Влияние комплексного применения средств химизации на урожайность и качество озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения

Адамко, Василий Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Влияние комплексного применения средств химизации на урожайность и качество озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние комплексного применения средств химизации на урожайность и качество озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения"

АДАМКО Василий Николаевич

ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ОЗИМОЙ РЖИ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Специальность: 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

11 СЕН 2014

Брянск 2014

005552297

Работа выполнена на кафедре агрохимии, почвоведения и экологии ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» и ГНУ «Ново-зыбковская сельскохозяйственная опытная станция Всероссийского научно-исследовательского института люпина» в 2009-2012 гт.

Научный БЕЛОУС Николай Максимович

руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные ТИТОВА Вера Ивановна

оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

ФГБОУ ВПО Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, заведующая кафедры агрохимии и агроэкологии

ДЫШКО Виталий Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО Смоленской государственной сельскохозяйственной академии, заведующий кафедры технологий переработки сельскохозяйственной продукции

Ведущая организация: ГНУ Московский НИИСХ "Немчииовка" Россельхозакадемии

Защита состоится 26 сентября 2014 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 220.005.01 при ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 243365, Брянская область, Вы-гоничский район, с. Кокино, ул. Советская 2а, корпус 4, конференц-зал. Е-mail: uchsovet@bgsha.com. факс: (8-483-411 24-721.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» и на сайте организации по адресу http://vyww.bgsha.com.

Автореферат разослан ,-3 Л [QB 2014 года и размещен на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации: http://vak2.ed.gov.ru

Просим принять участие в работе совета или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью.

Ученый секретарь

диссертационного советvj?7^ -— Дьяченко Владимир Викторович

Актуальность темы. Перед современным аграрным производством в России стоит весьма сложная задача - обеспечить устойчивый рост производства зерна на фоне ресурсосбережения, снижения уровня технического и антропогенного загрязнения окружающей среды и произведенной продукции.

В Нечерноземье озимая рожь - наиболее распространенная зерновая продовольственная культура, поэтому научно обоснованный и практический подход к изучению агротехнических приемов ее возделывания может значительно увеличить как урожайность, так и качество зерна (Малявко, Белоус, 2012).

Одним из основных факторов, влияющих на состояние почвы и ее продуктивность, является применение органических и минеральных удобрений. Две трети прироста урожая сельскохозяйственных культур за последние тридцать лег приходится на их долю совместно со средствами защиты растений (Малявко, 2010).

Юго-западные районы Брянской области подверглись значительному загрязнению долгоживущими радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС. В отдаленный период после аварии сохраняется вероятность производства продукции растениеводства с высоким уровнем загрязнения (Белоус, 2012).

Уменьшение объемов применения органических и минеральных удобрений заставляет изыскивать новые виды биологически активных препаратов природного происхождения и включать их в агротехнологии. С этой точки зрения интерес представляет гумисгим.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась разработка эффективных, экологически безопасных технологических приемов получения высоких урожаев озимой ржи, включая применение органических, минеральных удобрений, средств защиты растений и гуминового удобрения (гумистим), оптимизации их доз и сочетаний, обеспечивающих максимальную урожайность, хорошее качество зерна и соответствие нормативу по содержанию '"Сб.

Для достижения поставленных целей решали следующие задачи:

- оценка эффективности действия различных систем удобрения в комплексе с химическими средствами защиты растений и гумистимом на урожайность озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды;

- определить влияние изучаемых систем удобрения на основные показатели качества зерна озимой ржи;

- установить степень влияния изучаемых систем удобрения на накопление '"Сб в зерне озимой ржи;

- рассчитать основные параметры экономической эффективности применения различных систем удобрения при выращивании озимой ржи.

Научная новизна. Впервые в условиях юго-запада Центрального региона России при возделывании озимой ржи в плодосменном севообороте на дерново-подзолистой песчаной почве изучено влияние систем удобрения с разным уровнем насыщенности питательными веществами в комплексе со средствами химический защиты растений и гумистимом.

По результатам комплексных исследований, проведенных на радиоактивно загрязненных почвах, выявлены оптимальные дозы удобрений в комплек-

се со средствами защиты растений и гумистимом при возделывании озимой ржи, позволяющие повысить продуктивность, качество урожая и снизить накопление радионуклидов в основной продукции.

Основные положения, выносимые на защиту:

- научное обоснование системы удобрения озимой ржи в комплексе с химическими средствами защиты растений, обеспечивающей высокую зерновую продуктивность и качество получаемой продукции, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам;

- оценка применяемых систем удобрения по их влиянию на качество получаемой продукции и поступление радиоцезия в растения;

- экономическая эффективность применяемых систем удобрения и средств химизации при возделывании озимой ржи.

Практическая значимость работы. Результаты исследований являются основой для разработки эффективной технологии возделывания озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения, которая позволит повысить урожайность и качество зерна озимой ржи, снизить поступление П7Сб в урожай и получать экологически безопасную продукцию.

Личный вклад автора состоит в разработке программы и выборе методов, адекватных поставленным задачам, в организации, постановке полевых опытов и лабораторных исследований, анализе и обобщении экспериментальных данных, подготовке научных публикаций, оформлении диссертации.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверь в экспериментальном хозяйстве Новозыбковской СОС ВНИИ люпина и опытном хозяйстве «Волна революции» в 2009-2012 гг.

Апробация работы и публикации результатов исследований. Основные положения диссертационной работы были доложены и одобрены на заседаниях Ученого совета Новозыбковской ГСОС ВНИИ люпина в 2009, 2010, 2011 гг., VI Международной научной конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (2009), Международной научно-практической конференции: Актуальные проблемы экологии, агрохимии и почвоведения в XXI веке (2012).

По результатам диссертации опубликовано 4 работы, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация изложена^/^страницах компьютерного текста, включает 17 таблиц, 4 рисунков, 12 приложения. Состоит из введения, обзора литературы, результатов исследований, выводов, предложений производству, списка литературы, содержащего 241 наименование, в том числе 17 на иностранных языках.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в 2009-2012 гг. в длительном стационарном опыте Новозыбковской опытной станции ВНИИ люпина Россельхозакадемии в четырехпольном плодосменном севообороте (картофель — овес — люпин на зеленую массу - озимая рожь). Повторность вариантов опыта четырехкратная, расположение систематическое. Общая площадь делянки 90 м2, учетная 70 м2.

Почва опытного участка - дерново-подзолистая, рыхлопесчаная, сформированная на древнеаллювиальной супеси, подстилаемой связным песком. Мощность гумусового горизонта составляет 20-22 см. Исходные агрохимические показатели пахотного слоя почвы следующие: содержание органического вещества 2,4-2,5%; рНКС| - 6,7-6,9; гидролитическая кислотность (по Каппену-Гильковицу) - 0,58-0,73 ммоль-экв/100 г почвы; сумма поглощенных оснований - 7,18-16,88 ммоль-экв/100 г почвы; содержание подвижного Р205 и обменного К20 (по Кирсанову) соответственно 385-510 и 69-117 г на кг почвы. Плотность загрязнения почвы '"Сэ колебалась в пределах 526-666 кБк/м2.

В качестве органического удобрения использовали подстилочный навоз крупного рогатого скота с удельной активностью |37Сб в среднем 890 Бк/кг, химический состав навоза следующий (%): влаги в среднем 77,2; азота - 0,53; фосфора - 0,25; калия - 0,57. Всю расчетную дозу органического удобрения (подстилочный навоз) вносили под первую культуру севооборота - картофель. Из минеральных удобрений применяли: аммиачную селитру (34,4% М), суперфосфат двойной гранулированный (45,4% Р205); калий хлористый (55,8% К20). Всю расчетную дозу фосфорных удобрений вносили в предпосевную культивацию почвы. Азотные и калийные удобрения применяли дробно: ЫуоК«, —* Ы_10К10 до посева с осени + ^0К.30 - весеннее возобновление вегетации; Ы140К|20 —> К-адКад до посева с осени + ^0Ксю - весеннее возобновление вегетации + Ы40 - выход в трубку; N21(^180 ~4' ^0К30 до посева с осени + Ы^К^о - весеннее возобновление вегетации + N90 - выход в трубку.

В опыте испытывали препарат «Гумистим» производства «ССХП Женьшень» Унечского района, Брянской области, который включает ряд макро — и микроэлементов, имеет в своем составе янтарную кислоту.

Обработку посевов озимой ржи гумистимом проводили весной в фазу кущения - начало выхода в трубку из расчета 6 л/га препарата.

Система защиты растений озимой ржи предусматривала применение следующих пестицидов: фундазол 50% с.п. - 0,6 кг/га осенью в фазу кущения; кампозан М - 4 л/га и байлетон 25% с.п. - 0,6 кг/га в фазу выход в трубку - колошение; децис 25% к.э. - 0,3 л/га - в фазу цветения.

