем на 80 % из оксида кремния.
- яровая пшеница. Оригинатором сорта Маргарита является ФГБНУ «Ульяновский НИИСХ». В сорте оптимально сбалансированы высокая продуктивность, устойчивость к полеганию, качество зерна. Отзывчив на применение минеральных удобрений. В настоящее время допущен для возделывания в Волго-Вятском и Средневолжском регионах, в Государственный реестр селекционных достижений включен с 2008 [5].
Изучение эффективности кремнийсо-держащих препаратов, диатомита и минеральных удобрений в технологии возделывания яровой пшеницы проводилось в двух-факторном мелкоделяночном опыте по следующей схеме: 1-й вариант - контроль; 2-й вариант - Э^ (обработка семян); 3-й вариант - Э^ (обработка посевов); 4-й вариант
- диатомит 30 кг/т (обработка семян); 5-й вариант - Мивал-Агро 5 г/т (обработка семян); 6-й вариант - Мивал-Агро 10 г/га (обработка посевов); 7-й вариант - N40P40K40 (под предпосевную культивацию); 8-й вариант - N40P40K40 (обработка семян); 9-й вариант - N40P40K40 + Э^ (обработка посевов); 10-й вариант - N40P40K40 + диатомит 30 кг/т (обработка семян); 11-й вариант
- N40P40K40 + Мивал-Агро 5 г/т (обработка семян); 12-й вариант - N40P40K40 + Мивал-Агро 10 г/га (обработка посевов).
Почва опытного поля чернозем выщелоченный с агрохимическими характеристиками: содержание гумуса 4,5 %, доступных соединений фосфора и калия 142 и 138 мг/ кг почвы (по Чирикову), рНкс| 5,3.
Посев яровой пшеницы проводили в конце апреля - начале мая сеялкой ССНП-16 рядовым способом, вслед за культивацией. Норма высева - 4,5 млн. всхожих семян на гектар, или 250 кг/га в физическом весе, глубина заделки 6-8 см.
Обработка семян (опудривание) диа-томитовым порошком проводилась в день посева в дозе 30 кг/т семян (для удержи-
1!
га еа »1
р и ш ■ !
00 и
вания диатомита на поверхности семян использовался прилипатель - NaKMц). Рабочий раствор, содержащий Э^ и Мивал-Агро, готовился непосредственно перед обработкой. Посевы прикатывались коль-чато-шпоровыми катками ЗККШ-6А. Уборку урожая осуществляли путем прямого ком-байнирования комбайном Тетоп Sampo SR2010.
Результаты исследований
В состав легкой осадочной кремниевой породы - диатомита - входит более 75 - 85 % оксида кремния, в том числе аморфного - более 40 - 50 %, присутствуют 1,06 % оксида калия; 0,05 % оксида фосфора и другие важные элементы для питания растений. В соответствии с составом диатомиты рассматриваются в качестве кремниевого удобрения.
Согласно полученным результатам исследований, опудривание семян диатомитом в чистом виде и на фоне традиционного удобрения приводило к улучшению фосфорного и калийного режимов питания. В первом случае содержание подвижных фосфора и калия в пахотном слое увеличивалось на 6-7 мг/кг почвы; во втором - 5-6 и 9-13 мг/кг почвы соответственно. При этом сочетании удобрительных средств установлена положительная тенденция улучшения азотного режима питания почвы.
Наибольшее влияние при использовании кремниевых препаратов на агрохимические свойства чернозема выщелоченного оказала обработка посевного материала Э^ с внесением комплексного удобрения.
Увеличение содержания минеральных форм азота обусловлено, по данным многочисленных исследователей, положительным влиянием кремнекислоты на активность почвенной микрофлоры. Влияние активного кремния в жидкой или твердой форме на плодородие почвы связывают, прежде всего, с его действием на увеличение доступности для растений фосфора, замедление фиксации фосфорных удобрений в почвенном слое [6,7].
Урожайность культуры определяется сочетанием реализации заложенного в геноме растения биологического потенциала, состояния факторов среды и современных технологических приемов. Согласно анализу литературных сведений, кремнийсодер-
жащие соединения положительно влияют на продуктивность пшеницы [2,8,9,10].
