Russian Federation
The paper presents the results of studies on the study of different doses of potash fertilizers in combination with phosphate fertilizers, both with a separate application and in combination with the biological product Humimax, when cultivating narrow-leaved lupine for green mass, in a field experiment on soddy-podzolic sandy soil (with a pollution density of 20 and more than Ku/km2). The effectiveness of the influence of doses of potash fertilizers and the biopreparation Humimax on the yield, accumulation of 137Cs and the nutritional value of the green mass of the narrow-leaved lupine was studied. It has been established that the use of the Humimax biopreparation provides an increase in the yield of the green mass of lupin up to 69%. The use of the biological product on all backgrounds of fertilization provides an increase in the content of crude protein in the green mass of lupine. Consistently increasing doses of potassium in combination with P45, both when used alone and in combination with a biological product, reduced the specific activity of 137Cs by more than 2.5 times. To reduce the accumulation of 137Cs in the green mass of lupine below the permissible level, the doses of mineral fertilizers should not be lower thanP45K150.
narrow-leaved lupine, soddy-podzolic soil, phosphorus and potash fertilizers, biological product, productivity, quality, accumulation, 137Cs
Люпин — ценная бобовая культура, используемая на зеленый корм, силос, зернофураж и в качестве сидерата. Люпин — незаменимый ингредиент при получении сбалансированных кормов [1–3]. Люпин является важной зернобобовой культурой на дерново-подзолистых песчаных почвах легкого механического состава. Зеленая масса люпина и пожнивно-корневые остатки — важный фактор биологизации земледелия, энерго- и ресурсосбережения [4; 5]. Зерно люпина рассматривается как источник сбалансированного, легкоусвояемого и экологически чистого белка в рационе кормления всех видов животных [6–8]. Вместе с тем повышенное накопление 137Cs ограничивает его применение. Снижение накопления радионуклидов в растениях является важнейшей задачей для обеспечения животноводства высокобелковыми кормами и возращения люпина как удобрительной культуры песчаных почв [9–11]. Система применения удобрений существенно влияет на поступление радионуклидов в растения и их накопление в урожае. Поэтому использование удобрений, в том числе и в сочетании с другими мероприятиями, а также применение новых сортов сельскохозяйственных культур, должно способствовать уменьшению поступления в растения радионуклидов и улучшению экологической обстановки [12–14].
Цель исследований: оценка эффективности применения минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс на урожайность и качество зеленой массы люпина узколистного, возделываемого на дерново-подзолистой песчаной почве, загрязненной радионуклидами.
Материалы и методы. Исследования по изучению эффективности минеральных удобрений и биопрепарата проводились в краткосрочном полевом опыте на полях Новозыбковской сельскохозяйственной опытной станции – филиала ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» в 2016–2018 гг.
Почва опытного участка дерново-подзолистая легкого гранулометрического (механического) состава, агрохимические показатели плодородия почвы пахотного слоя до закладки опыта были следующими: гумус (по Тюрину) — 1,6 %, рНKCl = 4,87; Нг (по Каппену–Гильковицу) — 2,41 мг-экв/100 г почвы; S (по Каппену–Гильковицу) — 2,59 мг-экв/100 г почвы; содержание подвижных форм фосфора (Р2О5) (по Кирсанову) — 32,1 мг/100 г почвы, содержание подвижных форм калия (K2О) (по Кирсанову) — 11,1 мг/100 г почвы.
Активность почвенного участка в опыте — 2900–3200 Бк/кг, плотность загрязнения почвы 137Cs в результате Чернобыльской катастрофы составляет 21 Ки/км2, или 777 кБк/м2.
Опыт проводился в трехкратной повторности, расположение делянок систематическое. Общая площадь посевной делянки — 36 м2, учетная —
Под люпин вносили минеральные удобрения: Рсд (22 % Р2О5), Kх (56 % K2О) вручную, в разброс под предпосевную обработку почвы.
Полевой опыт, лабораторно-аналитические работы и статистический анализ проводились по методикам [15–18].
Исследования проводились на четырех фонах применения минеральных удобрений: первый фон — контрольный (без внесения удобрений); второй фон — Р45K90; третий фон — Р45K120; четвертый фон — Р45K150.
В наших исследованиях изучался биопрепарат Гумимакс для предпосевной обработки семян и обработки вегетирующих растений. Семена обрабатывались непосредственно перед посевом, посевы обрабатывали в фазу начала бутонизации в дозе, рекомендованной производителем: 200 л воды на 1 га. Гумимакс — современный торфогуминовый препарат, стимулятор роста и развития растений, адаптоген, антидот, иммуномодулятор.