Объект исследований - сорт озимой ржи Пуховчанка. Включен в Госреестр по Центральному (3) региону с 1985 года.

Агротехника возделывания озимой ржи в опытах соответствовала общепринятой для Центрального региона России. Уборку урожая проводили поделяночно зерноуборочным комбайном «Сампо-500» методом прямого комбайнирования.

Полевые и лабораторно-аналитические исследования выполняли в соответствии с общепринятыми методиками.

Биохимический состав зерна определяли с применением следующих методов: общий азот - фотометрический индофенольный, сырой белок -пересчетом по коэффициенту 5,83, крахмал - с антроновым реактивом, жир - по обезжиренному остатку, нитраты — ионометрически, содержание радионуклида 1 7Сб в растительных образцах - на гаммаспектрометре «Гамма - 1С».

Математическую обработку экспериментальных данных осуществляли методами дисперсионного, корреляционно-регрессионного анализов по Доспехову (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние систем удобрения и средств защиты растений на структуру урожая озимой ржи

Нашими исследованиями установлено, что под влиянием различных систем удобрения продуктивная кустистость озимой ржи изменялась от 1,24 на контроле до 1,51 на варианте М|40Р60К|2о + пестициды+гумистим (табл. 1).

1. Структура урожая озимой ржи в зависимости от системы удобрения

(среднее за 2009-2012 гг.)

Вариант Кустистость Колос

общая продуктивная кол-во зерен, шт масса зерна, г

Контроль 1.38 1,24 29,2 1,05

Последействие 80 т/га навоза 1.42 1,27 31,0 1,12

Последействие 40 т/га навоза +Ы701,з0К60 1.45 1,32 31.4 1,17

1,47 1,33 33,1 1,22

^„оРбоКш 1.51 1,37 35,1 1,34

^юРадК^о 1,53 1.38 36.2 1.34

Последействие 40 т/га навоза +^0РзоК60+ пестициды 1,53 1,37 35,8 1,38

^оРзоК«)+ пестициды 1.51 1,38 36,3 1,34

МноРбоКпо + пестициды 1.55 1,40 36,7 1,39

ЫлоРчоК^о + пестициды 1.55 1,41 37,1 1,41

Последействие 40 т/га навоза +Ы70Р50[С,г| + пестициды+гумистим 1,57 1,44 39,0 1,50

Ы70РзоКбо + пестициды+гумистим 1.57 1,43 39.8 1,55

К140Рб0К,20 + пестициды+гумистим 1.62 1.51 41,3 1,65

Ы7|0[>Г„,К|Я0 + пестициды+гумистим 1.60 1,49 41,4 1,64

Оптимизация минерального питания растений способствовала увеличению общей и продуктивной кустистости по сравнению с контролем на 6,411,1% в зависимости от дозы минеральных удобрений.

Минеральные удобрения в комплексе с пестицидами увеличивали эти показатели по сравнению с контролем уже на 10,0-13,7%. Обработка растений гумистимом способствовала дальнейшему росту общей и увеличению продуктивной кустистости. По отношению к контрольному варианту рост составил 16,1-21,7% и 5,1-7,8% по отношению к вариантам с комплексным применением минеральных удобрений и пестицидов, но без гумистима.

Озерненность колоса изменялась в зависимости от фона питания. Возрастающие дозы минеральных удобрений в комплексе с химическими средствами защиты растений и гумистимом значительно увеличивали количество зерен в колосе. В среднем за годы исследований минимальный показатель количества зерен в колосе отмечен в контрольном варианте (29,2). Максимальная озерненность колоса отмечена в вариантах с сочетанием удобрений, пестицидов и гумистима (39,0-41,4).

Масса зерна с одного колоса в опыте также зависела от уровня минерального питания и применяемых средств защиты растений. Гумистим ока-

зывал положительное влияние на величину этого показателя. Наибольшая масса зерна с одного колоса и, как следствие, урожайность, получена в варианте МноРбоК^о + пестициды + гумистим.

Влияние минеральной системы удобрения на урожайность зерна озимой роки Погодные условия оказали заметное влияние на формирование урожайности зерна озимой ржи. Самый низкий урожай на контроле (0,37 т/га) за четыре года исследований получен в 2011 году. Засуха 2010 года также неблагоприятно отразилась на продуктивности озимой ржи. В среднем за годы исследований на контрольном варианте получено 0,57 т/га зерна озимой ржи, что свидетельствует об очень низком уровне естественного плодородия песчаной почвы полевого опыта (табл. 2).

2. Влияние минеральных удобрений на урожайность зерна озимой ржи, т/га

(среднее за 2009-2012 гг.)

Вариант 2009 2010 2011 2012 Среднее Прибавка. ±ц/га

Контроль 0.68 0.65 0.37 0.59 0.57 -

^ЬоРзоКбО 1,53 1.12 1,90 1,21 1.44 0.87

1^14оРбоК]20 1,84 1,42 2,78 1.24 1.82 1.25

^24ОР9ОК]8О 2,01 1.52 2.82 1.53 1.97 1,40

НСР0, 0.21 0.22 0.21 0.45 - -

Минеральные удобрения оказывали положительное влияние на продуктивность озимой ржи, при этом степень влияния определялась уровнем применения средств химизации. Внесение Ы70РзоК60 обеспечило урожайность зерна озимой ржи на уровне 1,44 т/га. С увеличением дозы минеральных удобрений в два раза (Н140Р6оК12о) урожайность возросла до 1,82 т/га. Двойная доза минеральных удобрений повышала зерновую продуктивность озимой ржи в 1,3 раза по отношению к одинарной. Внесение повышенной дозы (N240^90^[ 8о) не приводило к статистически достоверному увеличению урожайности зерна озимой ржи.

Эффективность использования минеральных удобрений была значительной во все годы при средней дозе внесения минеральных удобрений (Н140Р6оКш), в то время как для повышенного фона (Ы24оРооК|8о) отмечено снижение положительного действия удобрений на урожайность озимой ржи. Установлено, что высокие дозы минеральных удобрений в засушливый год оказали депрессирующее действие на рост и развитие озимой ржи, а во влажный способствовали полеганию растений в период налива и созревания зерна.

Роль органической и органо-минералыюй системы удобрений в повышении урожайности зерна озимой ржи

Наши исследования свидетельствуют, что в варианте последействия 80 т/га подстилочного навоза урожайность озимой ржи изменялась в пределах 0,58-1,01 т/га в зависимости от погодных условий периода вегетации в годы исследований (табл. 3).

В среднем за 4 года прибавка урожая зерна составила 0,25 т/га. Это указывает на затухающий характер действия этой дозы удобрений, что характерно для почв легкого гранулометрического состава. Однако внесенные органические удобрения оказали положительное влияние на увеличение урожайности озимой ржи.

3. Влияние последействия органических удобрений на урожайность

зерна озимой ржи, т/га (среднее за 2009-2012 гг.)

Вариант 2009 2010 2011 2012 Среднее Прибавка, ±т/га

Контроль 0.68 0.65 0,37 0,57 0,57 -

Последействие 80 т/га навоза 0.99 1,01 0,58 0,71 0,82 0,25

Последействие 40 т/га навоза + N70 РюК«о 1.58 1.22 2,06 0.96 1,46 0,89

НСРо.5 0.21 0,22 0,21 0,45 - -

Действие органо-минеральной системы оказало значительное влияние на зерновую продуктивность озимой ржи в основном за счёт эффекта взаимодействия минеральных удобрений N70P30K60 с половинной дозой навоза (40 т/га). Прибавка к контролю составила 0,89 т/га зерна, она более, чем в 3 раза выше по сравнению с прибавкой от последействия навоза в дозе 80 т/га. Ор-гано-минеральная система оказывала более сильное влияние на урожайность зерна озимой ржи, чем органическая. Эффект от совместного действия минеральных и органических удобрений составил 0,64 т/га, по сравнению с последействием 80 т/га навоза. Таким образом, органо-минеральные удобрения обеспечивали достаточно высокую прибавку урожая зерна озимой ржи, величина которой изменялась в зависимости от погодных условий вегетационных периодов, однако они не имели заметного преимущества перед минеральной системой удобрения.

Влияние средств химизации на урожайность зерна озимой ржи

При комплексном применении систем удобрения и средств защиты растений в плодосменном севообороте создались необходимые предпосылки для благоприятного фитосанитарного потенциала посева, и, как следствие, более оптимальные условия для роста растений озимой ржи, обеспечивая тем самым лучшее развитие фотосинтетического аппарата, наиболее полное использование питательных веществ удобрений и почвы. Вышеперечисленные факторы оказали высокое положительное действие на формирование урожая зерна озимой ржи (табл. 4).

