Оценка некоторых видов сидератов семейства капустных в условиях Северо-Запада РФ

Киселев, Максим Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Оценка некоторых видов сидератов семейства капустных в условиях Северо-Запада РФ
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Оценка некоторых видов сидератов семейства капустных в условиях Северо-Запада РФ"

005016719

Киселёв Максим Владимирович

«Оценка некоторых видов сидератов семейства капустных в условиях

Северо-Запада РФ»

Специальность 06.01.01- общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

3 МАЙ 2072

Санкт-Петербург -2012

005016719

Диссертационная работа выполнена на кафедре агрохимии и агроэкологии в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО СГ16ГАУ)

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

зав. кафедрой агрохимии и агроэкологии ФГБОУ ВПО СПбГАУ Царенко Василий Павлович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кафедры почвоведения ФГБОУ ВПО СПбГАУ Донских Иван Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зам. заведующего отделом физико-химической мелиорации и опытного дела Агрофизический НИИ РАСХН

Осипов Анатолий Иванович

Ведущая организация: государственное научное учреждение

Ленинградский научно — исследовательский институт сельского хозяйства «Белогорка» Россельхозакадемии

Защита состоится «18» мая 2012 г. в «12» часов «40» минут на заседании диссертационного совета Д220.060.01 при Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 196601 Санкт-Петербург, г. Пушкин, Петербургское шоссе, дом 2, корпус 1а, аудитория 330. Тел., факс (812) 476-03-50, e-mail: agro@spbgau.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО СПбГАУ

Автореферат разослан «12» апреля 2012 года и размещен на сайте Минобрнауки РФ

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор сельскохозяйственных « /V

наук, профессор Кокорина Антонина Леонидовна

Общая характеристика работы Актуальность исследования. В настоящее время политико-экономическая ситуация в Российской Федерации привела к резко отрицательному балансу гумуса и основных элементов питания (NPK) в почвах, что в свою очередь не позволяет в полной мере развивать кормовую и продовольственную базу в нашей стране (Державин, 2007; Кирюшин, 2010). В связи с этим особую актуальность приобретает выращивание сидеральных культур, ценных как в кормовом отношении, так и в качестве органических удобрений. Если раньше в качестве сидератов использовали преимущественно бобовые растения, то сейчас большое внимание уделяется капустным культурам, в частности редьке масличной и горчице белой, привлекательных возможностью многопланового использования их посевов.

Цели и задачи исследованнй.В связи с актуальностью исследований была поставлена следующая цель: дать сравнительную оценку использования капустных сидератов с бобовыми сидератами (люпин узколистный) и дозами навоза КРС, а также выявить наиболее перспективные способы их использования в звене севооборота «сидераты-картофель-ячмень» в условиях Ленинградской области. В условиях Северо-Запада РФ редька масличная и горчица белая, как скороспелые культуры способны при весеннем и летнем посеве дать два полноценных урожая зеленой массы (фаза цветения). При этом первый урожай рационально использовать на корм скоту, а второй на сидерат. При использовании минеральных удобрений эти культуры в условиях Северо-Запада могут дать до 45-55 тонн с гектара зелёной массы, что весьма ценно как в кормовом, так и в сидеральном отношении.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

- исследовать возрастающие дозы азотных удобрений на урожайность, качество, кормовую ценность и биометрические показатели почвы при возделывании капустных сидеральных культур, при их прямом и комбинированном использовании;

- сравнить отзывчивость картофеля, возделываемого по прямому действию и ячменя по 1-му году последействия на различные виды и способы использования (прямое и комбинированное) органических удобрений (редька масличная, горчица белая, люпин узколистный, навоз КРС);

- выявить зависимость урожайности и качества картофеля по прямому действию и ячменя по 1-му году последействия от урожайности капустных сидеральных кулмур (от количества запахиваемой массы сидератов);

- определить биологическую активность почвы при возделывании картофеля по прямому действию и ячменя по 1-му году последействия по разным видам, дозам и способам использования органических удобрений;

- рассчитать агроэнсргетичсскую и экономическую эффективность использования капустных сидеральных культур в качестве зеленого удобрения.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в условиях Северо-Запада РФ проведены детальные сравнительные исследования по влиянию

капустных сидератов, как в их действии, так и в последействии, на урожайность и качество картофеля и ярового ячменя, а также на некоторые биометрические показатели плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы в сравнении со стандартным сидератом - люпином и навозом. Показано, что капустные сидераты фактически не уступают люпину и средним дозам навоза по всем исследуемым показателям. Изучена возможность эффективного применения не только прямого, но и комбинированного использования редьки масличной и горчицы белой.

Практическая значимость заключается в том, что установлена определённая закономерность действия прямого и комбинированного использования сидератов на урожайность, качество и плодородие почвы. Данные капустные сидераты вполне можно использовать в условиях Северо-Запада РФ. Агрономическая эффективность этих сидератов превосходит люпин узколистный, но несколько уступает навозу. Однако в настоящее время дефицит кормов и навоза делает их незаменимыми как в кормовом отношении, так и в качестве органического удобрения. Полученные результаты могут использоваться агрономической службой хозяйств, фермерами, а также в учебном процессе высших и средних учебных заведений для чтения лекций по земледелию, агрохимии и кормопроизводству. Основные положения, выносимые на защиту.

- в сложившихся в настоящее время в России условиях дефицита кормов и органических удобрений выходом из создавшегося положения является использование сидератов;

- возрастающие дозы азотных удобрений значительно увеличивают продуктивность и кормовую ценность горчицы белой и редьки масличной;

- биологические показатели плодородия почвы тесно связаны с количеством зелёной массы запахиваемого сидерата семейства капустных; они не уступают люпину узколистному и приближаются к повышенным дозам навоза КРС;

- сидераты семейства капустных увеличивают урожайность и улучшают качество сельскохозяйственных культур как в действии на первую культуру севооборота, так и в первый год последействия, при этом предпочтительней выглядит редька масличная по сравнению с горчицей белой;

- наиболее эффективным с экономической и агроэнергетической точки зрения является комбинированное использование редьки масличной и горчицы белой. Апробация результатов исследования. Результаты исследований ежегодно рассматривались и обсуждались на заседаниях кафедры агрохимии и агроэкологии и конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГАУ в 2009-2012 гг, а также в 2009 и 2010 году на Международной агропромышленной выставке-ярмарке «Агрорусь» в Санкт-Петербурге. Публикации результатов исследования. По материалам опубликовано 7 печатных работ, из них 3 в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений производству и приложений. Работа изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 42 таблицы, 16 рисунков, 6

приложений. Список использованной литературы содержит 256 наименований, из них 31 из зарубежной литературы.

