Dorogavtsev S.Yu. , Sobolev E.V. , Tareeva M.M. , A. Yu. Burtsev , Gorbunov A.I. , Romanov V.S. , Kozar E.G. , Ronen Yoav , Kupriyanov A.
Зерновые культуры являются важнейшими структурообразующими культурами в агропромышленном комплексе, составляя основу продовольственной безопасности государства. Россия является одной из ведущих мировых держав – производителей зерна. Динамика валовых сборов зерна подвержена большой изменчивости из-за ряда различных факторов: погодные и климатические условия, технология возделывания, сорт. Но при этом благодаря использованию прогрессивных технологий, применению качественно новых удобрений, внедрению новых сортов растений, многие неблагоприятные абиотические и биотические стрессовые факторы можно нивелировать. Так, несмотря на то, что 2018 год был неблагоприятным для роста и развития растений и наблюдалось существенное снижение урожая зерна по сравнению с предыдущими годами (валовый сбор зерна составил порядка 110 млн т, в том числе пшеницы – около 70 млн т.), Россия уверенно входит в первую пятерку ведущих мировых экспортеров пшеницы [4].
Таблица 1. Производство пшеницы по странам мира, 2016 год (тонн) [5]
Китай, включая Тайвань | 131 696 392 |
Китай без Тайваня | 131 689 035 |
Индия | 93 500 000 |
Россия | 73,294,568 |
США | 62 859 050 |
Канада | 30,486,700 |
Наибольшее значение в России среди зерновых культур имеет озимая пшеница. Это связано с природно-климатическими условиями ряда регионов: озимые культуры полнее используют осадки осеннего периода, весеннюю влагу; созревая раньше яровых, уходят от первых осенних заморозков. В формировании отечественного зернового потенциала роль отдельных регионов неодинакова, поскольку территориальные особенности природно-климатических и экономических условий предопределяют существенные различия в ведении хозяйственной деятельности. Орловская область располагает возможностями для устойчивого развития зерновой отрасли и самообеспеченности собственным продовольствием, однако существует объективная необходимость в разработке комплекса организационно-экономических мер, способствующих повышению устойчивости эффективного функционирования зернового хозяйства (рис.1).
Рис.1. Структура производства зерна в Орловской области [12].
Следует отметить, что зачастую в почвах севооборотов, в том числе и на черноземах, содержание подвижных форм меди, марганца, цинка и других микроэлементов находится на низком уровне. Повышение эффективности внесения микроудобрений под зерновые культуры путем определения оптимальных способов и доз их внесения – один из актуальных вопросов повышения продуктивности сельскохозяйственных культур [6,7,8,9,10,11].
Цель исследований – выявить эффективность использования микроудобрений компании «Хайфа Кемикалз» в технологии выращивания озимой пшеницы на черноземе выщелоченном в условиях Орловской области.
Условия проведения и материал исследований
Полевые производственные опыты были заложены в 2017-2018 годах на базе ООО «Орловский Лидер. Филиал №5», расположенном в Ливенском районе Орловской области.
Ливенский район расположен на Среднерусской возвышенности. Климат региона умеренно-континентальный. Средняя температура января – -9,5°С, июня – +19,5°С. Осадки составляют примерно 450-550 мм в год. Дожди ливневые и обложные, иногда наблюдается град. Продолжительность безморозного периода составляет 140-145 дней. Наступление периода с устойчивой средней суточной температурой выше 5°С, которая условно считается началом вегетационного периода, по всей территории области приходится на середину апреля. Сумма температур выше 10°С колеблется в пределах 2200-3000°С. Период с более высокими средними суточными температурами воздуха (выше 10°С) начинается в начале мая и заканчивается 20-25 сентября, его продолжительность – 135-145 дней. Ежегодно на территории области бывают засухи и суховеи слабой и средней интенсивности, которые при наличии хороших запасов влаги хотя и угнетают растения в период вегетации, но значительного снижения урожайности не происходит (юго-восточные ветры). Средняя годовая скорость ветра – до 4 м/сек. Климат благоприятен для ведения сельскохозяйственного производства и, особенно, для выращивания зерновых культур.
Почва хозяйства представлена черноземом выщелоченным, рельеф равнинный, изрезанный балками и оврагами, уклон не более 2°.