Самая высокая прибавка (1,80 т/га) получена от сочетания двойной дозы минеральных удобрений и пестицидов. Рост продуктивности под влиянием средств химизации объясняется снижением полегания растений, уменьшением поражения растений озимой ржи болезнями и вредителями.

Применение гумистима активизировало рост и развитие растений, что в конечном итоге способствовало повышению урожайности зерна. Однако в 2010 году действие гумистима оказалось менее выраженным из-за засушливого летнего периода вегетации.

4. Влияние удобрений, пестицидов и гумистима на продуктивность _озимой ржи, т/га (среднее за 2009-2012 гг.)_

Вариант 2009 2010 2011 2012 Среднее Прибавка, ±т/га От гумистима

Контроль 0.68 0.65 0.37 0.59 0.57 - -

Последействие 40 т/га навоза + Ы70 РзоК6о + пестициды 2,03 1,55 2,95 1,66 2,05 1,48 -

N70 РзоК6о+ пестициды 2.16 1.01 2.34 1.34 1.71 1.14 -

М,4оРбоК|2„+ пестициды 2.54 1.55 3.51 1.89 2.37 1.80 -

Ы21оР9оК18о+ пестициды 2.06 1.33 3.31 2,19 2.22 1.65 -

Последействие 40 т/га навоза +М70Р1„К60+П+ г 2,63 1,66 3,14 2,33 2,44 1,87 0,39

N70 РзоКбо+ П+Г 2.20 1.11 2.47 1,98 1,94 1.37 0,23

Н14оРбоК120+П+Г 2,56 1,62 3.69 2,54 2.60 2,03 0,23

М210Р9оК180+П+Г 2.53 1.51 3.58 2,46 2,52 1,95 0.30

НСР„, 0.21 0.22 0.21 0.46 - - -

Примечание: П - пестициды, Г—гумистим

Наиболее эффективной по влиянию на урожайность озимой ржи оказалась двойная доза ЫРК (Ы|40Р6оК|;о), как в сочетании с гумистимом, так и без него. Дальнейшее увеличение дозы минеральных удобрений не приводило к адекватному росту урожайности и даже снижало ее.

Таким образом, наибольший эффект в опыте получен от применения органических и минеральных удобрений в комплексе с химическими средствами защиты растений и гумистимом. При всех изучаемых системах удобрения преимущество имела двойная доза минеральных удобрений - Н140Р6оК12о. Однако следует отметить, что использование гумистима требует дальнейшего изучения с целью оптимизации доз, сроков и способов его применения.

Влияние систем удобрения на содержание сырого белка в зерне озимой ржи

В среднем за годы исследований содержание сырого белка в зерне озимой ржи варьировало от 11,6 до 13,3%. Метеорологические условия оказали большее влияние на формирование белкового комплекса зерна озимой ржи, нежели применяемые средства химизации (табл. 5).

Увеличение доз вносимых удобрений и, как следствие, улучшение минерального питания растений способствовало росту содержания сырого белка в зерне озимой ржи. Наиболее высокое содержание сырого белка в зерне озимой ржи отмечено в варианте с повышенной дозой №К ^2юР9оК180). Комплексное применение средств химизации (удобрения, пестициды и гумистим) не приводило к увеличению содержания сырого белка в зерне озимой ржи.

5. Влияние средств химизации на содержание (%) и сбор сырого белка _урожаем зерна озимой ржи (среднее за 2009-2012 гг.)_

№ Вариант 2009 2010 2011 2012 среднее ± к контролю Сбор белка, т/га

1 Контроль 11.1 14,0 10,1 11,3 11,6 - 3,066

2 Последействие навоза 80 т/га 11.8 14.2 11,3 11,9 12.3 0,7 3,100

3 Последействие навоза 40 т/га +К70РзоК6о 11.2 14.3 12,4 12.1 12.5 0,9 3,182

4 ^оРЛп 11.8 14.1 11,4 11,0 12.3 0.5 0,174

5 ^моРбоКпо 12.2 14,2 11,6 11,6 12.6 0.8 3.225

6 ^юРздК,™ 11.5 14.3 13,4 13,1 13,1 1.5 0.258

7 Последействие навоза 40 т/га +Ы701>3оК(,о + пестициды 12,2 14,9 11,1 11,2 12,6 0,8 0,254

8 Ы70РчоКм)+ пестициды 11,9 14.4 11.0 11,1 12.3 0,5 3.207

9 1^,4оРбоК12о + пестициды 12.8 14,4 10,7 12,4 12.6 1.0 3.298

10 Ы2юР9оК|яо + пестициды 12.6 14.5 12.7 12.8 13.2 1.6 3.293

11 Последействие навоза 40 т/га +^0Р30К60 + пестициды+гумистим 12,0 14,5 11,7 11,5 12,7 0,8 0,302

12 ^оРзоК«, + пестициды+гумистим 11.7 14.3 11.6 11.7 12.4 0,7 0.239

13 Ы|401'(,0К|2о + пестициды+гумистим 12.3 14.4 12,1 12.3 12.8 1.2 0.333

14 ТМт, оР90К | яп + пестициды+гумистим 12.8 14.8 12.7 12.4 13.3 1.6 0.333

НСР„< 0.3 0,27 0,22 0,28 - -

Использование средств защиты растений и гумистима обеспечивало лучшую сохранность листовой поверхности и более активное протекание . синтетических процессов. Вследствие этого под влиянием их использования возрастала урожайность озимой ржи и, как следствие, сбор белка с единицы площади. Наибольшие показатели получены в вариантах 9, 11, 13 и 14 (минеральные удобрения в сочетании с пестицидами и гумистимом) - 0,298, 0,302, 0,333 и 0,333 т/га соответственно.

Наиболее высокое содержание сырого белка отмечено в засушливом 2010 году. Этот факт можно объяснить тем, что в засушливых условиях образуется меньший урожай как зерна, так и соломы, и на процессы роста и развития растений расходуется относительно меньше азота почвы. Большая его часть используется на образование белка. В сырую же погоду синтез белков замедляется. Это подтверждается и другими исследованиями (Зиганшин, Ша-рифуллин, 1981; Нгавка, Рейтл-ю, Вппска, 1981, Капёега, 1982).

Влияние систем удобрений на аминокислотный состав зерна озимой ржи

Содержание аминокислот в зерне озимой ржи зависело от условий питания. Повышение уровня минерального питания способствовало увеличению как общего количества, так и незаменимых аминокислот в зерне озимой ржи. Так, сумма аминокислот на контроле составила 67,4 г/кг (табл. 6). Различий в аминокислотном составе при применении удобрений не отмечалось, однако в количественном отношении наблюдалось увеличение суммы аминокислот в

зерне. Применение средств защиты растений положительно влияло на аминокислотный состав. Самое высокое содержание аминокислот отмечено в варианте с повышенными дозами минеральных удобрений - 89,02 г/кг и в варианте последействия 40 т/га навоза + ЫРК в комплексе с химическими средствами защиты растений. - 93,53 г/кг.

6. Аминокислотный состав зерна озимой ржи в зависимости от системы

№ \ Вариант Аминокислота \ контроль Последействие навоза 80 т/та Последействие 40 т/га навоза + N70 РзпКбО !| ей 2 я ¡С г а £ + « ГО О й те = 1 !- V и В 4* а = н * «+= ы о Э 3 з = н и С + а £ £ 3 я я е- и V с + а а? г л ч я 9 Я Н и V Я + а сь г МПоследействие 40 т/га навоза + N70 РиКи + пестициды + стимулятор роста + 3 4 я я я Р & <±> о п + о 3 ь ССЕ ° 5 г & + 3 4 я 9 Р 5 " а О С о. +.§■ 2 н = 5. £ 8 ® я Г" н 2 V + ч я а Р Р « Й О Я О. о О - а я - я 1"

Незаменимые

1 Валин 5,56 4,29 4,96 4,70 4.59 4,32 6,87 3,93 3,96 5,75 4,52 4,44 5,11 3,66

2 Лейцин +изолейцин 11,62 9,98 9,55 10,55 11,49 8,58 13,24 9,43 9,73 13,90 9,58 9,7А 10,71 8,53

3 Лизин 3,93 3,64 4,70 3,71 4,21 2,74 4,28 3,61 3,48 5,00 3,50 3,29 3,71 2,65

4 Метионин 1,72 1,58 1,64 1,53 1.13 1,01 2,66 0,71 0,22 0,99 1,97 1,07 1,52 1,01

5 Треонин 3,91 3,80 4,14 4,14 5,86 3,40 6,54 3,37 3,10 3,84 4,43 2,72 4,45 3,23

6 Триптофан 1,25 1,42 2,34 1,16 1,16 1,46 1,38 1,18 1,47 1,26 1,43 1,15 1,08 1,66