Содержание работы 1. Капустные сндераты, их биологические особенности, условия эффективного возделывания и использования

Рассмотрены биологические особенности, условия эффективного возделывания и использования горчицы белой и редьки масличной. Большинство авторов согласны с мнением, что комплексное применение удобрений и средств защиты растений позволяет повысить их эффективность при положительном влиянии на плодородие почв, кормовую ценность, урожайность и качество сельскохозяйственных культур.

Из-за ускоренного развития и высоких темпов формирования урожая почти во всех районах страны они могут возделываться и как повторные культуры, т.е. давать два урожая в год с одной и той же площади, поэтому первый укос их можно использовать на корм, а второй - на удобрение.

2. Условия, объекты и методы исследований

Мелкоделяночные полевые опыты, по исследованию возрастающих доз азотных удобрений на продуктивность сидеральных культур, были заложены на среднеокультуренной дерново-подзолистой супесчаной почве сформированной на моренных суглинках Гатчинского района Ленинградской области, в поселке Вырица на биологической станции РГПУ им. А.И. Герцена.По агрохимическим показателям почва участка характеризуется близкой к нейтральной реакцией среды, низким уровнем гидролитической кислотности, высокой степенью насыщенности основаниями, средним содержанием подвижных форм фосфора и обменного калия (табл. 1).

Таблица 1. Агрохимическая характеристика почвы опытного участка

Содержание физ. глины, % Кислотность (рНкс1) Нг Б У,% Гумус, % Подвижные формы, мг/кг

мг-экв/100г почвы Р205 К20

18.5 5.9 1,87 15.7 89,3 2,76 90 110

Опыт был заложен согласно методике Б.А. Доспехова (1985) и ГОСТа-20432-83, состоял из четырнадцати вариантов в трехкратной повторности. Математическая обработка данных проводилась методом двухфакторного дисперсионного анализа: фактор А — использование сидератов (прямое и комбинированное), фактор Б — применение различных доз органических удобрений (сидераты, навоз). Учётная площадь каждой делянки составила 1,5 м2. Делянки имели форму прямоугольника. Расположение делянок систематическое последовательное в три яруса. В опыте изучали комбинированное и прямое использование сидератов. Возделывали культуры следующего звена севооборота: сидераты-картофель-ячмень (табл.2).

Изучаемый фактор

Год исследования

2009

2010

2011

комбинированное использование

сидераты

посев -12.05 1-й укос-07.07 2-й укос-12.08 (сидерация)

картофель ячмень

посадка 23.05 посев 24.05 уборка 31.08 уборка 09.08

прямое использование

сидераты

посев 01.07 сидерация 23.08

картофель ячмень

посадка 23.05 посев 24.05 уборка 31.08 уборка 09.08

На первом этапе исследований мы изучали различные способы использования сидератов (прямое и комбинированное), а, соответственно, и разные сроки посева и сидерации. Также, ввиду изучения в первый год исследования различных доз азотных удобрений на капустные сидераты, нам удалось впоследствии получить разную урожайность, а, следовательно, и внести разные дозы сидератов в почву. Таким образом, уже в дальнейшем (после сидерации) изучалось два фактора: различные сроки внесения сидератов в почву и дифференцированные дозы внесения органических удобрений

(сидератов и навоза КРС).

На втором этапе исследований на вариантах первой культурой выращивался картофель продовольственный сорта Наяда (1-я репродукция). На третьем этапе на всех вариантах высевался яровой ячмень сорта Криничный.

В первый год исследований в опыте выращивали различные виды сидератов (горчица белая, редька масличная, люпин узколистный) на фоне Р90К90 при возрастающих дозах азотных удобрений для изучения их влияния на урожайность и качество капустных сидеральных культур. Горчица белая иредька масличная были представлены районированными сортами, соответственно, Чергинская и Радуга. Люпин узколистный сорта Снежеть использовался в качестве сидерата-сравнителя, так как является общепризнанным зелёным удобрением комбинированного использования -стандартом. Также в качестве сравнения мы использовали классическое органическое удобрения - навоз крупного рогатого скота (КРС). Его мы вносили в те же сроки что и проводили сидерацию (запахивание сидератов).

В связи с тем, что в опыте представлено звено севооборота, то для удобства и сохранения единой системы маркировки вариантов, схему опыта 1-го года исследований мы оставили неизменной для последующих лет.Опыты были заложены по следующей схеме, где дозы даны в килограммах действующего вещества на 1 га. В качестве удобрений использовали аммиачную селитру (34,4%), простой гранулированный суперфосфат (20%) и сульфат калия (50%). Все удобрения вносили в качестве основного под весеннюю культивацию почвы за 1 день до посева, за исключением припосевной дозы (табл. 3).

Таблица 3. Общап схема опыта в звене севооборота: сидераты-картофель-ячмень

№ Вариант Доза вносимых минеральных удобрений, д.в. кг/га

Выращивание сидератов Действие сидератов: «выращивание картофеля» Последействие сидератов: «выращивание ячменя»

1. Горчица белая контроль (без удобрений) адк„ (без удобрений)

2. Горчица белая фон (Р90К90) Р90К90

3. Горчица белая фон + Ыю КбоРдоКдо

4. Горчица белая фон + N120 Ы]2С,Р9оК9о

5. Горчица белая фон + N180 ^шРмКэд

б. Редька масличная контроль (без удобрений) Ы0Р0К„ (без удобрений)

7. Редька масличная фон (Р^К^,) Р90К50 ^оРеоКао N70?60К70

8. Редька масличная фон -і- N¿0 КТИ|Р„.КМ

9. Редька масличная фон + N,20 ^'аоГ'вдКчп

10. Редька масличная фон + N180 ^ !8оР 90^90

11. Люпин узколистный контроль (без удобрений) МоРоКо (без удобрений)

12. Люпин узколистный фон (Р«Км) Р90К90

13. Навоз 20 т/га (КГС) КоРиКо (без удобрений)

14. Навоз 40 т/га (КРС) КоРоКо (без удобрений)

В целом за 3 года исследований агрометеорологические условия в 20092011 годах незначительно отличались от среднемноголетних данных и были схожи между собой. Общей закономерностью и одновременно отличием от среднемноголетних значений этих вегетационных периодов было наличие в середине лета небольшого засушливого периода (особенно 2010 год) и повышенное суммарное количество осадков за август месяц.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1 Возделывание сидератов. Влияние возрастающих доз азотных удобрений на структуру урожая, скорость фотосинтеза, урожайность и качество капустных сидеральных культур

Все возрастающие дозы азотных удобрений были эффективны по сравнению с контролем и фоном. Наибольшей прибавкой зелёной массы

характеризуется вариант Мш по редьке масличной в одноукосном использовании посева, урожайность по которому составила 57,0 т/га, а прибавка по отношению к фону 28,0 т/га (104%) и вариант Ы,20с урожайностью 44,0 т/га с прибавкой 22,4 т/га (117%) по горчице белой в двухукосном использовании посева (табл.4-7).