Погодные условия вегетационного периода 2018 года оказали существенное влияние как на развитие растений, различных микроорганизмов, так и на эффективность агрохимических обработок. Условия года были в различные периоды экстремальными для растений: периоды с высокой среднесуточной температурой и засухой сменялись похолоданием, когда ночью температура снижалась значительно ниже 10°С. Сильная засуха отмечена в период с конца мая до начала июля (осадков выпало в 5 раз меньше от месячной нормы – всего 15 мм). Во второй половине июля наоборот, наблюдались обильные осадки, выпало 105 мм, что в 1,4 раза выше среднемесячной нормы. Август также характеризовался небольшим количеством осадков (рис.2,3).
Рис.2. Осадки в период вегетации.
Рис.3.Температура в период вегетации.
Полевой опыт с применением продукции компании «Хайфа Кемикалз»: микроудобрений Поли-Фид 19-19-19+1MgO+ME и Поли-Фид 6-15-38+3+МЕ был заложен на мягкой озимой пшенице сорта Московская-56. Посев пшеницы был произведен 12 сентября 2017 года. Норма высева – 4,5-6,0 млн шт/га. Глубина заделки семян 5 см. Агротехника – общепринятая для зоны.
Удобрения ТМ Поли-Фид Компании "Хайфа Кемикалз Лтд." предназначены для корневых и листовых подкормок. Это полностью водорастворимые комплексные удобрения, содержащие азот, фосфор и калий, а также микроэлементы в хелатной форме EDTA. В линейке этой торговой марки представлен широкий диапазон соотношений элементов питания, в том числе зарегистрированных на территории Российской Федерации (табл.2). Удобрения марки Поли-Фид на 100% состоят из питательных веществ; не содержат натрия, хлоридов, балластных и других небезопасных для растений соединений; эффективны для многих сельскохозяйственных культур. На сегодняшний день это широко известная торговая марка на мировом рынке, в Российской Федерации и странах СНГ [14]. Степень растворимости у Поли-Фида составляет до 50 г в 100 мл воды.
Таблица 2. Состав применяемых марок Поли-Фид, %
|
N общ |
NNO3 |
NNH4 |
NNH2 |
P2O5 |
K2O |
MgO |
SO2 |
В |
Fe |
Mn |
Сu |
Zn |
Mo
|
Поли- Фид 19-19-19 |
19 |
5,5 |
3,6 |
9,9 |
19 |
19 |
1 |
1,9 |
0,02 |
0,1 |
0,05 |
0,012 |
0,015 |
0,007
|
Поли-Фид 6-15-38 |
6 |
6 |
- |
- |
15 |
38 |
3 |
1,9 |
0,04 |
0,2 |
0,095 |
0,022 |
0,024 |
0,012 |
Контрольным вариантом являлась применяемая в хозяйстве базовая технологическая схема проведения листовых подкормок минеральными удобрениями совместно с органическим удобрением Гумостим.
Гумостим – экологически безопасное, высокоэффективное биологически активное удобрение гуминовой природы. Особенно эффективен при неблагоприятных условиях: засухе, повышенной влажности, резкой смене температур, т.е. обладает высокой биологической и антистрессовой активностью. Препарат предназначен для увеличения урожайности и повышения качества сельскохозяйственной растениеводческой продукции. Ускоряет поступление макро-, микроэлементов в растения через корневую систему и через поверхность листьев. Удобрение представляет собой темно-коричневую жидкость, хорошо растворимую в воде. Содержит гуминовые кислоты, аминокислоты, карбоновые кислоты, макро-, микроэлементы. Удобрение гуминовое из торфа имеет разрешительные документы на использование в РФ [15].
Схема опыта:
1. Контроль – четыре подкормки, включающие 6 кг/га карбамида и Сульфат Мg (2,5 л/га первая, остальные – по 2 л/га); две подкормки Гумостим 1 л/га; две подкормки Сульфатом Аммония по 1,2 л/га. Норма расхода рабочей жидкости – 100 л/га; фон – Аммиачная селитра – 1 ц/га + баковые смеси с пестицидами (табл. 3);
2. Вариант (опыт) – трехкратная обработка Поли-Фид 19-19-19+1+ME 5 кг/га в фазе кущения, Поли-фид 6-15-38+3+МЕ 4 кг/га в фазе флагового листа, Поли-фид 19-19-19+1+ME 5 кг/га в фазе конец цветения; фон удобрений (Аммиачная селитра – 1 ц/га) + баковые смеси с пестицидами (табл.4).