/ Фенил аланин 5,83 4,62 6,73 5,99 6,28 4,24 6,97 5,63 5,95 7,01 5,11 7,17 5.83 4,64

Свободные

8 Алании 5,14 4,43 3,49 4,69 4,36 3,43 5,89 3,96 2,71 6,18 3,77 4,20 4,37 3,86

9 Аргинин 5,78 7,12 3,92 7,20 6,94 5,42 9,21 5,75 7,49 7,78 7,80 6,32 6,61 7,31

10 Гистидин 3,15 2,91 1,83 3,01 2,86 1,11 2,54 2.24 1.27 1,74 1,17 1,70 3,59 0.99

11 Глицин 5,26 5,08 4,26 4,72 4,33 4,19 5,79 4,88 6,27 6,33 3,78 4.69 4,85 3,71

12 Пролин 15,44 12,40 17,87 16,06 18,74 12.58 19,50 15,47 15,27 0,54 13,81 13,81 16,26 15,12

и Тирозин 2,60 1,62 1,97 3,02 2,15 2,16 3,18 1,73 2,21 1,69 1.59 1,21 1,88 1,44

14 Серии 6,40 4,51 3,72 5,78 3,96 3,50 5,48 5,11 4,20 6.01 4,09 3,68 5,19 4.03

Сумма аминок-т 77,59 Ь7,40 71,12 76,26 78,06 58,14 93,53 68,00 70,33 89,02 66,55 65,15 75,16 62,92

Сумма незаменимых 33,82 29,33 34,06 31,78 34,72 25,75 41,94 28,86 28,91 38,75 30,54 29,54 32,41 25,38

Сумма свободных 43,77 53,07 37,06 44,48 43,34 32,39 51,59 39,14 41,42 50,27 36,01 35,61 42,75 37,54

Применение гумистима способствовало увеличению содержания как незаменимых, так и свободных аминокислот по сравнению с контролем, практически не имело преимущества перед удобряемыми вариантами.

Содержание отдельных аминокислот также изменялось в зависимости от условий питания. В вариантах 7 и 10 резко увеличивалось содержание про-лина в зерне озимой ржи по сравнению с контрольным вариантом (с 12,40 до 19,5-20,54 г/кг). Следует отметить, что зерно в этих вариантах характеризовалось и более высоким содержанием лейцина, изолейцина и лизина. Это

объясняется улучшением азотного питания растений, более полном включении азота в синтез аминокислот. Высокое содержание свободных аминокислот (52-59% от общей суммы) обусловлено большим количеством пролина, составляющим 18-25% от суммы всех изученных аминокислот.

Влияние удобрений и пестицидов на содержание нитратов и макроэлементов в зерне озимой ржи

В среднем за годы исследований содержание остаточного количества нитратов в зерне озимой ржи по изучаемым системам удобрения отмечалось в пределах 49-57 мг/кг, при ПДК, равном 93 мг/кг (Воробьева и др., 1980).

Минимальное количество нитратов - 49 мг/кг - отмечено на контроле, максимальное (57 мг/кг)- в варианте N210P90K180 (табл. 7).

Увеличение дозы азота в составе NPK повышало накопление нитратов в зерне озимой ржи, но содержание нитратного азота при этом не превышало ПДК. Применение возрастающих доз минеральных удобрений в сочетании с химическими средствами защиты растений и стимулятором роста не оказывало заметного влияния на накопление нитратов в зерне озимой ржи. Какой-либо четко выраженной закономерности в опыте не выявлено.

7. Содержание нитратов (мг/кг) и макроэлементов (%) в зерне озимой ржи

(среднее за 2009-2012 гг.)

Вариант Нитраты Р К Ca Mg

Контроль 49 0.91 0.70 0.11 0.23

Последействие навоза 80 т/га 51 0,94 0,74 0,12 0,24

Последействие навоза 40 т/га +^0Рз0К60 52 0.96 0.75 0,12 0.24

К70Р.,0К<,0 52 0.92 0.74 0,12 0.25

^4оР«)К|:>о 55 0.94 0,74 0,11 0,25

^юР90К|80 57 0.95 0,76 0,12 0,25

Последействие навоза 40 т/га +^0Р30К60+ пестициды 54 0,96 0,74 0,11 0,23

^7оРзоКбо+ пестициды 54 0.95 0,75 0,12 0.25

МмоРйоКпо + пестициды 53 0.95 0.75 0,12 0,26

МгюРздК^о + пестициды 54 0.96 0,76 0,12 0.25

Последействие навоза 40 т/га +Ы701>1г|1С,0 + пестициды+гумистим 54 0,98 0,76 0,12 0,24

^оРщК^о + пестициды+гумистим 53 0.99 0,77 0.13 0,26

Ы140Р60К120 + пестициды+гумистим 55 1.01 0,78 0,14 0,28

^щРздКш + пестициды+гумистим 55 1,03 0,78 0,13 0,27

Таким образом, содержание нитратов в зерне озимой ржи не превышало предельно допустимых концентраций по всем системам удобрения. Возрастающие дозы минерального удобрения в сочетании с пестицидами и гуми-стимом не оказали негативного воздействия на величину этого показателя.

Содержание макроэлементов в зерне озимой ржи имело определенные различия и зависело от доз применяемых удобрений и средств химизации (табл. 7). Отмечено довольно высокое содержание в зерне озимой ржи как фосфора, так и калия.

Содержание фосфора за годы исследований варьировало в пределах 0,91-1,03%. Органическая и органо-минерапьная системы удобрения увеличивали содержание фосфора по сравнению с контролем на 0,03-0,05%.

Минеральная система удобрения независимо от уровня минерального

питания также способствовала увеличению содержания фосфора.

Изучаемые системы удобрения в комплексе со средствами защиты растений имели тенденцию к росту содержания фосфора в зерне озимой ржи.

Самые высокие значения содержания фосфора в зерне отмечены в вариантах с применением гумистима. Обработка растений озимой ржи гумисти-мом способствовала увеличению содержания фосфора на 0,03-0,07% по сравнению с вариантами, где гумистим не применяли (вар. 7-10).

Содержание калия в зерне находилось в пределах 0,70-0,78%. Применение как органических, так и минеральных удобрений способствовало повышению значения этого показателя. Применение химических средств защиты растений не оказывало влияния на содержание калия в зерне озимой ржи. Самый высокий уровень содержания калия в зерне отмечен в вариантах с применением гумистима.

Содержание кальция и магния в слабой степени определялось уровнем минерального питания и применяемыми средствами химизации. Содержание СаО в опыте изменялось в пределах 0,11-014%. Содержание магния колебалось в пределах 0,23-0,28%. Каких-либо определенных закономерностей в изменении содержания кальция и магния по вариантам опыта не установлено.

Содержание крахмала и жира в зерне озимой ржи

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что содержание крахмала в зерне озимой ржи по вариантам опыта и годам изменялось в пределах от 59,7% до 62,3%. Более низкие показатели содержания крахмала в зерне озимой ржи наблюдались в засушливом 2010 году (табл. 8 ).

Вариант Крахмал Жир Отношение крахмал/белок

Контроль 59.7 1.87 5.15

Последействие навоза 80 т/га 61.1 1.80 4.97

Последействие навоза 40 т/га +Ы70РздКбо 60.6 1.80 4.85

М70РтК«) 60.2 1.77 4.89

МиоРбоК,™ 60.7 1,76 4.81

^юРэдК 180 62.3 1,75 4,76

Последействие навоза 40 т/га +К70РзоК6о+ пестициды 60,1 1,78 4,76

М7пР,оКлп+ пестициды 60.2 1.80 4.89

Ы140Р60К],0 + пестициды 60.6 1.77 4.81

Ы,|0Р90К,„„ + пестициды 61.6 1.76 4.67

Последействие навоза 40 т/га +М7,,Р1,)10,п + пестициды+гумистим 60,1 1,79 4,73

Ы70РмКт + пестициды+гумистим 60.3 1.79 4.86

М|40Р60К1:,„ + пестициды+гумистим 60.9 1.78 4.75

М->юР<юК|яп + пестициды+гумистим 61.6 1.77 4.63

В контрольном варианте содержание крахмала составило в среднем за четыре года исследований 59,7%. Применение низкой дозы минеральных туков (Ы70Р30К60) не приводило к изменению крахмалистости зерна. На фоне последействия навоза 80 т/га и последействия навоза 40 т/га в сочетании с низкой дозой минеральных удобрений этот показатель составил 61,1% и 60,6% соответственно.

Увеличение уровня минерального питания положительно сказалось на

изменении величины содержания крахмала. При комплексном применении минеральных и органических удобрений с химическими средствами защиты растений и гумистимом наблюдалась тенденция к увеличению содержания крахмала в зерне озимой ржи по сравнению с контролем.