Таблица 4. Урожайность редьки масличной при одпоукоспом (прямом) использовании

посева

Вариант Зелёная масса, т/га

урожайность Прибавка к фону

т/га %

Контроль 11,2 — —

фон (РдпКдо) 28,0 — —

фОН-гіЧбО ІЛ л , л л іч.и Г- Г\ ->и

фон+Ипо 52,5 24,5 88

фоН+Ы,80 57,0 29,0 104

НСРп, 3,2 — —

Таблица 5. Урожайность редьки масличной при двухукосном (комбинированном)

использовании посева

Вариант Зелёная масса, т/га

Первый укос Второй укос По сумме двух укосов

урожайность Прибавка к бону урожайность Прибавка к фону урожайность Приба фо] вка к іУ

т/га % т/га % т/га %

Контроль 14,6 - - 16,1 — ... 30,7 — —

фон 22,5 - - 16,0 — — 38,5 ...

фон+Ыбо 37,0 14,5 65 22,0 6,0 38 59,0 21,5 53

фон+ІМіго 42,4 19,9 88 28,7 12,7 79 71,1 32,6 85

Фоп+Кі80 45,3 22,8 101 25,0 9,0 56 70,3 31,8 83

1 НСРо,5 3,2 1,7 — 4,1 — ...

Таблица 6 Урожайность горчицы белой при одноукосном (прямом) использовании

посева

Вариант Зелёная масса, т/га

урожайность Прибавка к фону

т/га %

Контроль 9,8 — —

фон (РэдКзд) 18,9 — —

фон+]\ио 32,2 13,3 70

фон+ІЧІї™ 35,0 16,1 85

фон+Ы^о 41,3 22,4 119

НСРо, 3,2 — —

Таблица 7. Урожайность горчицы белой при двухукосном (комбинированном) _использовании посева

Вариант Зелёная масса, т/га

Первый укос Второй укос По сумме двух укосов

урожайность Прибавка к фону урожайность Прибавка к фону урожайность Прибавка к фону

т/га % т/га % т/га %

Контроль 12,0 - - 6,5 ... ... 18,5 — —

фон (Р90К90) 20,3 - - 9,3 — — 29,6 ... ...

фон+Nco 37,7 17,4 86 11,1 1,8 19 48,8 19,2

фон+ЭДго 44,0 23,7 117 20,2 10,9 118 64,2 34,6

фон+Nigo 40,7 20.4 101 22,9 13,6 147 63,6 34,0

НСРп, 3,2 - - 1,7 ... ... 4,1 — ...

Таким образом, суммарная урожайность при комбинированном возделывании обеих видов сидератов на 20-40% превосходила урожайность их одноухосного использования.

Анализ качества урожая 1 укоса, отчуждаемый на корм скоту, показал, что начиная с дозы азота N6o и выше в урожае зелёной массы обеих капустных культур прослеживаются превышения предельно допустимой концентрации по нитратам в зелёных кормах (ПДК=500 мг/кг) - в 2,5-3 раза, поэтому доза азота для кормовых целей не должна превышать 60 кг/га.

Анализ качества урожая второго укоса показал, что воздушно - сухая масса горчицы и редьки содержит: N - 2-2,5%, Р - 0,5-0,8%, К - 2,2-3,4%, т.е. колебания по вариантам очень не значительны.

Расчеты показали, что при заделке вегетативной массы второго укоса в качестве сидерата по удобренным азотом вариантам в почву было внесено, в зависимости от варианта опыта, следующее количество основных элементов питания: N - 30-110, Р205 - 10-50, К20 - 40-150 кг/га. Это в свою очередь эквивалентно внесению 10-22 т/га навоза КРС

3.2 Прямое действие сидератов — возделывание картофеля.

Комбинированное и прямое действие сидеральных культур на урожайность, качество картофеля и биологические свойства почвы

Максимальная урожайность картофеля при прямом использовании была по варианту «Редька Фон+Nisu» и составила 29,5 т/га, в то время как наибольшая урожайность при комбинированном использовании составила 23,2 т/га. Максимальная урожайность при прямом использовании была по варианту «Горчица Фон+Niso» и составила 27,0 т/га, в то время как при комбинированном использовании она составила 22,0 т/га соответственно (табл. 8).

Исследования показали, что урожайность картофеля при прямом использовании сидератов была выше, чем при комбинированном в среднем на 20-50 ц/га или 5-15%.

Таблица 8. Влияние различных видов сидератов на урожайность картофеля при прямом и комбинированном их использовании

Прибавка к контролю - вариант (№12 «Люпин фон»)

Вариант (предшественник) Запахано зеленой массы, т/га Урожайность картофеля, т/га комбинированное использование прял использ ое звание

комбинированное использование прямое использование комбинированное использование прямое использование т/га % т/га %

1.Гор. Контроль 6,5 9,8 15,7 21,7 - - 0,5 2,4

2.Гор. Фон (РА) 9,3 18,9 18,0 22,5 - - 1,3 6Д

З.Гор. Фон + N6o 11,1 32,2 18,6 24,1 - - 2,9 13,7

4.Гор. Фон+ N120 20,2 35,0 21,8 25,7 3,0 15,9 4,5 21,2

5.Гор. Фон+ Nim 22,9 41,3 22,0 27,0 3,2 17,0 5,8 27,4

6. Ред. контроль 16,1 11,2 18,5 19,8 - - *

7,Ред. фон (PgoKgo) 16,0 28,0 22,1 24,2 3,1 17,6 3,0 14,2

8.Ред. Фон + N60 22,0 42,0 22,5 26,5 3,7 19,7 5,3 25,0

9.Ред. Фон+ Nno 28,7 52,5 23,1 28,9 4,3 23,0 7,7 36,3

Ю.Ред. Фонт N¡80 25,0 57,0 23,2 29,5 4,4 23,4 8,3 39,2

11. Люпин контроль 8,5 9,2 16,1 19,3 - - - -

12. Люпин фон(Рч|Ког,) 8.6 10.1 18,8 21.2 - - - -

13.Навоз 20 т/га - - 30,5 31,0 11,7 162,0 9,8 46,2

14.Навоз 40 г/га - - 31,4 32,1 12,6 167,1 10,9 51,4

HCPos - - 1,9 - -

В нашем опыте мы использовали метод абсорбции для определения интенсивности дыхания почвы. Для этого применялся широкоизвестный полевой метод - «Определение дыхания почвы по В.И. Штатнову в модификации Б.Н.Макарова» (рис.1)

На фоне всех вариантов по интенсивности дыхания выделяются варианты: «Навоз 20 т/га». «Навоз 40 т/га», «Редька фон + N180» - активность почвенной микрофлоры там заметно выше.

Рис. \. Средние значения выделившегося СОг из почвы при комбинированном и прямом использовании сидератов под картофелем, кг/га в час

Достаточно точное представление о действии различных агротехнических приемов на интенсивность разрушения растительного материала дают методы учета биологической активности почвы по разложению естественного источника целлюлозы — льняного волокна.