Результаты и обсуждение. Установлено, что урожайность зеленой массы люпина (в среднем за три года) на контрольном варианте, без внесения минеральных удобрений, была самой низкой — 22,9 т/га (табл. 1). Предпосевная обработка семян Гумимаксом, на фоне без внесения удобрений, увеличила урожайность до 35,9 т/га (+13,0 т/га). Применение препарата Гумимакс по вегетирующим растениям люпина, на контрольном фоне, увеличило урожайность зеленой массы до 38,3 т/га (прибавка 69 %). Фосфорно-калийные удобрения в дозе Р45K90 увеличили урожайность зеленой массы люпина узколистного на 18 %, обработка семян Гумимаксом на этом фоне увеличила урожайность зеленой массы люпина на 44 %, а при обработке вегетирующих растений люпина урожайность увеличилась на 63 %.
1. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс
на урожайность зеленой массы люпина (среднее за годы исследований)
|
Варианты |
Урожайность, т/га |
Прибавка, + |
||
|
общая |
от биопрепарата, т/га |
|||
|
т/га |
% |
|||
|
Контроль — фон 1 |
22,9 |
— |
— |
— |
|
Фон 1 + обработка семян Гумимаксом |
35,9 |
13,0 |
57 |
13,0 |
|
Фон 1 + обработка растений Гумимаксом |
38,3 |
15,9 |
69 |
15,9 |
|
Р45K90 — фон 2 |
27,0 |
4,1 |
18 |
— |
|
Фон 2 + обработка семян Гумимаксом |
38,1 |
14,1 |
62 |
10,0 |
|
Фон 2 + обработка растений Гумимаксом |
41,6 |
18,7 |
82 |
14,6 |
|
Р45K120 — фон 3 |
30,5 |
7,6 |
33 |
— |
|
Фон 3 + обработка семян Гумимаксом |
45,7 |
18,7 |
82 |
11,1 |
|
Фон 3 + обработка растений Гумимаксом |
46,3 |
23,4 |
102 |
15,8 |
|
Р45K150 — фон 4 |
33,2 |
10,3 |
45 |
— |
|
Фон 4 + обработка семян Гумимаксом |
45,8 |
22,9 |
100 |
12,6 |
|
Фон 4 + обработка растений Гумимаксом |
46,8 |
23,9 |
104 |
13,6 |
|
НСР05, т/га |
3,9 |
|
||
|
Р, % |
3,6 |
|||
Последовательное увеличение доз калийных удобрений, вносимых c Р45, увеличивало урожайность зеленой массы до 45 %. Максимальное увеличение урожайности зеленой массы люпина за счет применение препарата Гумимакс как при обработке семян, так и при применении его по вегетирующим растениям было на контрольном фоне (без внесения удобрений).
Основными показателями качества и кормовой ценности для люпина является содержание белка и алкалоидов. Содержание белка в зеленой массе на контроле составило 13,69 % (табл. 2), в вариантах применения минеральных удобрений и биопрепарата содержание белка повышалось, максимальное содержание белка получено в варианте с применением минеральных удобрений в дозе Р45K150 + обработка семян Гумимаксом — 17,44 %.
2. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс
на качество зеленой массы люпина (среднее за годы исследований)
|
Варианты |
Содержание (%) на воздушно-сухое вещество |
Содержание 137Cs, Бк/кг |
|||
|
алкалоиды |
сырой протеин |
сырой жир |
клетчатка |
||
|
Контроль — фон 1 |
0,028 |
13,69 |
1,23 |
31,28 |
183 |
|
Фон 1 + обработка семян Гумимаксом |
0,027 |
13,63 |
1,24 |
31,75 |
143 |
|
Фон 1 + обработка |
0,036 |
14,38 |
1,27 |
33,76 |
150 |
|
Р45K90 — фон 2 |
0,033 |
14,19 |
1,30 |
31,06 |
148 |
|
Фон 2 + обработка семян Гумимаксом |
0,040 |
15,38 |
1,36 |
30,88 |
130 |
|
Фон 2 + обработка |
0,038 |
16,13 |
1,33 |
29,54 |
125 |
|
Р45K120 — фон 3 |
0,033 |
14,50 |
1,33 |
30,87 |
101 |
|
Фон 3 + обработка семян Гумимаксом |
0,038 |
14,25 |
1,39 |
31,19 |
90 |
|
Фон 3 + обработка |
0,041 |
15,38 |
1,37 |
32,02 |
91 |
|
Р45K150 — фон 4 |
0,042 |
14,94 |
1,29 |
33,46 |
87 |
|
Фон 4 + обработка семян Гумимаксом |
0,035 |
17,44 |
1,37 |
31,01 |
73 |
|
Фон 4 + обработка |
0,033 |
14,56 |
1,39 |
34,64 |
67 |
|
НСР05 |
0,003 |
0,43 |
0,04 |
1,34 |
13 |
Содержание алкалоидов в зеленой массе на контроле составило 0,028 %, от применения минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс содержание алкалоидов повышалось до 0,042 %.
