CC BY
47
УДК 631.847.2.+631.175:633.2/3
ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ УДОБРЕНИЙ («БЕЛОГОР», «ЛИГНОГУМАТ» И «ПОКОН») НА УРОЖАЙНОСТЬ ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ (ECHINACEA PURPUREA MOENCH.) И ОТДЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО
© 2012 г. Л.Ю. Гончарова, Е.И. Симонович, С.В. Сахарова, Е.И. Шиманская
Гончарова Людмила Юрьевна - кандидат сельскохозяйственна наук, доцент, кафедра почвоведения и оценки земельных ресурсов, Южный федеральный университет, ул. Б. Садовая, 105/42, г. Ростов н/Д, 344006.
Goncharova Lyudmila Yuryevna - Candidate of Agricultural Science, Associate Professor, Department of Soil Science and Valuation of Landed Resources, Southern Federal University, B. Sadovaya St., 105/42, Rostov-on-Don, 344006.
Симонович Елена Ильинична - доктор биологических наук, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт биологии Южного федерального университета, пр. Стачки, 194/1, г. Ростов н/Д, 344090, e-mail: elena_ro@inbox. ru.
Simonovich Elena Ilinichna - Doctor of Biological Science, Senior Scientific Researcher, Research Institute of Biology of Southern Federal University, Stachki Ave, 194/1, Rostov-on-Don, 344090, e-mail: [email protected].
Сахарова Светлана Викторовна - студентка, кафедра почвоведения и оценки земельных ресурсов, Южный федеральный университет, ул. Б. Садовая, 105/42, г. Ростов н/Д, 344006.
Шиманская Елена Игоревна - кандидат биологических наук, заведующая отделом радиобиологии и экологической генетики, Научно-исследовательский институт биологии Южного федерального университета, пр. Стачки, 194/1, г. Ростов н/Д, 344090.
Sakharova Svetlana Victorovna - Student, Department of Soil Science and Valuation of Landed Resources, Southern Federal University, B. Sadovaya St., 105/42, Rostov-on-Don, 344006.
Shimanskaya Elena Igorevna - Candidate of Biological Science, Head of Radiobiology and Ecology Genetics Department, Research Institute of Biology of Southern Federal University, Stachki Ave, 194/1, Rostov-on-Don, 344090.
Выявлен положительный эффект влияния удобрений («Белогор», «Лигногумат» и «Покон») на урожайность, биологическую активность и агрохимические показатели чернозема обыкновенного под эхинацеей пурпурной (Echinacea purpurea Moench.). Результаты исследований показали, что удобрения активизируют ферментативную активность почвы в течение трех месяцев после внесения. Наивысшая каталазная активность отмечена для вариантов с «Лигногуматом» и «Белогором», на которых получена максимальная урожайность в данном опыте. Установлено, что фитотоксичность чернозема обыкновенного под растениями эхинацеи пурпурной разного возраста не одинакова: с увеличением возраста токсичность почвы снижается. Продуктивность эхинацеи пурпурной увеличилась в 1,2 раза по сравнению с контролем, что позволяет говорить о перспективах использования концентрата микроорганизмов «Белогор» с целью повышения урожайности ценных лекарственных растений.
Ключевые слова: удобрения, «Белогор», «Лигногумат», «Покон», эхинацея пурпурная, почва, каталаза, фитотоксичность, урожайность, чернозем, ферментативная активность, концентрат микроорганизмов.
The positive effect of using fertilizers («Belogor», «Lignogumat» and «Pokon») on yield, agrochemical indices and biology activity of ordinary chernozem on Echinacea purpurea (Echinacea purpurea Moench.) was discovered. The results of produced investigations revealed that the fertilizers activated fermentation activity of soil in three months after entry. The highest catalase activity is note in variant of «Ling-umat» and «Belogor» in the highest yield was receive. It was fix that the phytotoxicity of ordinary chernozem soil under Echinacea purpurea is not equal for the different age: with the increase of age phytotoxicity of soil is lower. The productivity ofEchinacea purpurea was increase in 1,2 time in comparison for control, and can be talk about perspective of application of concentrate of microorganisms «Belogor» with the aim ofpromotion of yield of valuable medicinal plants.