В качестве такого метода мы использовали аппликационный метод определения интенсивности разложения целлюлозы посредством льняных полотен. Он очень нагляден для демонстрации интенсивности микробиологической деятельности в разных слоях пахотного горизонта, и поэтому мы закладывали наши льняные полотна с исходной массой 2,25 грамма на разные глубины - 5и15смна1,2иЗ месяца.

Исследования показали, что максимальная скорость разложения льняного полотна в почве под картофелем наблюдалась в вариантах с навозом и люпином (100 % разложение к концу вегетации) при обоих способах их использования. В случае с навозом КРС эти показатели можно объяснить большой биологической активностью этого вида органического удобрения, а люпин узколистный, в свою очередь, несмотря на невысокую урожайность зелёной массы по сравнению с капустными сидератами, всё же накапливал большую массу корней богатых азотом.

Во всех вариантах опыта наблюдалось более быстрое разложение льняного полотна у редьки масличной по сравнению с горчицей белой (на 510%). Это тесно связано с разницей в урожайности этих сидератов - у редьки масличной на 5-15% в среднем больше, чем у горчицы белой.

Разложение шло быстрее на вариантах с прямым использованием сидератов. Эту закономерность также можно объяснить большим количеством запаханной зелёной массы сидерата при прямом их использовании, чем при комбинированном.

3,3 1-ый год последействия - возделывание ячменя. Влияние последействия сидератов на урожайность, качество ячменя и биологические свойства почвы

Третий этап исследований показал, что закономерность и характер действия сидератов на урожайность картофеля остались неизменными и на первом году последействия их при выращивании ячменя, но были менее ярко выражены (табл. 9). Так, максимальная урожайность зерна ячменя наблюдалась на варианте «навоз 40 т/га» и составила 2,51т/га.

Таблица 9. Урожайность ячменя при прямом и комбинированном использовании

сидератов

Поямое использование Комбинированное использование

№ Урожайность ячменя, т/га Прибавка кконтролю, вариант № 12 «Люпин фон» Урожайность ячменя, т/га Прибавка к контролю, вариант № 12 «Люпин фсш>-

1 т/га % т/га %

солома зерно солома зерно солома зерно силома 0 1 п солома зерно солома 2 & и

1. Гор. Контроль 2,48 2,06 - - - - 2,24 2,00 - - - -

2. Гор. ФонСР^Кю) 2,54 2,12 0,02 0,02 1 1 2,45 2,03 0,01 - ОД -

3. Гор. Фон н N 1 60 2,62 2,18 0,10 0,08 4,0 3,8 2,52 2,09 0,08 0,04 3,3 0,2

4. Гор. Фон+ N К 120 2,65 2,22 0,13 0,12 5,2 5,7 2,58 2,19 0,14 0,14 5,7 6,8

5. Гор. Фон+ К г 180 2,85 2,39 0,33 0,29 13,1 13,8 2,56 2,14 0,12 0,09 4,9 4,4

6. Ред. контроль 2,62 2,19 0,10 0,09 4,0 4,3 2,51 2,08 0,07 0,03 2,5 1,5

7. Ред. фон(Р9оК9о) 2,63 2,21 0,11 0,11 4,4 5,2 2,58 2,15 0,14 0,10 5,7 4,9

8. Ред. Фон + N 60 2,77 2,31 0,25 0,21 9,9 10,0 2,67 2,24 0,23 0,19 9,4 9,3

9. Ред. Фон+ N 120 2,84 2,39 0,32 0,21 12,7 11,4 2,71 2,27 0,27 0,22 11,1 10,7

10. Ред. Фон+ N 180 2,93 2,47 0,41 0,37 16,3 17,6 2,80 2,33 0,36 0,18 14,8 13,7

11 Люпин контроль 2,43 2,01 - - - - 2,42 2,06 - 0,01 - 0,4

1?. Л:ОГЕИН фо-т 2,52 2.10 - - - - 2,44 2.05 - - - -

13 Навоз 20 т/га 2,95 2,47 0,43 0,37 17,1 17,6 2,91 2,43 0,47 0,38 19,3 18,5

14 Навоз 40 т/га 3,00 2,51 0,48 0,41 19,0 19,5 2,96 2,49 0,52 0,44 21,3 21,5

HCPos 0,17 0,18 - - - ■ 0,17 0,18 - - - ■ -

Все варианты с применением высоких доз запаханной зелёной массы капустных сидератов, выращенных по дозам N120 и N180 дали заметную прибавку урожайности ячменя по отношению к фоновому варианту «люпин фон», как при прямом, так и при комбинированном использовании.

Количество выделившегося СОг в динамике за вегетационный период из почвы под ячменём было по средним показателям несколько ниже чем под картофелем в год действия (в среднем на 0,3-0,6 кг/га в час). Но, не смотря на это, значения этих показателей в вариантах с навозом и с большими дозами применения капустных сидератов оставались на относительно высоком уровне: 2,2-3,6 кг/га в час при комбинированном использовании и 2,5-3,9 кг/га в час при прямом

Из графика (рис. 2) следуют две закономерности: первая - к концу вегетационного периода активность почвенной микрофлоры по выделению углекислого газа значительно увеличилась и вторая - средние значения выделившегося С02 из почвы при прямом использовании сидератов под ячменём выше сравниваемых вариантов при их комбинированном использовании (в среднем на 10-20%). Первая закономерность объясняется хорошими погодными условиями в течение вегетационного периода (жаркое лето с достаточным количеством осадков). Вторую тенденцию можно связать с большими дозами внесённого капустного сидерата при прямом использовании их, чем при комбинированном.

Рис. 2. Средние значения выделившегося СО2 из почвы при комбинированном и прямом использовании сидератов под ячменём, кг/га в час

Также, как и при действии сидератов под картофелем, наблюдается увеличение выделения С02 из почвы при их последействии под ячменём под редькой масличной в сравнении с горчицей белой (в среднем на 5-10%). Эта разница в последействии выделения С02 из почвы между капустными сидератами хоть и меньше, чем в год их действия, а по некоторым вариантам практически нивелируется, но всё же отражает большую дозу запаханной редьки масличной, чем горчицы белой.Таким образом, активность целлюлозаразлогающих микроорганизмов оказалась по последействию сидератов ничем не хуже, чем по действию сидератов.

При определении интенсивности разложения целлюлозы посредством льняных полотен уже через 3 месяца наблюдалось 100% разложение на всех вариантах, как при комбинированном, так и при прямом использовании сидератов. На вариантах с навозом, люпином и высокими дозами капустных сидератов данный результат наблюдался уже к истечению 2-х месяцев.