Обработку производили опрыскивателем Туман 2М в баковой смеси согласно схеме применения, норма расхода рабочей жидкости – 200 л/га. Опыт закладывали в 5 повторностях. Общий вид поля представлен на рис.4.
Рис.4. Общий вид поля (фаза пшеницы: молочно-восковая спелость).
Уборку зерна проводили прямым комбайнированием 6 августа. Учет урожая проводили путем взвешивания на автомобильных весах. Потери при уборке были минимальными.
Таблица 3. Базовая схема проведения обработок (контроль)
Дата обработки |
Фаза развития культуры |
Хозяйственный вариант (расход рабочей жидкости 100 л/га) |
Норма, л (кг)/га |
23.05.2018 |
Выход в трубку |
Карбамид |
6,0 |
Сульфат Мg |
2,5 |
||
Гумостим |
1,0 |
||
Сульфат Аммония |
1,2 |
||
05.06.2018 |
Флаговый лист |
Сульфат Аммония |
0,4 |
Гумостим |
1,0 |
||
Карбамид |
6,0 |
||
Сульфат Мg |
2,0 |
||
18.06.2018 |
Колошение/цветение |
Карбамид |
6,0 |
Сульфат Мg |
2 |
||
Полифид 19-19-19 |
1,5 |
||
02.07.2018 |
Молочно-восковая спелость |
Карбамид |
6,0 |
Сульфат Мg |
2,0 |
Таблица 4. Схема проведения обработок микроудобрениями компании
«Хайфа Кемикалз» (опыт)
Дата обработки |
Фаза развития культуры |
Варианты опыта (расход рабочей жидкости 200 л/га) |
Норма, кг/га |
04.05.2018 |
Кущение |
Поли-Фид 19-19-19+1+ME |
5 |
31.05.2018 |
Подфлаг/флаг |
Поли-Фид 6-15-38+3+МЕ |
4 |
21.06.2018 |
Конец цветения |
Поли-Фид 19-19-19+1+ME |
5 |
Результаты исследований
Для оценки эффективности применяемых агрохимических обработок в течение вегетации проводили ряд измерений и учетов. В результате морфологических учетов было установлено, что микроудобрения способствовали увеличению высоты растений озимой пшеницы на 2-3 см и снижению числа стеблей на анализируемой площади. Другие вегетативные показатели (число продуктивных стеблей, общая и продуктивная кустистость) существенно не отличались между контрольным и опытным вариантом (табл.5, рис. 3).
Таблица 5. Биометрические параметры растений озимой пшеницы
Вариант, показатель
|
Разбор снопов (с 0,1 м2) |
|||||||
Число продуктивных растений, шт. |
Число стеблей, шт. |
Число продуктивных стеблей, шт. |
Общая кустистость, шт. на 1 растение |
Продуктивная кустистость, шт. на 1 растение |
Средняя высота растений, см |
Средняя длина колоса, см |
Среднее количество зёрен в колосе, шт. |
|
Контроль |
43,1 |
88,4 |
54,7 |
2,1 |
1,3 |
89,0 |
7,0 |
18,0 |
Опыт |
43,2 |
80,1 |
54,4 |
1,9 |
1,4 |
92,0 |
8,0 |
21,2 |
Отклонение от контроля, в ед.изм |
0,1 |
-8,3 |
-0,3 |
-0,2 |
0,1 |
3,0 |
1,0 |
3,2 |
% к контролю |
100 |
91 |
99 |
90 |
104 |
103 |
114 |
118 |
НСР05 |
0,4 |
4,2 |
0,8 |
0,1 |
0,1 |
1,0 |
0,3 |
1,2 |
В опытном варианте с использованием микроудобрений Поли-Фид наблюдалось достоверное увеличение показателей колоса, определяющих продуктивность растений: длины колоса, количества зерен в колосе, а также массы 1000 зерен.