Максимальное содержание крахмала в зерне озимой ржи получено при внесении ЫгюРвоКш как при отдельном использовании, так и в комплексе с химическими средствами защиты растений и гумистимом. Применяемые средства химизации способствовали улучшению углеводного обмена, и, как следствие, зерно, полученное с этих вариантов, отличалось лучшей выполненностью и содержало больший процент крахмала.

В нашем опыте на величину соотношения крахмал/белок оказывали влияние те же факторы, которые определяли накопление крахмала и сырого белка в зерне озимой ржи. Увеличение белковости зерна не сопровождалось снижением содержания крахмала и, как следствие, величина соотношения крахмал/белок находилась в пределах оптимума и составила 4,63-5,15.

Содержание жира в зерне озимой ржи по годам исследований колебалось в пределах 1,75-1,87%. Наибольший процент его содержания отмечен в контрольном варианте. С увеличением уровня минерального питания независимо от применения пестицидов и гумистима наблюдалось снижение содержания жира в зерне озимой ржи.

Таким образом, зерно, полученное на контрольном варианте и вариантах с низким уровнем минерального питания, было более щуплым и характеризовалось более высоким содержанием жира. Наблюдалась обратная тенденция по сравнению с содержанием крахмала.

Влияние средств химизации на качество зерна озимой ржи

Нашими исследованиями установлено, что натура зерна озимой ржи была близкой к уровню базисных кондиций (табл. 9).

9. Изменение натуры зерна озимой ржи в зависимости от системы удобрений, г/л _(среднее за 2009-2012 гг) _

Вариант 2009 2010 2011 2012 Среднее

Контроль 661 642 649 655 652

Последействие навоза 80 т/га 668 649 653 660 658

Последействие навоза 40 т/га +"Ы70Р30К60 688 654 676 682 675

М70РзоК6„ 665 658 654 659 659

^40РбоК,20 689 663 678 684 678

N210^90^180 697 670 679 688 683

Последействие навоза 40 т/га +Ы791\пК60+пестипиды 689 677 683 686 684

Ы70РзоК60+ пестициды 672 667 667 670 669

Ы|4„Р6„К170 + пестициды 696 678 686 692 688

МгюР'Лво + пестициды 690 677 689 690 686

Последействие навоза 40 т/га +Ы7оРзоКбо + иестициды+гумистим 696 680 697 697 692

Ы70РзоК60 + пестициды+гумистим 692 684 700 697 693

^4оРбоКпо + пестициды+гумистим 700 683 706 703 698

Ы71ОР90К|8О + пестициды+гумистим 693 681 700 696 692

НСР„, 8 9 6 5

Минимальные значения натуры зерна отмечены в засушливом 2010 году. В среднем за годы исследований натура зерна озимой ржи изменялась по

вариантам опыта в пределах 651-706 г/л. Самое низкое значение натуры зерна отмечено в контрольном варианте. Минеральные и органические удобрения способствовали повышению натуры зерна.

При комплексном применении удобрений и химических средств защиты растений отмечалось дальнейшее повышение натуры зерна озимой ржи. Наибольшие значения натуры зерна в среднем за 4 года исследований получены в вариантах с применением препарата «Гумистим».

В среднем за 4 года исследований масса 1000 зерен в контрольном варианте составила 35,8 г (табл. 10). Органическая и органо-минеральная системы удобрения повышали этот показатель. На фоне минеральной системы удобрения с последовательно возрастающими дозами ЫРК масса 1000 зерен возрастала до 37,0-38,6 г. Сочетание удобрений и пестицидов обеспечивало дальнейшую тенденцию к увеличению массы 1000 зерен.

Применение гумистима положительно влияло на массу 1000 зерен. Самое высокое значение этого показателя в годы исследований отмечено в варианте со средней дозой К|40Р(ЮК]2о в сочетании с пестицидами и гумистимом.

10. Влияние различных систем удобрения на массу 1000 зерен, г _(среднее за 2009-2012 гг)_

Вариант 2009 2010 2011 2012 Среднее

Контроль 36.8 33.1 36.6 36.6 35.8

Последействие 80 т/га навоза 38.5 33.5 37.5 37.9 36.8

Последействие 40 т/га навоза +Ы701\оКт 37.7 35.5 38.8 38.3 37,6

Мто^чоК«) 37.4 36.4 37.1 37.2 37,0

^ИоРбоК]20 39.0 36.9 39.4 39.2 38.6

^21ОР9ОК]80 37.0 38.5 37.1 37.2 37,4

Последействие 40 т/га навоза +К7оРюК6о+ пестициды 39,4 36,9 39,1 39,2 38,6

Ы70Рз0К60+ пестициды 37.2 35.7 37.8 37,6 37,1

МноРбоКпо + пестициды 38.5 37.0 39.1 38.8 38,3

М21оР<юК18о + пестициды 39.2 37,7 37.9 38.6 38,4

Последействие 40 т/га навоза ^7оРщКбо + пестициды+гумистим 39,8 37,8 38,0 38,8 38,6

ИуоРзоКбо + пестициды+гумистим 39.2 39.0 38.8 39.0 39,0

МмоРбоКш + пестициды+гумистим 39.8 40.3 40.1 39,8 40,0

>Ь.1„РЭДК,Я0 + пестициды+гумистим 39.9 39.4 39.6 39,7 39.6

НСР„< 1.8 1.7 1.0 1.0

Таким образом, применение агрохимических средств способствовало повышению качества зерна озимой ржи. Лучшие показатели отмечены при комплексном применении средств химизации и стимулятора роста.

Хлебопекарные качества зерна озимой ржи в зависимости от систем удобрения и средств химической защиты растений

В результате наших исследований установлено, что показатели углевод-но-амилазного комплекса соответствовали технологическим требованиям, по числу падения укладываясь в интервал 182-200 сек (табл. 11). Такое зерно относится ко второму классу качества (140-200 сек) и гарантирует хорошее качество хлеба (ГОСТ 16990 - 88).

Все системы удобрения обеспечили зерно озимой ржи, имеющее значение высоты амилограммы в пределах 521-636 единиц амилограммы.

11. Влияние средств химизации на изменение качества зерна озимой ржи __(среднее за 2009-2012 гг.)___

Вариант Число падения, сек Высота амилограммы, е.а.

Контроль 182 521

Последействие 40 т/га навоза +Ы701'10Км> 191 632

^«¡РбоКпо 193 635

Последействие 40 т/га навоза +М70РзоКбо+ пестициды 195 633

М|4оРбоК|?о + пестициды 196 635

Последействие 40 т/га навоза +Ы70РзоК60 + пестициды+гумистим 199 636

1^4оРбоК|2о+ пестициды+гумистим 200 636

Таким образом, рассматриваемые системы удобрения позволили получить продовольственное зерно озимой ржи с хорошим качеством.

В среднем за годы исследований стекловидность зерна озимой ржи колебалась в интервале 16-19%, имея тенденцию к повышению в вариантах опыта с применением средств химической защиты растений и гумистима.

Содержание тяжелых металлов в зерне озимой ржи

В среднем за годы исследований содержание свинца в зерне озимой ржи составляло 0,46-0,52 мг/кг, было в пределах норматива и практически не зависело от уровня использования агрохимикатов. Допустимый уровень для кадмия 0,1 мг/кг сухого вещества. Его содержание в зерне озимой ржи в условиях проводимого эксперимента значительно ниже ПДК и варьировало в пределах 0,0073-0,0096 мг/кг (табл. 12).

12. Влияние средств химизации на содержание тяжелых металлов в зерне

Вариант РЬ са Си гп Мп Со Ре

Контроль 0.52 0.0081 2,84 31,3 15,9 <0,006 41,3

Последействие 80 т/га навоза 0.52 0.0073 3,36 33,1 18,8 <0,006 48.8

Последействие 40 т/га навоза +М70РзоК60 0,46 0,0080 3,25 28,4 19,7 <0,006 46,7

М7оРзоКбо 0.51 0,0083 3,63 23,4 18,9 <0,006 51,2

^40Рб0К,,„ 0.48 0,0083 2,87 23,0 17,3 <0,006 50,8

МлоРчпКщо 0,50 0.0078 2.66 24.5 17,7 <0,006 51,3

Последействие 40 т/га навоза +М70РзоКбо+пестициды 0,48 0,0080 2,00 19,7 17,4 <0,006 48,2

М70Р1пК6п+ пестициды 0.50 0.0090 2.56 23,3 16.6 <0,006 47,4

Ы14,)1,6гКР0 + пестициды 0.51 0.0095 2,39 22.4 19,3 <0,006 46,0

^щРооКщо + пестициды 0.51 0.0093 2,49 25.2 18,9 <0,006 55,4

Последействие 40 т/га навоза +Н7ПР1ПК6„ + п + Г 0,46 0,0080 2,32 25,2 17,8 <0,006 47,2

Ы70Р,„К«, + П + г 0,48 0.0086 2.57 25,1 17,6 <0,006 48,3

М,40Р60К|20+П + Г 0.50 0.0094 2,51 26.8 18,2 <0,006 47.2

М„„Р90К,8О + П + Г 0.50 0.0096 2,70 29,1 19,6 <0,006 48,6

МДУ 5.0 0.3 30.0 50,0 - 1.0 100,0

ПДК 0,5 0.01 5,0 50,0 - 0,5 -

Примечание: п — пестициды, г - гумистим

Содержание меди в зерне озимой ржи составило 2,0-3,63 мг/кг. Отмечено некоторое повышение меди в зерне озимой ржи по органической системе удобрения,

однако ее содержание по всем изучаемым вариантам не превышало ПДК.