Keywords: fertilizers, «Belogor», «Lignogumat», «Pokon», Echinacea purpurea, soil, catalase, phytotoxicity, yield, chernozem, fermentation activity, concentrate of microorganisms.
Учитывая перспективность применения эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea Moench.) в практической медицине, были проведены опыты по её выращиванию в Ботаническом саду Южного федерального университета (ЮФУ) в условиях Ростовской области на черноземе обыкновенном.
Эхинацея пурпурная - ценное лекарственное растение. Род эхинацеи включает 5 видов травянистых растений, которые в диком виде встречаются в приатлан-тических районах Северной Америки и Мексики. Надземная и подземные части эхинацеи служат сырьем для промышленного получения препаратов иммуномо-дулирующего действия. Выпускаемые из нее препараты представляют собой извлечения из всех частей как свежего, так и высушенного растения [1, 2].
Цель настоящих исследований - изучить воздействие различных видов удобрений («Белогор», «Лигногумат» и «Покон») на урожайность эхинацеи пурпурной и агрохимические показатели чернозема обыкновенного под этой лекарственной культурой.
Задача исследования - изучение влияния биоудобрений (микробиологического и гуминового) в сравнении с минеральным удобрением на содержание гумуса и NPK, а также на активность каталазы и фитоток-сичность чернозема обыкновенного.
Методика
Исследования проводились на территории Ботанического сада ЮФУ с мая по сентябрь 2009 - 2011 гг. под лекарственным растением - эхинацеей пурпурной (Echinacea purpurea Moench.) на черноземе обыкновенном.
Изучали 3 вида удобрений - микробиологическое (концентрат микроорганизмов) «Белогор», ООО «Науч-
но-технологический центр биологических технологий в сельском хозяйстве» (г. Шебекино Белгородской области), «Лигногумат К» марки БМ, Научно-производственное объединение «Реализация экологических технологий» (Санкт-Петербург), «Покон» - минеральное удобрение с микроэлементами, Голландия.
Концентрат микроорганизмов «Белогор» серии КМ-104 содержит комплекс молочно-кислых, пропионово-кислых бактерий, дрожжи и фитопатогенные культуры микроорганизмов родов Bacillus и Pseudomonas, а также бактериальные продукты метаболизма, макро- и микроэлементы, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов и полезные для развития растений. Его состав: общий азот - 1,4 %, общий фосфор - 0,9, общий калий - 1,5 %, Zn - 55 мг/кг, Mn - 31, Mg - 9,6, Fe - 5,7, Cu - 7,1, Se - 1,0, B - 6,0, Mo - 2,7 мг/кг.
В составе «Лигногумата К» марки БМ содержание солей гуминовых веществ - 18 %, рН=8,5^10,0. Массовая доля сухих веществ: К=9 %, S=3, Fe=0,2, Mn=0,12, Cu=0,12, Zn=0,12, Mo=0,015, B=0,15, Co=0,12, а также присутствуют Ca, Si, Mg.
Состав «Покона»: N = 7 % (2,9 % - нитратный; 1,8 % - аммиачная форма; 2,3 % - в форме мочевины), P2O5 водорастворимый - 3 %, K2O водорастворимый - 7, B - 0,02, Cu - 0,004, Fe - 0,04, Mn - 0,02, Mo - 0,002, Zn - 0,004 %.
Изучение эффективности удобрений проводили по следующей схеме, включающей варианты: 1 - контроль; 2 - концентрат микроорганизмов «Белогор»; 3 - «Лигногумат К» марки БМ; 4 - жидкое минеральное удобрение «Покон» с микроэлементами. Повтор-ность вариантов - 3-кратная. Удобрения вносили 2 раза - в мае 2009 и 2010 гг.
Полив проводили поверх растений раствором удобрений (100 мл/10 л воды) из расчета 400 л/га (эта концентрация рекомендована производителями удобрений). Растения контрольного участка поливали таким же количеством воды.
Почвенные образцы отбирали по вариантам опыта через 1 и 3 мес. после внесения удобрений.
Гумус определяли по методу Тюрина (в модификации Симакова), нитратный азот - ионометрическим методом; аммиачный азот - фотоколориметрически с реактивом Несслера; подвижный фосфор и калий - по методу Мачигина. Активность каталазы - методом Ф.Х. Хазиева [3].