Анализ условного баланса элементов минерального питания в звене севооборота, как при прямом, так и при комбинированном использовании сидератов показал, что по всем исследуемым вариантам наблюдается положительный баланс всех трёх изучаемых макроэлементов - азота, фосфора и калия. Причём, относительный баланс к выносу элементов минерального питания за три года составил: N - 148-155, Р205 - 256-283, К20 -160-165% по комбинированному и N - 147-159, Р205 - 270-331, К20-163-171% по прямому использованию сидератов. При этом в почву дополнительно внесено, с учётом выноса элементов с урожайностью картофеля и ячменя: N - 25-30, Р205 - 40-43, К20-29 -32 кг/га по комбинированному и N - 27-37, Р205 - 41-60, К20-29-39 кг/га по прямому использованию сидератов. В общем, условный баланс элементов питания существенных различий между исследуемыми вариантами не выявил, но прослеживается больший положительный баланс (как абсолютный, так и относительный) по прямому использованию сидератов в сравнении с комбинированным их применением в среднем на 10-20%,

Другая картина наблюдалась при условном анализе баланса гумуса севооборота. Все исследуемые варианты по обоим способам использования сидератов дали, наоборот, отрицательные значения. Исключение составили варианты по прямому использованию капустных сидератов - «горчица фон + М1Ю» -0,41 и «редька фон + N180» - 0,96 т/га. Это можно связать с большой дозой вносимой по этим вариантам зелёной массы - 41,3 т/га по горчице белой и 57,0 т/га по редьке масличной и, соответственно, большим количеством корневых остатков. Именно за счёт учёта корневых остатков данные варианты превзошли вариант с внесением большой дозы навоза КРС 40 т/га (баланс = -0,29 т/га). При комбинированном использовании сидератов показатели баланса гумуса по всем культурам были более низкими, чем при прямом их использовании. Это связано как с более низкими дозами запахиваемой зелёной массы, чем при одноукосном посеве, так и с отчуждением урожая первого укоса.

Для более чёткого выявления взаимосвязей между изучаемыми факторами в опыте нами был проведен корреляционно-регрессионный анализ полученных данных (табл. 10-11).Исследования показали, что во всех анализируемых вариантах наблюдается тесная прямая корреляционная связь (г=0,893-0,996). Причём, она проявляется как по действию сидератов, так и по их последействию. Также прослеживается небольшая тенденция снижения тесноты связи в последействии по сравнению с действием капустных сидератов (в среднем на 5%). Аналогичное снижение отмечается между прямым и комбинированным использованием сидератов.

Таблица 10. Зависимости урожайности и интенсивности дыхания почвы от количества запаханной массы сндерата - горчицы белой

Показатель Прямое использование Комбинированное использование

уравнение регрессии коэффициент корреляции^ уравнение регрессии коэффициент корреляции, г

Количество запаханного сидерата и урожайность по его действию (картофель) у = 0,165х + 196,7 0,964 у=0,365х+ 141,0 0,976

Количество запаханного сидерата и урожайность по его последействию (ячмень) у = 0,008х + 19,49 0,911 у = 0,009х+ 19,51 0,953

Интенсивность дыхания и количество запаханной массы сидерата по действию (картофель) у = 0,003х + 1,475 0.973 у = 0,002х + 1,459 0,859

Интенсивность дыхания и количество запаханной массы сидерата по последействию (ячмень) у = 0,002х + 1,520 0.988 у = 0,005х+ 1,721 0,934

Таблица 11. Зависимости урожайности и интенсивности дыхания почвы от количества запаханной массы сндерата - редьки масличной

Показатель Прямое использование Комбинированное использование

уравнение регрессии коэффициент корреляции,г уравнение регрессии коэффициент корреляции, г

Количество запаханного сидерата и урожайность по его действию (картофель) у - 0,209х + 177,7 0,996 у = 0,088х +■ 206,8 0,920

Количество запаханного сидерата и урожайность по его последействию (ячмеяь) у ■= 0,006х + 20,85 0,946 у = 0,012х+ 19,19 0,893

Интенсивность дыхания и количество запаханной массы сидерата по действию (картофель) у = 0,002х + 1,452 0,929 у = 0,006х + 0,962 0,906

Интенсивность дыхания и количество запаханной массы сидерата по последействию (ячмень) у = 0,002х + 1,266 0,974 у = 0,007х + 0,839 0,835

Все варианты предлагаемой технологии возделывания по звену севооборота «сидераты-картофель-ячмень» как при прямом, так и при комбинированном использовании сидератов являются эффективными, так как агроэнергетический коэффициент по валовой энергии составил больше 1. Наибольший энергетический доход обеспечили варианты с применением навоза — 238,8-239,3 ГДжУга, а агроэнергетический коэффициент по ним составил - 2,62-2,67. Варианты с прямым использованием сидератов были менее эффективны, чем по комбинированному их использованию. Это объясняется тем, что в первый год выращивания сидератов не было получено товарной продукции, так как вся зелёная масса сидератов запахивалась, и, соответственно, она не учитывалась в выходе валовой энергии. В общем, комбинированное использование сидератов даёт большее приращение энергии по сопоставимым вариантам звена севооборота в среднем на 80-100 ГДж/га.

Выращивание редьки масличной незначительно, но всё же даёт больший энергетический эффект по сравнению с горчицей белой. Так, сопоставимые варианты севооборота, как по прямому, так и по комбинированному способу использования дают энергетически чистый доход в среднем на 10-25 ГДж/га больше.

Как следует из полученных данных, наибольшую рентабельность обеспечивает выращивание капустных сидератов при комбинированном их использовании. Так, рентабельность звена севооборота по варианту с горчицей белой - «Гор. фон + Їч[і2о»составила 55,51%, а по редьке масличной на том же варианте - 57,06%. Это позволит в свою очередь за 3 года получить чистый доход с 1 га - 69,54 и 72,09 тыс. рублей соответственно.

В целом, подводя итоги эффективности использования сидератов можно сделать вывод, что наиболее эффективными, как с экономической, так и с агроэнергетической точки зрения будет комбинированное использование капустных сидератов по вариантам - «Гор.фон+ N120» и «Ред. фон + N12o».

Обшиє выводы

1. Все возрастающие дозы азотных удобрений были эффективны по сравнению с контролем и фоном.Наиболыней прибавкой зелёной массы характеризуется вариант Nisono редьке масличной при прямом использовании, урожайность по которому составила 57,0 т/га, а прибавка по отношению к фону 28,0 т/га (104%) и вариант Ni20c урожайностью 44,0 т/га с прибавкой 22,4 т/га (117%) по горчице белой в первом укосе комбинированного использования.

2. Начиная с дозы азота,превышающей N6o, в урожае зеленной массы обеих капустных культур наблюдается превышение ПДК по нитратам в 2,5-3 раза. Поэтому доза азота для кормовых целей при комбинированном использовании сидератов не должна превышать 60 кг/га.Выход сырого протеина по варианту N60y горчицы белой на 44% больше (675 кг/га), чем у редьки масличной (468 кг/га). Суммарная урожайность при двухукосном возделывании обоих видов сидератов на 20-40% превосходила урожайность их одноукосных вариантов.