Концентрация марганца в зерне озимой ржи по вариантам опыта варьировала в пределах 15,9-19,6 мг/кг. Отмечена тенденция повышения концентрации этого элемента под влиянием средств химизации.

Концентрация цинка и железа в зерне озимой ржи практически в два раза ниже ПДК и составляла соответственно 19,7- 33,1 и 41,3-55,4 мг/кг. Максимальное накопление железа отмечено в варианте ^юРэдКш в комплексе с другими агрохимикатами.

Изменение агрохимических свойств почвы под влиянием разных систем удобрения

Нами было изучено изменение показателей агрохимической характеристики почвы опытного участка с 2008 по 2012 год. Исследованиями установлено, что применяемые в опыте системы удобрения влияли на изменение показателей агрохимической характеристики почвы (табл. 13).

13. Изменение агрохимических показателей почвы при разных системах _ удобрения в плодосменном севообороте_

Внесено удобрений в сумме за ротацию севооборота Сорг, % рНКС| Нг Б Р205 К20

2008 2012 2008 2012 ммоль-экв/100 г мг/кг

2008 2012 2008 2012 2008 2012 2008 2012

Контроль 1,72 1,68 6.84 6.50 0.59 0.61 7.2 6.3 285 248 47 41

Навоз 80 т/га 2,11 2,13 6,57 6.55 0.59 0.60 8.2 8.0 360 356 90 94

Навоз 40 т/га + ^ПоР|Г)пК,40 2,08 2,11 6,57 6,53 0,53 0,55 6,3 5,5 393 399 101 103

^20оР 100К240 1,95 1,98 6,47 6.43 0.59 0.60 6.3 5.6 393 398 98 10?

^40ОР20ОК4ЯП 2,47 2.49 6,77 6.55 0.63 0.65 9.9 9.4 340 338 113 114

^600Рз00К720 2.38 2,41 6,76 6.70 0.76 0.78 9.2 8.8 373 370 166 171

Самыми низкими показателями характеризовалась почва контрольного варианта. За ротацию севооборота содержание органического вещества снизилось на 0,04%, произошло снижение содержания подвижных форм фосфора и калия (на 37 и 6 мг/кг соответственно), показатель суммы поглощенных оснований уменьшился на 0,9 ммоль/100 г. Сдвиг почвенной реакции в сторону подкисления составил 0,34 ед. рН.

Органические и минеральные удобрения оказали положительное влияние на физико-химические показатели почвы. Их применение способствовало некоторому увеличению в почве органического вещества (на 0,02 - 0,03%). Содержание фосфора и калия в почве при внесении удобрений было несколько выше, чем на неудобренном контроле. В целом наблюдалась положительная динамика содержания фосфора и калия в почве на изученных вариантах. Удобряемые варианты характеризовались более оптимальными показателями рН, гидролитической кислотности и суммы обменных оснований по сравнению с контролем.

Таким образом, системы удобрения оказали позитивное влияние на агрохимическое состояние почвы изучаемых вариантов опыта.

Влияние систем удобрения и средств химической защиты растений на поступление 137Съ в урожай зерна озимой ржи Нашими исследованиями установлено, что концентрация радиоцезия в зерне озимой ржи в контрольном варианте в среднем за годы исследований превышала норматив (70 Бк/кг) и составила 95 Бк/кг (табл. 14). На этом же варианте отмечены самые высокие коэффициент накопления (Кн) радионуклида продукцией и коэффициент перехода (Кп) из почвы в растения.

14. Влияние удобрений и средств химизации на содержание '"Се в зерне

озимой ржи (в среднем за 2009-2012 гг.)

Вариант 13'С5, Бк/кг ± к контролю, Бк/кг Кен Кн Кп

Контроль 95 - - 0,067 0,242

Последействие 80 т/га навоза 54 -41 1.8 0,043 0,154

Последействие 40 т/га навоза +^0Р10Кбо 36 -59 2,6 0,028 0,100

34 -61 2,8 0,023 0,083

Т^ноРбоКп.о 31 -64 3,1 0,022 0,081

28 -67 3,4 0,019 0,068

Последействие 40 т/га навоза +М7оР™КЛп+ пестициды 32 -63 3,0 0,020 0,073

Ы70РзоКбо+ пестициды 35 -60 2,7 0,021 0,073

МыоРбоКио + пестициды 28 -67 3,4 0,017 0.060

^щРэдЬчяп + пестициды 23 -72 4,1 0,014 0,049

Последействие 40 т/га навоза +Ы70РзоКбо + пестициды+гумистим 22 -73 4, 0,013 0,046

М70РзоК6о + пестициды+гумистим 26 -69 3,7 0,015 0,054

М14оРбоК12о + пестициды+гумистим 20 -75 4,8 0,012 0,042

К„„Р„„К|80 + пестициды+гумистим 16 -79 5,9 0.009 0,034

Органические удобрения в последействии заметно снижали содержание 137Сб в зерне озимой ржи. В этом варианте содержание радиоцезия снижалось по сравнению с контролем в 1,8 раза, а по органо-минеральной системе (вар. 3) содержание '"Се снизилось в 2,6 раза. Минеральные удобрения в дозе Н70РзоКбо уменьшали удельную активность '"Се по сравнению с контролем в 2,8 раза. Применение средних и повышенных доз минеральных удобрений (ЬГ140РбоК12о -^оРэдКш) снижало содержание '"Се в зерне озимой ржи в 3,1-3,4 раза.

Комплексное применение удобрений с пестицидами способствовало дальнейшему росту снижения содержания '"Се в продукции. Комплексное применение удобрений, пестицидов и гумистима также снижало содержание 137Сз в зерне озимой ржи от 2,7 до 5,9 раз. Гумистим способствовал получению более чистого в радиационном отношении зерна. Так, на вариантах с применением гумистима наблюдалась более низкая удельная активность зерна озимой ржи по сравнению с вариантами без применения гумистима (в 1,41,5 раза). Изменение величины коэффициентов накопления и перехода подчинялось той же закономерности: с увеличением уровня минерального питания наблюдались более низкие их значения. Применение удобрений и средств химической защиты растений в комплексе способствовало дальнейшему снижению коэффициентов накопления и перехода.

Таким образом, изучаемые системы удобрения, как при отдельном вне-

сении, так и в комплексе с пестицидами и гумистимом способствовали снижению содержания Сб в зерне озимой ржи, во-первых, за счет увеличения урожайности (биологический процесс разбавления), во-вторых, за счет улучшения агрохимических свойств почвы, что, в свою очередь, способствовало закреплению ионов 137Сб в ППК и меньшей его доступности для растений.

Экономическая эффективность различных систем удобрения при производстве зерна озимой ржи

Расчет экономической эффективности позволяет сделать вывод, что наряду с ростом урожайности по мере повышения доз вносимых удобрений происходит увеличение затрат с 2,70 тыс. руб/га до 12,43 тыс. руб./га.

Урожайность зерна при этом увеличилась с 0,57 до 2,60 т/га. Таким образом, увеличение совокупных затрат в расчете на единицу земельной площади проявилось в росте выхода зерна с 1 гектара посева в 4,56 раза.

В наших исследованиях себестоимость продовольственного зерна озимой ржи при средней цене реализации 6200 руб./т, находилась в пределах 2,82 - 5,46 тыс. руб./т.

Наименьшая себестоимость (2,82 тыс.руб/т) была достигнута в варианте последействие навоза 40 т/га на 3-й культуре +М70Р:юК60. Величина чистого дохода в этом случае составила 4,95 тыс. руб/га при уровне рентабельности 120,4%.

Экономически выгодным является также применение одинарной дозы ИРК (^оРзоКбо), сочетание последействия навоза 40 т/га на 3-й культуре +Н70РзоК60+ пестициды, сочетание последействия навоза 40 т/га на 3-й культуре +М70Рз0К60 + пестициды + гумистим. Чистый доход составил 4,84, 5,17, 7,28 и 5,94 тыс. руб/га при уровне рентабельности 118,3, 68,5, 92,7 и 58,3% соответственно.