Фитотоксичность почвы определяли методом биотеста с использованием семян редиса [3, 4]. Данные по активности прорастания семян были переведены в условные единицы (условные кумариновые единицы (УКЕ)).
Результаты и обсуждение
Через 1 мес. после внесения удобрений увеличение содержания гумуса было отмечено на вариантах с «Белогором» и «Лигногуматом». Через 3 мес. содержание органического вещества на этих вариантах снизилось в 1,1 раза, что объясняется его минерализацией (табл. 1).
Таблица 1
Содержание гумуса и ОТК, мг/кг почвы, в черноземе обыкновенном (0+25 см) под эхинацеей пурпурной в среднем за 2009-2011 гг. (числитель - июль, знаменатель - сентябрь)
процессы минерализации органического вещества чернозема, что вызывает снижение его гумусности.
Все изучаемые удобрения оказали положительное влияние на содержание нитратного и аммонийного азота, подвижного фосфора через 1 мес. после их внесения (табл. 1). Наиболее эффективными оказались «Бело-гор» и «Лигногумат». Содержание обменного калия по сравнению с контролем уменьшилось, так как в период бутонизации и цветения растения более активно поглощают калий.
К концу вегетации содержание нитратного азота снизилось во всех вариантах, что объясняется интенсивным поглощением его растениями эхинацеи для формирования большей фитомассы, чем в контрольном варианте.
Результаты исследований показали, что изучаемые удобрения активизируют и ферментативную активность почвы в течение 3 мес. после внесения. Так, активность каталазы увеличилась в 1,8-2,9 раза на всех вариантах по сравнению с контролем при внесении удобрений (табл. 2).
Таблица 2
Каталазная активность чернозема обыкновенного под эхинацеей пурпурной через 3 мес. после внесения удобрений в среднем за 2009-2011 гг.
Вариант опыта Каталаза (мл О2 за 1 мин/г почвы)
Контроль 2,5
«Белогор» 5,9
«Лигногумат» 7,2
«Покон» 4,6
Вариант опыта Гумус, % N-NH4 N-NO3 Р7О5 К2О
Контроль 3,85 4,28 0,25 0,25 12,00 10,52 2,70 3,60 12,71 12,42
«Белогор» 4,28 4,03 0,30 0,25 15,50 10,24 3,50 3,60 11,86 11,14
«Лигногумат» 3,97 3,66 0,28 0,28 12,80 9,80 3,60 3,60 11,07 11,33
«Покон» 3,60 4,09 0,25 0,30 12,34 7,78 3,60 3,60 11,07 11,07
Комплексное минеральное удобрение «Покон» не повлияло на содержание гумуса через 1 мес. после его внесения. Через 3 мес. содержание гумуса на контроле и на варианте с «Поконом» несколько увеличилось, что можно объяснить поступлением органического вещества в конце вегетации эхинацеи пурпурной (отмершая подземная фитомасса). К осени происходило выравнивание содержания гумуса на всех вариантах, кроме варианта с «Лигногуматом».
При изучении применения удобрений установлено, что характер динамики гумусового состояния чернозема обыкновенного карбонатного по вариантам опыта сохраняется. Достоверности различий между вариантами опыта не установлены, за исключением варианта с «Лигногуматом».
Таким образом, изучаемые удобрения, кроме «Лиг-ногумата», как при их внесении, так и при последействии не оказывают влияния на содержание гумуса. Внесение «Лигногумата» ускоряет
деляться в окружающую среду, определяя уровень токсичности почвы, что имеет важное значение при интродукции эхинацеи с целью создания высокопродуктивных посевов.
Через 1 мес. после внесения удобрений токсичность почвы на варианте с удобрением «Белогор» снизилась в 1,8 раза по сравнению с контролем; с «Лигногуматом» и минеральным удобрением «По-кон» - возросла в 3 - 6 раз (табл. 3).
В сентябре - через 3 мес. после внесения удобрений - на контроле токсичность почвы не изменилась, на вариантах с «Лигногуматом» и минеральным
Таблица 3
Фитотоксичность чернозема обыкновенного под эхинацеей пурпурной при внесении удобрений (0+25 см) (средние данные 2009-2010 гг.)