3. Расчеты показали, что при заделке вегетативной массы в качестве сидерата (комбинированное использование) в почву было внесено, в зависимости от варианта опыта N - 30-70, Р205 - Ю-30, К20 - 40-70 кг/га. При прямом использовании эти значения были выше и составили N- 50-110, Р205 -30-50, К20 - 60-150 кг/га, что эквивалентно внесению 10-22 т/га навоза КРС.

4. Максимальная урожайность картофеля при прямом использовании сидератов была по варианту «Редька Фон+1Ч,80» и составила 29,5 т/га, в то время как при комбинированном использовании по этому же варианту она равнялась 23,2 т/га. Наибольшая урожайность при прямом использовании горчицы белой была по варианту «Горчица Фон+ Nig0» и составила 27,0 т/га, а при комбинированном использовании - 22,0 т/га соответственно. В целом, по всем исследуемым вариантам урожайность картофеля при прямом использовании сидератов была выше, чем при комбинированном в среднем на 2,0-5,0 т/га или на 5-15 %.

5. Закономерность и характер действия сидератов на урожайность ячменя, (1-й год последействия) были идентичны картофелю, но менее ярко

выражены. Максимальная урожайность зерна ячменя наблюдалась на варианте «навоз 40 т/га» и составила 2,51 т/га.

6. Количество выделившегося СОг в динамике за вегетационный период из почвы под ячменём было по средним показателям несколько ниже, чем под картофелем в год действия (в среднем на 0,3-0,6 кг/га в час).Интенсивность разрушения льняного полотна была значительной. Так, по действию сидератов под картофелем через 3 месяца наблюдалось 100% разложение полотна на всех вариантах, как при комбинированном, так и при прямом их использовании, а по последействию в почве под ячменем это произошло уже через 2 месяца. Интенсивность разложения льняного полотна лучше проявлялась на глубине их закладки 15 см, чем 5 см (в среднем на 1015%) под обеими культурами на всех вариантах.

7. Баланс гумуса в звене севоооорота «сидерат-картофель-ячмень» по всем вариантам был отрицательным. Однако при прямом использовании сидератов он приближался к бездефицитному. Положительный баланс гумуса наблюдался только в варианте с навозом КРС 40 т/га. Условный баланс элементов питания (М,Р,К) был выше по прямому использованию сидератов в сравнении с комбинированным их применением в среднем на 10-20%.

8. Во всех исследуемых вариантах опыта с капустными сидератами наблюдается тесная прямая корреляционная связь между урожайностью картофеля и ячменя (г=0,893-0,996), интенсивностью дыхания почвы и количеством запаханной массы сидерата (г=0,835-0,988). Причём, эта связь проявляется как по действию сидератов, так и по их последействию.

9. Наибольший энергетический доход обеспечили варианты с применением навоза — 238,8-239,3 ГДж/га, а их агроэнергетический коэффициент составил - 2,62-2,67. Варианты с применения капустных сидератов «Гор.фон+ N^0» и «Ред. фон + N120» с комбинированным их использованием имели практически те же энергетические значения - 2,59и 2,60 соответственно. Комбинированное использование сидератов даёт больший выход энергии в среднем на 80-100 ГДж/га. Возделывание редьки масличной на сидерат даёт несколько больший энергетический эффект по сравнению с горчицей белой. Все варианты опыта по возделыванию капустных сидератов являются эффективными, так как агроэнергетический коэффициент по валовой энергии больше 1.

10. Варианты с комбинированным использованием сидератов дают большую рентабельность по сопоставимым вариантам звена севооборота в среднем на 15-30%, что обеспечило чистый доход 15-40 тыс. руб/га за 3 года. Наиболее эффективными, как с экономической, так и с агроэнергетической точки зрения является комбинированное использование капустных сидератов, выращенных по вариантам - «Горчица РбоК60+ N120» и «Редька РбоКво + N120»-

Предложения производству

1. В условиях Ленинградской области на дерново-подзолистых супесчаных почвах вполне возможно использовать в качестве сидератов редьку масличную и горчицу белую. Для получения урожайности зелёной массы этих культур 48-57т/га на среднеобеспеченных почвах при их летнем посеве необходимо внесение N120-I80P90K90.

2. Наиболее эффективными, как с экономической, так и с агроэнергетической точки зрения является комбинированное использование капустных сидератов, выращенных по вариантам - «Горчица РвоКбо+ N120» и «Редька РбоКбо + N120».

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Юргина B.C., Киселёв М.В. «Оптимизация азотного питания редьки масличной при инокуляции семян флавобактерином» // журнал Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета № 19, СПб, 2010, с. 79-84.

2. Киселёв М.В. «Влияние капустных сидератов на урожайность, качество картофеля и биометрические показатели плодородия почвы в условиях Северо-Запада РФ // журнал Плодородие №1 (64) 2012 - с. 23-25.

3. Царенко В.П., Киселёв М.В. Влияние комбинированного и прямого использования капустных сидератов на урожайность и плодородие почвы в системе звена севооборота «сидераты-картофель-ячмень» в условиях Северо-Запада РФ // журнал Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета № 26, СПб, 2012, с. 48-54.

Публикации в других изданиях

4. Царенко В.П., Киселёв М.В. «Действие возрастающих доз удобрений на урожайность и качество горчицы белой и редьки масличной в условиях Северо-Запада РФ» // сборник научных трудов «Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования». СПб, 2009, с. 167-168.

5. Царенко В.П., Воробейков Г.А., Юргина B.C., Киселёв М.В. «Влияние возрастающих доз азотных удобрений на продуктивность и качество капустных сидеральных культур» // материалы Международного конгресса «Агрорусь 2009».СПб, 2009, с. 99-100.

6. Царенко В.П., Киселёв М.В. «Влияние различных видов сидератов на урожайность и качество картофеля в условиях северо-запада РФ» // материалы Международного конгресса «Агрорусь 2010». СПб,2010, с. 155

7. Минин В.Б., Хухта X., Царенко В.П., Киселёв М.В., и др. Рекомендации по экологически безопасному ведению сельского хозяйства в условиях Ленинградской области и Республики Карелия: часть третья «Растениеводство». Программа сотрудничества приграничных районов Финляндии и Российской Федерации. Спб, 2011, с. 102.

Подписано в печать 11.03.2012 Формат 60x90 V16 Печать трафаретная. 1,0 усл. печ. л. Тираж 100 экз.

_Заказ № 12/04/03_

Отпечатано с орипптал-макета заказчика в ПП «Институт техники и технологий» Санкт-Петербург - Пушкин, Академический пр., д.31, ауд. 715

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Киселев, Максим Владимирович, Санкт-Петербург

^ ^ ^ á si I S

О)

Ь1 12-6/519

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

На правах рукописи

КИСЕЛЁВ МАКСИМ ВЛАДИМИРОВИЧ

ОЦЕНКА НЕКОТОРЫХ ВИДОВ СИДЕРАТОВ СЕМЕЙСТВА КАПУСТНЫХ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РФ

Специальность 06.01.01- общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

В. П. Царенко

Санкт-Петербург - 2012

Содержание

Введение 4

1. Капустные сидераты, их биологические особенности, условия эффективного возделывания и использования

1.1 Горчица белая

1.1.1 Горчица белая, её биологические особенности и хозяйственная ценность 7

1.1.2 Условия эффективного возделывания и использования горчицы белой 12 1.2. Редька масличная

1.2.1 Редька масличная, её биологические особенности и хозяйственная ценность 17

1.2.2 Условия эффективного возделывания и использования редьки масличной 23

1.3 Влияние капустных сидератов на урожайность и качество сельскохозяйственных культур 29

1.4 Действие капустных сидератов на питательный режим и биологическую активность почвы 34

2. Условия, объекты и методы исследований

2.1 Почва и её агрохимическая характеристика 40

2.2 Схема опыта и условия его проведения в звене севооборота: сидераты (прямого и комбинированного использования) -картофель - ячмень. 41

2.3 Агроклиматические условия в годы проведения опытов. 45

2.4 Методы исследований 49

3. Результаты исследований

3.1 Возделывание сидератов. Влияние возрастающих доз азотных удобрений на структуру урожая, скорость фотосинтеза, урожайность и качество капустных сидеральных культур

3.1.1 Влияние возрастающих доз азотных удобрений на динамику роста капустных сидеральных культур 51

3.1.2 Влияние возрастающих доз азотных удобрений на фотосинтез (ЧПФ) капустных сидеральных культур 54

3.1.3 Влияние возрастающих доз азотных удобрений на урожайность капустных сидеральных культур 56

3.1.4 Влияние возрастающих доз азотных удобрений на качество и кормовую ценность капустных сидеральных культур 61

3.2 Прямое действие сидератов - возделывание картофеля. Комбинированное и прямое действие сидеральных культур на урожайность, качество картофеля и биологические свойства почвы 64

3.2.1 Влияние различных видов сидератов на урожайность картофеля

3.2.2 Влияние сидератов на качество картофеля 67

3.2.3 Исследование биометрических показателей плодородия почвы

3.2.3.1 Определение биологического дыхания почвы 69

3.2.3.2 Определение активности целлюлозоразлогающих микроорганизмов в почве под картофелем 72

3.3 1-ый год последействия — возделывание ячменя. Влияние последействия сидератов на урожайность, качество ячменя и биологические свойства почвы

3.3.1 Влияние различных видов сидератов на урожайность ячменя 78

3.3.2 Влияние сидератов на качество ячменя 81

3.3.3 Исследование биометрических показателей плодородия почвы

3.3.3.1 Определение биологического дыхания почвы 83

3.3.3.2 Определение активности целлюлозоразлогающих 86 микроорганизмов в почве

3.4 Условный баланс элементов питания и гумуса в звене севооборота: сидераты-картофель-ячмень 91

3.5 Зависимости урожайности и интенсивности дыхания почвы от количества запаханной массы капустного сидерата в звене севооборота: сидераты-картофель-ячмень 93 4. Эффективность применения капустных сидератов при их прямом и комбинированном использовании

4.1 Агроэнергетическая эффективность прямого и комбинированного использования сидератов 97

4.2 Экономическая эффективность прямого и комбинированного использования сидератов в ценах 2011 года 103 Общие выводы 110 Список используемой литературы 114 Приложения 137

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. В настоящее время политико-экономическая ситуация в Российской Федерации привела к резко отрицательному балансу гумуса и основных элементов питания (ЫРК) в почвах, что в свою очередь не позволяет в полной мере развивать кормовую и продовольственную базу в нашей стране (Державин, 2007; Кирюшин, 2010). В связи с этим особую актуальность приобретает выращивание сидеральных культур, ценных как в кормовом отношении, так и в качестве органических удобрений. Если раньше в качестве сидератов использовали преимущественно бобовые растения, то сейчас большое внимание уделяется капустным культурам, в частности редьке масличной и горчице белой, привлекательных возможностью многопланового использования их посевов. Цели и задачи исследований. В связи с актуальностью исследований была поставлена следующая цель: дать сравнительную оценку использования капустных сидератов с бобовыми сидератами (люпин узколистный) и дозами навоза КРС, а также выявить наиболее перспективные способы их использования в звене севооборота «сидераты-картофель-ячмень» в условиях Ленинградской области. В условиях Северо-Запада РФ редька масличная и горчица белая, как скороспелые культуры способны при весеннем и летнем посеве дать два полноценных урожая зелёной массы (фаза цветения). При этом первый урожай рационально использовать на корм скоту, а второй на сидерат. При использовании минеральных удобрений эти культуры в условиях Северо-Запада могут дать до 45-55 тонн с гектара зелёной массы, что весьма ценно как в кормовом, так и в сидеральном отношении.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие

задачи:

- выявить зависимость урожайности и качества картофеля по прямому действию и ячменя по 1-му году последействия от урожайности капустных сидеральных культур (от количества запахиваемой массы сидератов);

- рассчитать агроэнергетическую и экономическую эффективность использования капустных сидеральных культур в качестве зеленого удобрения.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в условиях Северо-Запада РФ проведены детальные сравнительные исследования по влиянию капустных сидератов, как в их действии, так и в последействии, на урожайность и качество картофеля и ярового ячменя, а также на некоторые биометрические показатели плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы в сравнении со стандартным сидератом - люпином и навозом. Показано, что капустные сидераты фактически не уступают люпину и средним дозам навоза по всем исследуемым показателям. Изучена возможность эффективного применения не только прямого, но и комбинированного использования редьки масличной и горчицы белой. Практическая значимость заключается в том, что установлена определённая закономерность действия прямого и комбинированного использования сидератов на урожайность, качество и плодородие почвы. Данные капустные сидераты вполне можно использовать в условиях Северо-Запада РФ. Агрономическая эффективность этих сидератов превосходит люпин узколистный, но несколько уступает навозу. Однако в настоящее время дефицит кормов и навоза делает их незаменимыми как в кормовом отношении, так и в качестве органического удобрения. Полученные

результаты могут использоваться агрономической службой хозяйств, фермерами, а также в учебном процессе высших и средних учебных заведений для чтения лекций по земледелию, агрохимии и кормопроизводству.

Основные положения, выносимые на защиту.

- наиболее эффективным с экономической и агроэнергетической точки зрения является комбинированное использование редьки масличной и горчицы белой.

Апробация результатов исследования. Результаты исследований ежегодно рассматривались и обсуждались на заседаниях кафедры агрохимии и агроэкологии и конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГАУ в 2009-2012 гг, а также в 2009 и 2010 году на Международной агропромышленной выставке-ярмарке «Агрорусь» в Санкт-Петербурге. Публикации результатов исследования. По материалам опубликовано 7 печатных работ, из них 3 в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК.