Содержание жира в зеленой массе люпина в варианте без применения минеральных удобрений составило 1,23 %, при применении минеральных удобрений и препарата Гумимакса присутствовала устойчивая тенденция к повышению содержания жира в зеленой массе люпина узколистного.
Важным показателем качества сельскохозяйственных культур в зоне радиоактивного загрязнения является содержание 137Cs в конечной продукции растениеводства, соответствующей требованиям ВП 13.5.13./ 06–01, для зеленой массы — 100 Бк/кг.
Удельная активность 137Сs в зеленой массе люпина на контрольном варианте в 1,8 раза превышает нормативно допустимый уровень (табл. 2), при обработке семян и растений Гумимаксом на этом фоне отмечено снижение содержание радионуклидов на 40 Бк/кг. На варианте применения минеральных удобрений в дозе Р45K90 как отдельно, так и совместно с препаратом Гумимакс отмечалось снижение содержания 137Сs, но его количество также превышало допустимый уровень. Применение калийного удобрения в дозе 120 кг/га совместно с фосфорным (Р45), не снижало содержание радиоцезия ниже допустимого уровня, но было отмечено положительное действие препарата Гумимакс на снижение радионуклидов на этом фоне минерального питания. На фоне Р45K150, как отдельно, так и совместно с применением препарата Гумимакс, отмечалось снижение накопление 137Сs в зеленой массе ниже нормативно допустимого уровня, из этого следует, что зеленую массу люпина с этих вариантов можно использовать на корм животным без ограничений.
Кормовая ценность зеленой массы люпина узколистного представлена в таблице 3. Сбор кормовых единиц с 1 га в зеленой массе люпина в контрольном варианте составил 2,17 т/га, максимальный сбор кормовых единиц был в вариантах с дозой минеральных удобрений Р45K120–150 совместно с применением препарата Гумимакс как на семенах, так и при применении его по вегетирующим растениям люпина.
3. Влияние минеральных удобрений и биопрепарата Гумимакс на кормовую ценность зеленой массы люпина узколистного (среднее за годы исследований)
|
Варианты |
Выход переваримого протеина, т/га |
Выход кормовых единиц, т/га |
Обменной энергии, ГДж/га |
|
Контроль — фон 1 |
0,37 |
2,17 |
32,90 |
|
Фон 1 + обработка семян Гумимаксом |
0,57 |
3,27 |
55,95 |
|
Фон 1 + обработка растений Гумимаксом |
0,63 |
3,29 |
52,81 |
|
Р45K90 — фон 2 |
0,44 |
2,47 |
37,57 |
|
Фон 2 + обработка семян Гумимаксом |
0,69 |
3,49 |
52,89 |
|
Фон 2 + обработка растений Гумимаксом |
0,80 |
3,95 |
59,02 |
|
Р45K120 — фон 3 |
0,54 |
2,94 |
44,77 |
|
Фон 3 + обработка семян Гумимаксом |
0,78 |
4,49 |
67,57 |
|
Фон 3 + обработка растений Гумимаксом |
0,88 |
4,30 |
66,30 |
|
Р45K150 — фон 4 |
0,59 |
2,86 |
45,10 |
|
Фон 4 + обработка семян Гумимаксом |
1,00 |
4,52 |
67,78 |
|
Фон 4 + обработка растений Гумимаксом |
0,80 |
4,03 |
63,58 |
Сбор переваримого протеина в зеленой массе с 1 га в варианте без применения удобрений — 0,37 т/га. Минеральные удобрения (фосфорно-калийные) и применение препарата Гумимакс значительно увеличивали урожайность зеленой массы люпина и содержание сырого протеина в ней, и соответственно увеличивался сбор переваримого протеина до 1,00 т/га (вариант Р45K150 + обработка семян Гумимаксом).
Из полученных экспериментальных данных можно сделать вывод, что обменная энергия в зеленой массе люпина узколистного увеличивалась по вариантам опыта с 32,90 до 67,78 ГДж.
Исходя из результатов проведенных нами исследований, можно отметить, что максимальная урожайность зеленой массы люпина узколистного, возделываемого на дерново-подзолистой песчаной почве загрязненной радионуклидами, была получена на фоне внесения минеральных удобрений в дозе Р45K150 + обработка растений Гумимаксом: общая прибавка составила 104 %. Анализируя результаты проведенных нами исследований можно отметить, что для получения зеленой массы люпина, соответствующей нормативным требованиям по содержанию радионуклидов, необходимо вносить минеральные удобрения в дозе не менее Р45K150.