На опытных вариантах с обработкой семян Э^, Мивал-Агро и внесением традиционного удобрения наблюдалось почти равнозначное повышение урожайности: средняя прибавка за 3 года составила 15, 17 и 16 % соответственно (табл. 1).
Совместное применение кремниевых материалов и комплексного удобрения резко усиливало их эффективность, что дает возможность говорить о синергизме. При этом использование препарата Э^ для предпосевной обработки семян на фоне минерального удобрения способствовало увеличению продуктивности пшеницы на 10 % больше, чем с отдельным внесением последнего. В случае с кремнийорганическим регулятором роста Мивал-Агро соответствующая прибавка составила 9 %.
Результаты исследований отечественных ученых свидетельствуют о возможности получения наибольшего эффекта при использовании кремниевых удобрений в комплексе с другими минеральными удобрениями. Это соответствует принципу возвращения в систему почва-растение питательных веществ, вынесенных с урожаем, а также законам минимума Ю. Либиха [7].
Выявлено преимущество корневого внесения кремниевых препаратов перед опрыскиванием посевов. В случае с Э^ разница в прибавке урожайности составила 4 %, минерального удобрения и Э^ - 9 %. Преобладание обработки семян регулятором роста перед опрыскиванием составило 8 % отдельно и 6 % при совместном применении с традиционным удобрением.
Действующий компонент Мивал-Агро - «Мивал»- относится к группе кремний-органических соединений силатранов. Их физиологическое действие на сельскохозяйственные культуры обусловливается специфическим строением молекулы, которое придает силатранам высокую проницаемость в мембраны клеток, что усиливает результативность биологического действия препарата [11].
Качество производимого зерна является интегрирующим показателем взаимного влияния генотипа сорта, природно-климатических особенностей, агротехнических и организационно-экономических условий возделывания культуры.
В научных исследованиях, проведенных в условиях Орловской области с озимой пшеницей сорта Московская 39, установлено, что обработка хлорметилсилатраном
Таблица 1
Урожайность зерна яровой пшеницы в зависимости от применения в технологии ее возделывания кремнийсодержащих препаратов, диатомита и минеральных удобрений
Вариант 2014 г. 2015 г. 2016 г. Среднее за 3 года Отклонение от контроля
т/га %
1. Контроль 2,69 2,06 1,74 2,16 - -
2. ЭкБ1 (обр семян) 2,90 2,51 2,03 2,48 0,32 15
3. ЭкБ1 (обр. посевов) 2,87 2,37 1,96 2,40 0,24 11
4. Диатомит 30 кг/т (обр. семян) 2,79 2,23 1,85 2,29 0,13 6
5. Мивал-Агро (обр. семян) 3,10 2,41 2,07 2,53 0,37 17
6. Мивал-Агро (обр. посевов) 3,02 2,22 1,84 2,36 0,20 9
7. N40P40K40 2,99 2,35 2,15 2,50 0,34 16
8. N40P40K40 + ЭкБ1 (обр семян) 3,25 2,59 2,36 2,73 0,57 26
9. N40P40K40 + ЭкБ1 (обр посевов) 3,10 2,40 2,09 2,53 0,37 17
10. N40P40K40 + диатомит 30 кг/т (обр. семян) 3,06 2,43 2,23 2,57 0,41 19
11. N40P40K40 + Мивал-Агро (обр. семян) 3,20 2,56 2,31 2,69 0,53 25
12. N40P40K40 + Мивал-Агро (обр. посевов) 3,14 2,40 2,14 2,56 0,40 19
НСР05 Фактор А Фактор В 0,20 0,11 0,10 0,06 0,13 0,07
Таблица 2
Качественные показатели зерна яровой пшеницы в зависимости от применения крем-нийсодержащих материалов и комплексного удобрения
Вариант N Белок P O 2 5 К2О Содержание сырой клейковины
1. Контроль 2,36 13,4 0,77 0,35 23,9
2. Э^ (обр семян) 2,44 13,9 0,86 0,41 29,1