Рис.5. Показатели продуктивности озимой пшеницы в зависимости от варианта листовых подкормок.
Можно сделать вывод, что микроудобрения оказывают более существенное влияние на генеративную сферу растений, способствуя более полной реализации их репродуктивного потенциала. Это определяет в целом и урожайность (рис.5). В опытном варианте с использованием трехкратной обработки микроудобрениями марки Поли-Фид она была на 3,0 ц/га выше, чем в контроле и составила в среднем 49 ц/га.
Другим важным моментом при использовании удобрений является их влияние на качество продукции. Поэтому в наших исследованиях после уборки было проведено детальное изучение качественных показателей зерна пшеницы. Известно, что качество зерна определяется рядом параметров, среди которых технологические и хлебопекарные показатели, характеризующие потребительские свойства пшеницы: натурная масса, стекловидность, содержание клейковины, ИДК, ЧП (число падения), сила муки, объем хлеба, хлебопекарная оценка и другие [13].
Рис.6. Влияние обработок препаратом Поли-Фид на показатель «натура» зерна озимой пшеницы.
Одним из показателей, связанным с крупностью и плотностью зерна, массой 1000 семян, является натурная масса. Для зерна пшеницы установлены базисная и ограничительная нормы натурной массы – 750 и 710 г/л. Для достижения этих уровней очень важна степень благоприятности погодных условий в фазы налива и созревания зерна. Положительное действие на этот показатель оказывают хорошая влагообеспеченность вегетационного периода и подкормки. В опытном варианте мы наблюдали повышение крупности зерна (массы 1000 зерен, контроль – 41,7, опыт – 45,2 г), что повлияло и на натурную массу, которая составила 797,8 единиц в опытном варианте при 770,1 единиц – в контроле (рис. 6).
В нашей стране пшеница, в основном, выращивается для переработки в муку, поэтому к качеству зерну, от которого во многом зависит качество муки, ее хлебопекарные свойства, предъявляются особые требования. Одним из показателей качества зерна, являющегося важнейшим для мукомолов и хлебопеков, является число падения. Показатель «число падения» (ЧП) – это показатель активности фермента альфа-амилазы в зерне. При высокой активности альфа-амилазы в муке, выпекаемый хлеб получается с липким мякишем и уменьшенного объёма. Зерно пшеницы считается полноценным и пригодным для нужд хлебопечения при числе падения более 200 с (высший, первый и второй классы). Среднее значение этого показателя в нашем исследовании составило в контроле – 297, в опытном варианте – 364 секунды (рис. 7). Это говорит о том, что полученное зерно хорошего качества и может быть использовано в производственных целях.
Рис.7. Влияние листовых обработок препаратом Поли-Фид на показатель «число падений» зерна озимой пшеницы.
Важным в составе зерна пшеницы является количество протеина. Его содержание в среднем составляет: в мягкой озимой пшенице – 11,6; в мягкой яровой – 12,7; в твердой – 12,5 при колебаниях от 8,0 до 22,0%. При низком содержании общего белка (ниже 11%) в пшенице формируется недостаточное количество двух клейковинных белков. При этом наблюдается снижение хлебопекарных качеств. Известно, что уровень обеспеченности почв питательными элементами существенно влияет на содержание протеина. В нашем исследовании содержание протеина не отличалось между опытным и контрольными вариантами и составляло 12,3-12,4% (табл. 6).
Таблица 6. Качественные показатели зерна озимой пшеницы
Вариант |
Влажность бункерная, % |
Протеин, % |
Клейковина, % |
ИДК |
Контроль |
12,2 |
12,4 |
20,6 |
85,1 |
Опыт |
13,2 |
12,3 |
20,4 |
84,0 |
Отклонение от контроля, в ед.изм. |
1,0 |
-0,1 |
-0,2 |
-1,0 |
% к контролю |
109 |
100 |
99 |
99 |
НСР05 |
0,4 |
0,3 |
0,9 |
1,5 |
Количество клейковины характеризуется содержанием клейковинных белков в зерне (глютенины и глиадины), которые составляют около 80% всех белков пшеничной муки и концентрируются большей частью в эндосперме зерна. Показатель может колебаться в очень широких пределах от 18 до 40% и более. Содержание клейковины в зерне мягкой пшеницы 36% и более соответствует высшему классу продовольственного зерна; 32% – 1-му классу; 28% – 2-му; 23% – 3-му; ниже 23 до 18% – 4-му классу, менее 18% – 5-му. Таким образом, по содержанию клейковины полученное зерно в обоих вариантах опыта соответствовало четвертому классу.