1. Капустные сидераты, их биологические особенности, условия эффективного возделывания и использования

1.1. Горчица белая

1.1.1. Горчица белая, её биологические особенности и хозяйственная ценность

«Зелёное удобрение в качестве одного из элементов системы удобрения должно стать весьма мощным средством поднятия урожаев и повышения плодородия почв».

Д.Н.Прянишников

Горчица белая (Sinapis alba L.), желтая, английская или благородная — однолетнее растение из семейства капустных (Brassicaceae Burneti.), относящееся к средиземноморским видам. Родиной горчицы белой считается Италия и Греция, по другим данным - Северная Африка. В сочинениях греческого естествоиспытателя периода натурфилософии Теофраста (370 -285 гг. до н.э.) есть упоминание, где он называет белую горчицу - «napi» или «sinapi», откуда, возможно, и возникло латинское название рода. Как и многие другие пряности, благодаря торговле, эта культура попала сначала в Западную, а потом в Центральную и Восточную Европу. Теперь она распространена почти по всей Европе и как заносное растение - в Сибири, Китае и Северной Америке. В средней полосе нечерноземной зоны России она появилась только в прошлом столетии, благодаря деятельности Вольно-экономического общества, хотя впервые в аридных зонах нашей страны ее пытались возделывать как масличную культуру еще в XVIII веке (Алексеев, 1959; Наумкин, 2005). С 1810 года указом императора Александра I импорт в Россию горчицы был запрещен в связи с началом ее отечественного воспроизводства. Широкое распространение в нашей стране она получает

только в 30-х гг. XX века. С 1931 г. горчица белая ежегодно включалась в посевные планы районов Нечерноземной полосы.

В связи с ростом различных отраслей отечественной промышленности, объемы ее производства продолжали увеличиваться, и уже к середине прошлого столетия она относилась к числу «стратегических народных богатств нашего государства» (Вульф, 1940; Величко, 1951; Шарапов, 1956).

В последние годы горчица белая культивируется во многих регионах Российской Федерации, главным образом, в Центральном черноземном районе и во влажных областях Нечерноземной зоны, распространяясь до северных границ земледелия. За рубежом она широко возделывается на Украине и в странах Северной (Швеция, Дания, Нидерланды) и Западной

(Германия, Великобритания) Европы.

Стебель у горчицы белой около 1 м в высоту, прямостоячий, полый, округлый в поперечном сечении, опушен щетинистыми волосками, особенно в нижней части и, сильно ветвящийся (до 17 боковых побегов на одном растении), начиная с нижней части, относительно устойчивый к полеганию. Листорасположение очередное. Листья черешковые лировидные и перисто-рассеченные (Майсурян, 1964; Зайцев. 1984; Вавилов, 1986; Симагина и др.

1998; Посыпанов, 2004).

Корневая система стержневого типа. Главный корень веретенообразный, способен проникать в легких почвах на глубину 2,5-3 м, боковые корни при этом могут иметь длину 60-70 см (Беляк, 1996). Благодаря глубоко проникающей корневой системе, обладающей высокой усвояющей способностью, она может произрастать на малоплодородных подзолистых

почвах (Виниченко, 1982).

Соцветие - щитковидная кисть, образованная 25-100 цветками. Цветки крупные, лимонно-желтые, правильные с двойным околоцветником, диаметром 10-15 мм (Власюк, 1984; Беляк, 1996; Алабушев, 2001).

Цветение горчицы наступает очень дружно. Бутоны сначала

появляются в нижней, потом в средней и верхней частях соцветия главного

стебля, а затем на боковых побегах. В связи с тем, что продолжительность цветения зависит от погодных условий, в жаркие дни цветок отцветает в течение суток, а в прохладные и дождливые дни его цветение составляет 5-6

дней (Бернье и др., 2002; ТаЫопзИеЫ, 1999).

Плод _ стручок прямой или слабоизогнутый, бугорчатый, светло-

желтый, с жестко-оттопыреннноволосистой поверхностью, длиной 20-40 мм, содержит 5-6 семян. Семена желто-белые или кремовые, шаровидной формы, с гладкой или тонкосетчатой поверхностью, диаметром 1,5-2,5 мм. При прорастании поглощают до 65% влаги на абсолютно сухую массу, продолжительность набухания примерно 20 часов, начальная температура прорастания+1...+2 °С, и всходы достаточно хорошо переносят продолжительные заморозки до -6°С. Взрослые растения продолжают не только свой вегетативный рост, но и цветение при +5 °С, что исключено для других растений. Перекрестное опыление повышает урожайность семян горчицы на 30-60% (Наумкин, 2000).

Вегетационный период в зависимости от времени посева и погодных условий составляет 60-90 дней. Продолжительность вегетационного периода и составляющих его фаз у горчицы белой разных сроков посева существенно различается. В большей степени это относится к продолжительности цветения, которая колеблется от 24 до 45 дней, в среднем до 30 (Боярчуков, 1980), и вносит существенный вклад в формирование медосбора, урожайности семян и продуктивности кормовой зеленой массы (Наумкин, Велкова, 2000; Мошк! еЫ., 1999).

Горчица белая - растение длинного дня, поэтому в северных районах период вегетации более короткий. Отличается скороспелостью, нетребовательностью к теплу и относительной засухоустойчивостью. Для нее характерна высокая продуктивность фотосинтеза (Лапа, 2009).

Растение влаголюбивое, но очень плохо переносит избыточное увлажнение почвы (Зайцев, 1984). При недостатке влаги урожай зеленой

массы резко снижается. Индийские исследователи установили у нее высокую продуктивность транспирации (Mandaletal., 1986).

Горчица белая является ценной сельскохозяйственной культурой, имеющей масличное, кормовое, сидеральное и медоносное значение. Она используется в пищевой(кондитерской, молочной, консервирующей отраслях), химико-фармацевтической (медицине, мыловаренной, парфюмерной отраслях) и перерабатывающей промышленности (текстильной и кожевенном производстве) (Глухов, 1974; Аубекеров,

Мейрманов, 1980).

В пищевой промышленности семена горчицы белой добавляют в

творожную массу, из нее вырабатывают долго не прогоркающее

масло(Космодемьянский, 1967; Октябрьская, 2001), делают столовую

горчицу и готовят сухую смесь из дробленых семян для приправы различных

блюд. Листья растения кладут в салаты, в некоторых странах ими

приправляют супы, маринуют их в уксусе (Суслов, 1967; Машанов,

Покровский, 1991;).

Жмых (шрот), получаемый после переработки семян, при

определенной добавке пищевому рациону животных приводит

повышению их молочной продуктивности (Кутузова и др., 1998).

Насыщенный аммиаком горчичный шрот, по мнению канадских ученых,