1. Savvicheva I. K., Lihachev B. S. Selekciya lyupina zheltogo na Bryanschine // Kormoproizvodstvo. – 2012. – № 5. – S. 29–31.
2. Yagovenko G. L., Belous N. M., Yagovenko L. L. Lyupin v zemledelii central'nogo regiona Rossii: vliyanie na agrohimicheskie svoystva seroy lesnoy pochvy i produktivnost' sevooborotov : monografiya. – Bryansk, 2011. – 182 s.
3. Zernobobovye kul'tury i odnoletnie bobovye travy: biologiya i tehnologiya vozdelyvaniya : monografiya / N. M. Belous, V. E. Torikov, I. Ya. Moiseenko, O. V. Mel'nikova. – Bryansk, 2010. – 151 s.
4. Takunov I. P. Lyupin v zemledelii Rossii : monografiya. – Bryansk : Pridesen'e, 1996. – 372 s.
5. Kormoproizvodstvo, racional'noe prirodopol'zovanie i agroekologiya // V. M. Kosolapov, I. A. Trofimov, G. N. Bychkov [i dr.]. – Kormoproizvodstvo. – 2016. – № 8. – S. 3–8.
6. Emel'yanov A. V. Lyupin uzkolistnyy i yarovoy raps v polevom kormoproizvodstve na seryh lesnyh pochvah yugo-zapada Nechernozemnoy zony Rossiyskoy Federacii : avtoref. … dis. kand. s.-h. nauk. – Bryansk, 2004. – 20 s.
7. Novik N. V. Sortovye reakcii lyupina zheltogo i uzkolistogo na predposevnuyu inokulyaciyu semyan shtammami Rhizobium Lupini : avtoref. … dis. kand. s.-h. nauk. – Bryansk. 2005. – 18 s.
8. Kosolapov V. M., Chernyavskih V. I. Kormoproizvodstvo: sostoyanie, problemy i rol' FNC «VIK im. V. R. Vil'yamsa» v ih reshenii // Dostizheniya nauki i tehniki APK. – 2022. – T. 36. – № 4. – S. 5–14.
9. Vliyanie mineral'nyh udobreniy i preparata Epin-Ekstra na urozhaynost' i kachestvo zerna lyupina uzkolistnogo pri radioaktivnom zagryaznenii agrocenozov / V. V. Pashutko, V. F. Shapovalov, N. M. Belous [i dr.] // Agrohimicheskiy vestnik. – 2017. – № 3. – S. 19–22.
10. Kosolapov V. M., Chernyavskih V. I., Kostenko S. I. Novye sorta kormovyh kul'tur i tehnologii dlya sel'skogo hozyaystva Rossii // Kormoproizvodstvo. – 2021. – № 6. – S. 22–26.
11. Kosolapov V. M., Trofimov I. A. Vserossiyskiy NII kormov: itogi nauchnoy deyatel'nosti za 2010 i 2006–2010 gody // Kormoproizvodstvo. – 2011. – № 1. – S. 3–4.
12. Korenev V. B., Vorob'eva L. A., Belous I. N. Urozhaynost' kormovyh i zernovyh kul'tur i nakoplenie 137Ss v zavisimosti ot vneseniya vozrastayuschih doz kaliynyh udobreniy // Vestnik Bryanskoy GSHA. – 2013. – № 5. – S. 3–6.
13. Chernobyl': radiacionnyy monitoring sel'skohozyaystvennyh ugodiy i agrohimicheskie aspekty snizheniya posledstviy radioaktivnogo zagryazneniya pochv (k 30-letiyu tehnogennoy avarii na Chernobyl'skoy AES) / V. G. Sychev, V. I. Lunev, P. M. Orlov, N. M. Belous. – M. : VNIIA, 2016. – 184 s.
14. Kosolapov V. M., Chernyavskih V. I., Kostenko S. I. Razvitie sovremennoy selekcii i semenovodstva kormovyh kul'tur v Rossii // Vavilovskiy zhurnal genetiki i selekcii. – 2021. – T. 25. – № 4. – S. 401–407.
15. Dospehov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy). – M. : Agropromizdat, 1985. – 351 s.
16. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu issledovaniy v dlitel'nyh opytah s udobreniyami. Ch. 1. M. : VIUA, 1975. – 167 s.; Ch. 2. M. : VIUA, 1983. –171 s.; Ch. 3. M. : VIUA, 1985. – 131 s.
17. Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu estestvennyh radionuklidov v pochvah i rasteniyah. – M. : CINAO, 1985. – 22 s.
18. Kolichestvennoe opredelenie alkaloidov v lyupine : metodicheskie rekomendacii / A. I. Artyuhov, T. V. Yagovenko, E. V. Afonina, L. V. Troshina. – Bryansk : Chitay-gorod, – 2012. – 16 s.