3. Э^ (обр. посевов) 2,41 13,7 0,80 0,37 28,0
4. Диатомит 30 кг/т (обр. семян) 2,38 13,6 0,87 0,44 29,9
5. Мивал-Агро (обр. семян) 2,49 14,2 0,83 0,41 30,1
6. Мивал-Агро (обр. посевов) 2,40 13,7 0,80 0,37 26,3
7. N40P40K40 2,40 13,7 0,83 0,38 30,9
8. N40P40K40 + Э^ (обр семян) 2,54 14,5 0,93 0,49 30,4
9. N40P40K40 + Э^ (обр посевов) 2,40 13,7 0,86 0,42 30,9
10. N40P40K40 + диатомит 30 кг/т (обр. семян) 2,55 14,5 0,94 0,53 30,3
11. N40P40K40 + Мивал-Агро (обр. семян) 2,57 14,7 0,86 0,46 30,0
12. N40P40K40 + Мивал-Агро обр. посевов) 2,44 14,0 0,82 0,40 27,8
НСР05 2014 г. Фактор А Фактор В 0,09 0,05 0,50 0,30 0,08 0,04 0,06 0,04 0,96 0,56
2015 г. Фактор А Фактор В 0,07 0,04 0,42 0,24 0,07 0,04 0,08 0,04 0,83 0,48
способствовала повышению содержания в растении сухих веществ, о чем свидетельствовало снижение количества свободной воды в листовой ткани пшеницы. При этом увеличивалась доля гидратной (связанной) воды, отвечающей за вязкость и эластичность цитоплазмы растительных клеток.
При обработке семян ячменя разными дозами Мивал-Агро растения ячменя имели более развитую корневую систему. Однако достоверного влияния кремнийорганиче-ского стимулятора роста на химический состав зерна ячменя не обнаружено [12, 13].
В вегетационном опыте с применением органической и минеральной форм кремния для обработки семян и вегетиру-ющих растений, установлено их существенное влияние на содержание в товарной продукции ячменя фосфора и калия [14].
Большее влияние на содержание азота в зерне оказала предпосевная обработка препаратом Мивал-Агро (таб. 2). В сравнении с контрольным вариантом значение показателя выше на 0,13 %, в опытных вариантах с минеральными удобрениями - 0,17 %. Соответствующие значения для препарата Э^ в случае с обработкой семян составили 0,08 % и 0,14 %.
1!
£ & ES SS »1
Si
Р О Ш Sä Hi H ■ i
са s!
Большее увеличение содержания других основных макроэлементов в продукции яровой пшеницы получено при опудривании посевного материала диатомитовым порошком как отдельно, так и с внесением традиционного удобрения, и в числовом выражении составило для фосфора - 0,10 % и 0,11 %; для калия - 0,09 % и 0,15 % соответственно. При обработке семян препаратом Э^ фосфора в зерне увеличилось на 0,09 % и 0,10 %, калия на 0,06 % и 0,11 % в сравнении с контрольным вариантом и внесением комплексного удобрения.
Имеются литературные данные о положительном влиянии диатомита и препарата Мивал-Агро на накопление клейковины. На зерновых культурах применение крем-нийорганического регулятора роста растений способствует увеличению белка в зерне и клейковины высокого качества (на 2-6%) [2, 4, 9].
При рассмотрении показателей качества зерна мягкой яровой пшеницы, регламентируемых ГОСТ 52554-2006 Пшеница. Технические условия [15], определено следующее:
- по содержанию белка и сырой клейковины кремнийсодержащие материалы, за исключением применения Мивал-Агро для
опрыскивания вегетирующих растений, показали улучшение качества зерна до 2 класса. Такая закономерность сохранялась при совместном использовании кремниевых соединений с минеральным удобрением;
- содержание белка в товарной продукции яровой пшеницы, в соответствии с требованиями нормирующего документа, увеличилось до уровня 1 класса при обработке семян кремнийсодержащими материалами и внесении традиционного удобрения. Однако количество сырой клейковины было недостаточным для 1 класса [15].