Вариант Июль 2009 Сентябрь 2009 Сентябрь 2010
Количество проросших семян, шт. УКЕ Количество проросших семян, шт. УКЕ Количество проросших семян, шт. УКЕ
Контроль 63 43 62 47 80 19
«Белогор» 74 24 34 135 68 35
«Лигногумат» 21 270 44 90 75 24
«Покон» 38 130 61 48 43 100
удобрением «Покон» - снизилась в 3 раза; с «Белого-ром» - увеличилась в 5 раз. Уровень токсичности почвы на всех вариантах можно оценить как средний.
Установлено, что фитотоксичность чернозема обыкновенного под растениями эхинацеи пурпурной разного возраста не одинакова: с увеличением возраста токсичность почвы снижается. В 2010 г. под растениями эхинацеи 3-го года развития фитотоксичность почвы на всех вариантах, кроме «Покона», снизилась в 2,5-3,8 раза, с «Поконом» - возрастала в 2 раза.
Внесение удобрений под культуру эхинацеи пурпурной положительно повлияло на развитие растений. Наиболее эффективное действие оказал концентрат микроорганизмов «Белогор» и «Лигногумат» [5], что объясняется усилением минерализации гумуса. Количество элементов питания в почве увеличивается, соответственно улучшается корневое питание растений и повышается урожайность сельскохозяйственных культур [6].
Учет урожайности сухой массы эхинацеи проводился по вариантам опыта в г/м2 с последующим пересчетом данных в ц/га. В табл. 4 приведены данные урожайности в год применения удобрений и через год после их внесения.
Таблица 4
Урожайность эхинацеи пурпурной (сухая масса, ц/га) на черноземе обыкновенном Ростовской области
Вариант опыта 2009 г. 2010 г.
Контроль 3,60 41,03
«Белогор» 4,51 46,26
«Лигногумат» 4,15 45,24
«Покон» 3,65 42,93
Внесение микробиологических и гуматных удобрений увеличивает урожайность эхинацеи пурпурной как в год внесения удобрений, так и в их последействии в 1,1^1,2 раза по сравнению с контролем, что позволяет говорить о перспективах использования концентрата микроорганизмов «Белогор». Минеральное удобрение «Покон» не оказывает положи-
Поступила в редакцию_
тельного воздействия на урожайность культуры: достоверность различия с контролем не установлена ни в год внесения удобрения, ни в последействии.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта ФЦП «Проведение центром коллективного пользования научным оборудованием «Высокие технологии» Южного федерального университета поисковых научно-исследовательских работ в области создания экологически чистых технологий получения новых активных нано- и микроструктурированных материалов для использования в современной сенсорике», госконтракт № 16.552.11.7024.
Литература
1. Анищенко Л.В., Федяева В.В., Шишлова Ж.Н. Рост и развитие эхинацеи пурпурной при интродукции на Нижнем Дону // Сохранение и воспроизводство растительного компонента биоразнообразия: материалы междунар. конф., посвященной 75-летию Ботанического сада РГУ. Ростов н/Д, 2002. С. 172 - 175.
2. Анищенко Л.В., Федяева В.В., Шишлова Ж.Н. Опыт выращивания эхинацеи пурпурной на Нижнем Дону // С эхинацеей в 3-е тысячелетие: материалы междунар. науч. конф. Полтава, 2003. С. 5 - 8.
3. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв. М., 1976. 180 с.
4. Симонович Е.И., Гончарова Л.Ю. Активизаторы почвенного плодородия и возможности их использования под цветочными культурами в условиях закрытого грунта // Тр. Куб. аг-рар. ун-та. 2009. Вып. 5. С. 171 - 174.
5. Гончарова Л.Ю., Симонович Е.И., Бурлуцкая Л.В., Сахарова С.В. Влияние органических и минеральных удобрений на агрохимические показатели почвы и развитие эхина-цеи пурпурной в культуре // Экологические проблемы. Взгляд в будущее : сб. тр. VI Междунар. науч.-практ. конф. Ростов н/Д, 2010. С. 85 - 88.
6. Гончарова Л.Ю, Симонович Е.И., Казадаев А.А., Вез-денеева Л.С. Изменение биологической активности чернозема обыкновенного и продуктивности кормового лугового агроценоза под влиянием биоудобрений // Докл. Россельхо-закадемии. 2009. № 2. С. 35 - 36.
19 марта 2012 г.