Таким образом, вышеуказанные системы удобрения имели преимущество перед остальными вариантами. Применение тройной дозы удобрений не было экономически выгодным, так как увеличение затрат на единицу площади не способствовало росту урожайности зерна.

ВЫВОДЫ

1. В исследованиях, проведенных на дерново-подзолистой песчаной почве самой эффективной по влиянию на урожайность зерна озимой ржи оказалась двойная доза ЫРК (Н14оР6оК12о), как в сочетании с гумистимом (2,60 т/га), так и без него (2,37 т/га). Дальнейшее увеличение дозы минеральных удобрений не приводило к росту урожайности и даже снижало ее.

2. Содержание сырого белка в зерне озимой ржи в большей степени зависело от метеорологических условий в периоды вегетации, в меньшей - от доз применяемых удобрений. В среднем за годы исследований содержание белка в зерне озимой ржи колебалось от 11,6 до 13,3%. Максимальный сбор сырого белка наблюдался в варианте К|40Р601С|20 + пестициды и М14оРбоК12о + пестициды + гумистим.

3. Повышение уровня минерального питания способствовало увеличе-

нию остаточного количества нитратов и не превышало ПДК для зерна озимой ржи (93 мг/кг).

4. Содержание крахмала в зерне озимой ржи увеличивалось при повышении уровня минерального питания. Изменение содержания жира в зерне имело обратную тенденцию. Соотношение крахмал/белок по всем вариантам опыта находилось в пределах оптимальных значений и составило 4,63 - 5,15.

5. Содержание макроэлементов в зерне озимой ржи имело определенные различия и зависело от уровня применяемых средств химизации. Отмечено довольно высокое содержание в зерне озимой ржи как фосфора, так и калия.

6. Изучаемые системы удобрения и средства химизации оказывали существенное влияние на качество зерна озимой ржи. Масса 1000 зерен в среднем за годы исследований увеличивалась с 35,8 г (контроль)до 40,0 г (М140Р6оК12о + пестициды + гумистим), натура зерна изменялась от 652 г/л в контрольном варианте до 698 г/л в варианте М140РбоК12о + пестициды + гумистим.

7. Под влиянием изучаемых средств химизации стекловидность зерна-повышалась с 16 до 19%, число падения возрастало со 182 до 200 секунд, высота амилограммы увеличивалась с 521 до 636 единиц амилографа.

8. Длительное применение удобрений и их сочетаний со средствами защиты растений и гумистимом не приводило к токсическому накоплению тяжелых металлов в зерне озимой ржи.

9. Наиболее загрязненное зерно озимой ржи получено в контрольном варианте, где накопление '"Се составило 95 Бю'кг и превысило норматив для продовольственного зерна (СанПиН 2.3.2.1078-01 - 70 Бк/кг). Длительное применение различных систем удобрения в сочетании с пестицидми способствовало снижению накопления в зерне озимой ржи в 2,97-4,13 раз по сравнению с контролем. Наибольшая кратность снижения отмечена в вариантах с применением гумистима 4,32-5,94 раз по сравнению с контролем).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На дерново-подзолистых песчаных почвах в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды для получения высоких и устойчивых урожаев зерна озимой ржи, соответствующих санитарно-гигиеническим нормативам, рекомендовать органо-минеральную (последействие навоза 40 т/га на 3-й культуре +К70РзоК60) и минеральную с оптимальными дозами (И^оРбоК^о) системы удобрения в сочетании с химической защитой растений от сорняков, болезней и вредителей и стимулятором роста гумистим. Рекомендуемые системы удобрения позволяют получать урожайность зерна озимой ржи хорошего качества на уровне 1,5-2,0 т/га и выше.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Белоус, И.Н. Влияние систем удобрений на урожай и качество зерна озимой ржи / И.Н. Белоус, Л.П. Харкевич, В.Н. Адамко // Агрохимический вестник. — 2014. — №1. -С.38-40.

2. Белоус, И.Н. Урожайность и показатели качества зерна озимой ржи при комплексном применении средств химизации / И.Н. Белоус, В.Н. Адамко // Достижение науки и техники АПК. - 2014. - №2. - С. 46-48.

3. Малявко, Г.П. Влияние средств химизации на продуктивность и качество озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды / Г.П. Малявко, В.Ф. Шаповалов, В.Н. Адамко, И.С. Егоренков // Материалы VI Международной научной конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК». Брянская ГСХА. - 2009. - С. 121-123.

4. Кабанов, М.М. Влияние комплексного применения средств химизации на урожайность и качество озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения / М.М. Кабанов, В.Ф. Шаповалов, В.Н. Адамко, A.A. Абрамов // Материалы Международной научно-практической конференции: Актуальные проблемы экологии, агрохимии и почвоведения в XXI веке. - Брянская ГСХА.-2012.-С. 57-64.

Подписано в печать 14.08.2014 г. Формат 60х841//1б Бумага писчая. Усл. п.л. 1,31. Тираж 100 экз. Изд. № 2484.

Издательство Брянской государственной сельскохозяйственной академии 243365 Брянская обл., Выгоничский р-н, с. Кокино, Брянская ГСХА

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Адамко, Василий Николаевич, Брянск

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» ГНУ «Новозыбковская сельскохозяйственная опытная станция ВНИИ люпина»

04201460856

На правах рукописи

АДАМКО Василий Николаевич

ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ В УСЛОВИЯХ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Специальность: 06.01.04 - агрохимия

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н.М.Белоус

Брянск 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...................................................................... 4

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.................................................... 7

1.1 Народнохозяйственное значение озимой ржи и ее биологические особенности............................................. 7

1.2 Современное состояние производства зерна озимой ржи......... 12

1.3 Влияние различных систем удобрения на урожайность и качество зерна озимой ржи............................................... 14

1.4 Влияние комплексного применения средств химизации на продуктивность озимой ржи............................................. 24

1.4 Радиологическая обстановка и эффективность защитных

мероприятий, применяемых в растениеводстве...................... 28

ГЛАВА 2 У С ЛОВИЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. 36

2.1 Агрометеорологические условия........................................ 36

2.2 Агрохимическая характеристика почвы............................... 43

2.3 Методика проведения исследований.................................... 44

ГЛАВА 3 ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ ПО

ВЛИЯНИЮ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ....... 46

3.1 Влияние систем удобрения и пестицидов на элементы структуры урожая озимой ржи.......................................... 46

3.2 Роль органической и органо-минеральной системы удобрения в повышении урожайности озимой ржи.................................. 48

3.3 Влияние минеральной системы удобрения на урожайность озимой ржи.................................................................. 50

3.4 Влияние средств химизации на урожайность озимой ржи......... 52

ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ, ПЕСТИЦИДОВ И ИХ СОЧЕТАНИЙ

НА КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ.............................. 55

4.1 Влияние систем удобрения на содержание белка в зерне озимой ржи............................................................................. 56

4.2 Влияние систем удобрения на аминокислотный состав зерна озимой ржи.................................................................. 59

4.3 Влияние удобрения и пестицидов на содержание нитратов и зольных веществ............................................................ 62

4.4 Содержание крахмала и жира в зерне озимой ржи................. 66

4.5 Влияние средств химизации на технологические показатели зерна озимой ржи........................................................... 69

4.6 Хлебопекарные качества зерна озимой ржи в зависимости от систем удобрения и пестицидов......................................... 72

ГЛАВА 5 ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ НА ПОСТУПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И 137С8 В УРОЖАЙ ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ И ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ПОЧВЫ......................................................... 75

5.1 Изменение агрохимических свойств почвы под влиянием

разных систем удобрения................................................. 75

5.2 Содержание тяжелых металлов в зерне озимой ржи.................76

5.3 Влияние систем удобрений, пестицидов и стимулятора роста на

147

поступление Cs в урожай зерна озимой ржи....................... 80

ГЛАВА 6 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОЗИМОЙ

РЖИ............................................................................ 83

6.1 Экономическая эффективность различных систем удобрения

при производстве озимой ржи........................................... 84

ВЫВОДЫ..................................................................... 88

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ....................................89

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................. 90

ПРИЛОЖЕНИЕ............................................................. 115

ВВЕДЕНИЕ

Одним из основных факторов, влияющих на состояние почвы и ее продуктивность, является применение органических и минеральных удобрений. Две трети прироста урожая сельскохозяйственных культур за последние тридцать лет приходится на их долю совместно со средствами защиты растений (Малявко, 2010).

Для достижения поставленных целей решали следующие задачи:

- определить влияние изучаемых систем удобрения на основные показатели качества зерна озимой ржи;

- установить степень влияния изучаемых систем удобрения на накопление 137Сб в зерне озимой ржи;

По результатам комплексных исследований, проведенных на радиоактивно загрязненных почвах, выявлены оптимальные дозы удобрений в комплексе со средствами защиты растений и гумистимом при возделывании озимой ржи, позволяющие повысить продуктивность, качество урожая и снизить накопление радионуклидов в основной продукции.