Упругие свойства клейковины определяются также по измерителю деформации (ИДК). Для высшего, 1-го и 2-го классов необходима 1-я группа качества клейковины с показаниями 45-70 единиц ИДК. Для 3-го и 4-го классов допускается 2-я группа – удовлетворительно слабая (80-100 ед.) или удовлетворительно крепкая (20-40 ед.). Показания более 100 и менее 20 единиц считаются неудовлетворительными. В нашем случае показатель ИДК составлял 84-85,1 ед., что допустимо для зерна 3-4 классов.
Сравнительный анализ результатов исследований по изучению эффективности удобрений Поли-Фид на пшенице озимой, проведенных на разных типах почв в Республике Татарстан в 2017 году (серая лесная среднесуглинистая) [14] и в Орловской области в 2018 году (чернозем выщелоченный), свидетельствует, что листовые подкормки пшеницы озимой микроудобрением Поли-Фид способствуют увеличению крупности зерна – на 8-21%, увеличению общей массы зерна с одного колоса – на 10-18%, т.е. улучшают продуктивные характеристики колоса, что в целом сказывается на урожайности зерна, при этому не ухудшая, а по некоторым показателям и улучшая его качество.
Заключение
Применение в технологии возделывания озимой пшеницы Московская-56 на черноземе выщелоченном в условиях Орловской области двукратной листовой подкормки микроудобрением Поли-Фид 19-19-19+1MgO+ME в фазу кущения и в конце цветения и однократной Поли-Фид 6-15-38+3+МЕ в фазу подфлага – флагового листа, способствует увеличению высоты растений, а также величины колоса, образованию большего числа зерен в колосе, большей их массе (массы 1000 семян) и лучшему их качеству (натура зерна и число падения). Это в целом обеспечивает достоверную прибавку урожайности зерна озимой пшеницы. Следует обратить внимание, что неблагоприятные погодные условия, при которых происходило развитие растений озимой пшеницы в 2018 году и закладывались их продуктивные свойства, были нивелированы благодаря листовым подкормкам. Известно, что при неблагоприятных условиях питание растений из почвы затруднено вследствие ограниченной активности корневой системы как при пониженных, так и при высоких температурах, при засухе, а также при низкой обеспеченности почвы кислородом из-за сильных осадков и подтопления. Снижается активность корней и в репродуктивных фазах, в которые большинство фотоассимилятов передаются в пользу репродуктивной сферы, а не дыхания корней. Поэтому листовые подкормки являются самым надежным способом оптимизации питания растений и ускорения работы растений на определенных физиологических этапах [16,17].
Ввиду относительно невысоких дополнительных затрат на листовую подкормку, использование комплексных удобрений Поли-Фид 19-19-19+1MgO+ME и Поли-Фид 6-15-38+3+МЕ на пшенице озимой экономически целесообразно и может принести дополнительный экономический доход за счет увеличения урожайности и сокращения числа обработок, при этом не ухудшая, а по некоторым показателям и улучшая мукомольные качества зерна. Исходя из предельного уровня минимальных цен на зерно урожая 2018 года в 2018-2019 годах на мягкую пшеницу 4-го класса, установленных Минсельхозом России в пределах 6909-7600 руб./т (с НДС и без НДС), дополнительный экономический доход применения удобрений марки Поли-Фид составит 2,07-2,28 тыс.руб./га относительно базовой технологии.
Таким образом, в настоящее время у отечественных сельхозпроизводителей есть все возможности для массового внедрения в практику технологий интенсивного листового питания. Для этого необходимо иметь специальные опрыскиватели, качественные водорастворимые удобрения, к которым относятся микроудобрения Поли-Фид компании «Хайфа Кемикалз».
Положительные результаты по применению микроудобрений торговой марки Поли-Фид получены и на других сельскохозяйственных культурах.