Выводы
1. Предпосевная обработка семян кремниевыми препаратами - Э^ и Мивал-Агро - увеличивала продуктивность культуры на 0,32 и 0,37 т/га, в комплексе с традиционным удобрением - 0,57 и 0,53 т/га соответственно.
2. Применение Э^ и Мивал-Агро для корневого внесения положительно влияло на накопление белка и клейковины. По значению данных показателей товарная продукция соответствует 2 классу. При этом содержание калия в зерне для двух препаратов составило 0,41 %, фосфора - 0,86 % при использовании Э^ и 0,83 % - Мивал-Агро.
3. Внесение комплексного удобрения и использование кремнийсодержащих материалов для обработки семян увеличивали до 14,5-14,7 % содержание белковых веществ в зерне.
Библиографический список
1. Захаров, Владимир Григорьевич. Методологические аспекты селекции яровой мягкой пшеницы в Среднем Поволжье: дис. ... д-ра сельскохозяйственных наук: 06.01.05 / В.Г Захаров.- Пенза, 2014.- 303 с.
2. Козлов, А.В. Влияние кремнийсодержащих стимуляторов роста на биологическую продуктивность и показатели качества озимой пшеницы и картофеля / А.В. Козлов, И.П. Уромова, А.Х. Куликова // Вестник Мининского университета. - 2016. - № 1. - С. 31
3. Э^ — производство и оптовая продажа препаратов на основе активного кремния, средств защиты растений, минеральных кремниевых удобрений [Электронный ресурс]: официальный сайт.- Орехово-Зуево, 2016. - URL: http://ek-si.ru/fertilizers/eksi-
universal/ (дата обращения: 19.09.2016 г).
4. Агросил. Регуляторы роста растений [Электронный ресурс]: официальный сайт. -Москва, 2016.- URL:// http://agrosil.ru (дата обращения: 19.09.2016 г).
5. Пути повышения эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в Ульяновской области: научно-практическое руководство / под. ред. А.И. Захарова. - Ульяновск, 2016. - 127 с.
6. Бочарникова, Е.А. Эффективность кремниевых удобрений / Е.А. Бочарнико-ва, В.В. Матыченков // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. -2010. - № 6. - С. 37-39.
7. Матыченков, Иван Владимирович. Взаимное влияние кремниевых, фосфорных и азотных удобрений в системе почва-растение: дис. ... канд. биологических наук: 06.01.04 / И.В. Матыченков.- Москва, 2014.-136 с.
8. Диатомит как силикатное удобрение / А.Х. Куликова, В.П. Елагин, Е.А. Никифоров, Е.А. Яшин // Агрохимия. - 2004. - №2. - С. 52-58.
9. Куликова, А.Х. Эффективность применения диатомита и минеральных удобрений в технологии возделывания озимой пшеницы / А.Х. Куликова, Е.А.Яшин, Е.В. Данилова // Агрохимический вестник. - 2007. - №5. - С. 18-19.
10. Бочарникова, Е. Активный кремний и повышение засухоустойчивости растений / Е. Бочарникова, И. Матыченков // Главный агроном. - 2014. - № 12. - С. 35-36.
11. Чудаков, Н. Яровая пшеница: опыт возделывания в Среднем Поволжье / Н. Чудаков // Аграрное обозрение. - 2015. - № 5 (51). - С. 36-42.
12. Догадина, М.А. Влияние биокрем-нийорганического стимулятора роста растений Мивал-Агро на продуктивность зерновых культур / М.А. Догалина, Д.А. Митренко // Вестник Орел ГАУ. - 2008. - № 3. - 24-28.
13. Матыченков, В. Кремний питает растения / В. Матыченков, Е. Бочарникова, В. Ходырев // Наука и жизнь. - 2015. - № 8. - С. 28-31.
14. Сластя, И.В. Использование соединений кремния для повышения продуктивности сортов ярового ячменя в условиях водного стресса / И.В. Сластя // Сельскохозяйственная биология. - 2013. - № 2. - С. 109-119.
15. ГОСТ 52554-2006. Пшеница. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2006. - 12 с.
1!
£ & ES SS »1
Si
р и ш Sä ;ii H ■ i
са s!