Основные положения, выносимые на защиту:

^ 137

ность и качество зерна озимои ржи, снизить поступление Сб в урожай и получать экологически безопасную продукцию.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку в экспериментальном хозяйстве Новозыб-ковской СОС ВНИИ люпина и опытном хозяйстве «Волна революции» в 2009-2012 гг.

По результатам диссертации опубликовано 4 работы, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 124 страницах компьютерного текста, включает 17 таблиц, 4 рисунков, 12 приложения. Состоит из введения, обзора литературы, результатов исследований, выводов, предложений производству, списка литературы, содержащего 241 наименование, в том числе 17 на иностранных языках.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Народнохозяйственное значение озимой ржи и ее биологические особенности

Озимая рожь - национальная культура России. Она наиболее полно отвечает природно-климатическому потенциалу основных земледельческих регионов Нечерноземной зоны Поводжья, Урала, Западной и Восточной Сибири (Кобылянский, 1982). Природа одарила озимую рожь комплексом замечательных свойств, она обладает исключительно высокой пищевой ценностью и универсальностью использования (Тиунов и др., 1972). Наша страна исторически занимала лидирующее место по площади посевов и валовому сбору в мировом производстве зерна ржи и по праву считалась «ржаным царством». В России сосредоточено более трети всех посевов и производится 14 валового сбора зерна ржи в мире (Малявко, Пиняев, 2010; Сысуев, 2012).

Для озимой ржи характерно многоцелевое использование: зерно, зеленый корм, сидераты, кулисы. Из ржаной муки производят различные сорта выпечки (ржаные хлопья, ржаные лепешки, деликатесные сорта хлеба). Крахмал, полученный из зерна ржи, сопоставим с картофельным (Жученко, 2012).

Основное традиционное назначение озимой ржи - продовольственное. Ржаная мука обладает многочисленными полезными свойствами. В ее состав входит необходимая нашему организму аминокислота - лизин, клетчатка, марганец, цинк. Содержание железа в ней на 30% выше, чем в пшеничной, а также в 1,5-2,0 раза больше магния и калия. Она используется при выпечке многих сортов хлеба и хлебобулочных изделий.

В России доля ржаного хлеба традиционно составляла более 60% потребляемого количества (Сысуев и др., 2010). Характерная особенность ржаного хлеба - высокая кислотность 10 - 12% или на 4 - 6% выше, чем у пшеничного, что придает ему особый специфический вкус. Ржаной хлеб необходим че-

ловеку, так как содержит различные биологические стимуляторы, которые улучшают обмен веществ и способствуют нормальной деятельности организма. Он содержит полноценные белки и витамины группы А1, В1, В2, Е, РР и др. (Мальцев, Каюмов, и др., 2002). В ржаном хлебе содержатся витамины и микроэлементы, необходимые для нормального развития человека. Они оказывают большое профилактическое влияние и помогают справиться со многими болезнями (Грибков и др., 2008).

Рожь отличается от пшеницы, ячменя и большинства других зерновых культур наличием сравнительно большого содержания водо- и солераство-римых белков, которые имеют повышенное содержание незаменимой, одной из наиболее ценных и дефицитных аминокислот - лизина (Жученко, 2012). Белок озимой ржи по аминокислотному составу более сбалансирован, чем у пшеницы и других зерновых культур. Он богаче лизином на 39%, аргинином на 44%, валином на 11%, треонином на 17%, уступая по количеству гистиди-на, тирозина, триптофана. Среднее содержание лизина в белке ржи составляет 3,5%, что выше, чем у других зерновых культур (кроме овса). За счет ржи потребность в лизине удовлетворяется на 58%, за счет пшеницы - только на 37% (Кобылянский, 1982). Зерно озимой ржи богато токоферолом, каротином, тиамином, рибофлавином.

В России в настоящее время рожь - вторая после пшеницы хлебная культура, а 500 г ржаного хлеба - это четверть суточной потребности человека в калориях.

Наряду с хлебопекарной промышленностью зерно озимой ржи используется для получения солода, спирта, а также в пивоварении. Большие возможности использования зерна ржи имеются при производстве крахмала и продуктов его глубокой переработки.

Кроме того, в последние годы рожь все чаще используют в кормопроизводстве. Согласно базе данных ФАО около 9,8 млн. т. зерна ржи, произведенного в 2003 году в Европе, было использовано на фуражные цели.

Зерно ржи является полноценным концентрированным кормом, но в ком-

бикормовой промышленности практически не востребовано. В нашей стране доля зерна ржи в комбикормовой промышленности пока не превышает 5 -20%. В основном рожь включается в состав комбикормов для свиней. В последние годы в регионах страны, где рожь основная зерновая культура, ее доля в структуре зернофуража существенно возрастает.

Благодаря высокому содержанию основных питательных веществ зерно ржи широко применяется в фармацевтической и пищевой промышленности при изготовлении специальных лечебных препаратов и высокопитательных концентратов. Рожь - важное сырье в спиртовой промышленности (Жученко, 2012).

Помимо продовольственного и кормового значения рожь имеет ряд агротехнических преимуществ.

Озимая рожь хорошо отзывается на внесение минеральных удобрений и имеет более продолжительный, в отличие от яровых зерновых культур период потребления питательных веществ (до 200 дней) (Жуков и др., 2011). Среди зерновых культур озимая рожь предъявляет самые низкие требования к плодородию почвы, внесению удобрений, гербицидов и пестицидов. Она отличается большей устойчивостью к кислым почвам и не только слабо реагирует на увеличение кислотности среды, но и успешно вегетирует в широком диапазоне рН (Жученко, 2009; Кедрова и др., 2012), то есть позволяет получать относительно дешевую и экологически чистую продукцию для производства хлеба и кормов. Благодаря высокой зимостойкости, засухоустойчивости и более низким требованиям к интенсивности возделывания, рожь считается культурой низкого экономического риска (Пономарева и др., 2006; Сысуев, 2004, 2008, 2012).

На формирование единицы сухого вещества рожь использует на 20 - 30% меньше воды, чем пшеница. Поэтому ее с полным основанием можно отнести к числу стратегических культур для формирования продовольственной безопасности России (Жученко, 2009; Сысуев, 2012).

Кроме того, рожь - сравнительно засухоустойчивая культура. Она значительно превосходит в этом отношении озимую пшеницу. Растения ржи имеют

невысокий транспирационный коэффициент и благодаря хорошему развитию корневой системы, а также раннему отрастанию весной обладают способностью наиболее полно использовать осенне-зимнюю влагу. Наивысшая потребность растений в почвенной влаге наблюдается осенью в фазе кущения, в весенне-летний период - от выхода в трубку до колошения и в фазе налива зерна. Рожь лучше других зерновых культур приспособлена к бедным, с повышенной кислотностью, дерново-подзолистым почвам Нечерноземья, устойчивее к неблагоприятным погодным условиям, засухоустойчивее, сильнее подавляет сорняки, меньше поражается корневыми гнилями и обеспечивает получение высоких и гарантированных урожаев (Саранин, 1986).

Озимая рожь освобождает поля раньше других зерновых культур, что позволяет провести пожнивное лущение и зяблевую вспашку в оптимальные сроки. При этом становится возможным внести органические удобрения осенью под зябь, оказывая положительное влияние на повышение урожайности последующих культур.

Велика роль озимой ржи в условиях биологизации земледелия. Она заключается в сохранении почвенного плодородия. Развивая с осени растительный покров и пронизывая почвенную толщу корневой системой, озимая рожь способствует предотвращению водной и ветровой эрозии. Рожь не только обуславливает сохранение почвенного плодородия, но и способствует его повышению, накапливая в почве в 2 раза больше органических веществ по сравнению с яровыми зерновыми, а также служит прекрасным предшественником для других культур (Шарифуллин и др., 1989; Мальцев, Каюмов и др. 2002).

Из-за способности бороться с сорняками рожь пригодна для возделывания в севооборотах, насыщенных зерновыми культурами. Установлена особенность ржи выделять вещества, угнетающие проростки и корневые системы сорных растений. В университете штата Северная Каролина выявлено инги-бирующее влияние мульчи и растительных остатков ржи на развитие сорняков: рост мари белой был подавлен на 94%, а щирицы запрокинутой на 96% (Исайкин, Волков, 2007). Рожь сильн�

Информация о работе

Адамко, Василий Николаевич
кандидата сельскохозяйственных наук
Брянск, 2014
ВАК 06.01.04

Диссертация

Влияние комплексного применения средств химизации на урожайность и качество озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Влияние комплексного применения средств химизации на урожайность и качество озимой ржи в условиях радиоактивного загрязнения - тема автореферата по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы