Influence of multicomponent fertilizers on spring rapeseed productivity

Full Text

Введение

Рапс является одной из самых распространенных среди возделываемых в мире масличных культур [1]. Именно создание селекционерами безэруковых низкоглюкозинолатных сортов способствовало значительному развитию потенциала данной культуры в мировом производстве [2, 3]. В агропромышленном секторе рапс является в настоящее время незаменимым компонентом севооборотов в таких крупных регионах выращивания, как Австралия, Западная Канада, Центральный Китай и многие страны Европейского Союза [4].

Рапс является сырьем для производства растительного масла и экстракционного шрота [5, 6]. Масло рапса характеризуется высоким содержанием олеиновой кислоты (около 60 %) и полиненасыщенной линоленовой кислоты (около 10 %) [7, 8]. Также рапсовое масло используется в качестве топлива для дизельных автомобилей и тракторов, особенно в странах Европы [9].

Липецкая область в 2021 г. была лидером по производству ярового рапса в Центральном федеральном округе. Общая площадь под масличными культурами составила более 330 тыс. га, из которых на долю рапса приходилось 58,5 тыс. га. В 2015 г. по размеру посевных площадей ярового и озимого рапса область занимала лишь 10-е место. Уже в 2019 г. посевная площадь под яровым рапсом составила 47,4 тыс. га, а в 2020 г. — 51,6 тыс. га. По валовому сбору маличных культур область вышла в 2020 г. на 5-е место в Центральном федеральном округе, на 13-е —  в Российской Федерации.

Средняя урожайность по области в 2021 г. составила 16,8 ц/га. Лидерами стали следующие районы: Добровский (21,7 ц/га), Становлянский (21,2 ц/га), Воловский (21,0 ц/га), Измалковский (20,8 ц/га) и Чаплыгинский (18,5 ц/га).

Для увеличения урожайности данной культуры необходимым является дальнейшее совершенствование технологии возделывания культуры применительно к региональным условиям выращивания.

Недостаточное питание растений приводит к нарушению основных физиологических процессов, что неблагоприятно для роста и развития растений, способствует снижению урожая [10–13].

Внекорневые подкормки в современных агротехнологиях являются весьма эффективным способом для оперативного обеспечения сельскохозяйственных культур необходимыми элементами питания [14, 15].

Цель исследований —  оценка урожайности и качества семян ярового рапса в зависимости от внекорневой подкормки выбранными удобрениями в условиях лесостепи Центрального Черноземья.

Материалы и методы исследования

Исследования по влиянию микроудобрений на урожайность ярового рапса проводили на опытном поле Елецкого государственного университета им. И.А. Бунина (ЕГУ им. И.А. Бунина) по следующей схеме: 1) контроль (без обработки); 2) Эколист Макро 12–4–7 (2 л/га); 3) Бионекс-Кеми (2 л/га); 4) Эколист Макро 12–4–7 + Борогум (2 л/га + 1,0 л/га); 5) Бионекс-Кеми + Борогум (2 л/га + 1,0 л/га).

Микроудобрения вносили в фазу розетки листьев рапса и в начале роста центрального стебля. По календарным срокам это приходилось на III декаду мая и I декаду июня. Опыты были заложены в 4-кратной повторности. Почва опытного участка —  чернозем выщелоченный со следующей агрохимической характеристикой: рН —  5,3…5,5, содержание гумуса —  5,7…5,8 %, общее содержание азота — 0 ,28…0,29 %, фосфора — 1 97,2…198,3 мг/кг, калия — 1 24,7…125,3 мг/кг, кальция —  25,7…26,1 мг-экв./100 г и магния —  2,41…2,45 мг-экв./100 г.

В качестве объекта исследований был выбран сорт ярового рапса Рубеж. Данный сорт характеризуется высокими продуктивностью и качеством маслосемян. Высевали яровой рапс в I декаде мая, на глубину 2 см с нормой высева 2,0 млн  шт./ га. В полевом опыте яровой рапс возделывался по общепринятой технологии для Центрального федерального округа. Опыты проводились в соответствии с методикой опытного дела Б.А. Доспехова [16]. Определение фотосинтетических пигментов проводили методом спектрофотометрии с помощью спектрофотометра КФК-3М. Содержание жира и белка определяли методом инфракрасной спектроскопии. Исследование содержания основных элементов в семенах золы рапса с использованием метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии.

Характеристика препаратов:

Эколист Макро 12–4–7 —  жидкое многокомпонентное удобрение с высоким содержанием основных макро- (азот, фосфор, калий) и микроэлементов, предназначенное для некорневых подкормок сельскохозяйственных культур в периоды интенсивного роста или в условиях труднодоступности основных питательных элементов. Эколист Макро 12–4–7 содержит полностью усвояемые микроэлементы со специальным хелатным комплексом —  хелацид. Хелацид является новым комплексом микроэлементов в виде хелатов ЭДТА и органических кислот. Способствует быстрому и безопасному проникновению микроэлементов в клетки листьев растений, делая некорневые подкормки лучшим и наиболее эффективным способом устранения либо недопущения дефицита микроэлементов.

Состав удобрения Эколист Макро 12–4–7, г/л: N — 1 44,0; P₂O₅ — 48,0; K₂O — 84,0; B —  0,24; Cu —  0,12; Fe —  0,24; Mn —  0,12; Mo —  0,06; Zn —  0,06.

Борогум —  органогуминовое удобрение, которое используется для быстрого корнеобразования и стимуляции роста.

Состав,%: B —  11,0, Mo —  0,005, Co —  0,01, Cu —  0,01, Zn —  0,01, Mn —  0,05, Ni —  0,001, Li —  0,0005, S —  0,01, Se —  0,0001, Cr —  0,001.

Бионекс-Кеми Растворимый — у добрение, которое используется для стимулирования роста и развития сельскохозяйственных культур, а также для улучшения качества продукции.

Состав Бионекс-Кеми Растворимый,%: N —  14; P₂O₅ — 18; Mg —  0,7; S —  20; B —  0,025; Fe —  0,01; Zn —  0,01; Cu —  0,01; Mn —  0,01; Mo —  0,005; Co —  0,001.

Микроэлементы Co, Cu, Mn, Zn —  в полимерно-хелатной форме.

Результаты исследований и обсуждение

В 2018, 2019 и 2020 гг. за май-август среднесуточная температура воздуха была равна 19,4, 18,5 и 17,9 °C; сумма осадков —  137,0, 214,8 и 227,0 мм; ГТК (по Селянинову) — 0 ,58, 0,94 и 1,28 соответственно. В целом погодные условия для развития растений ярового рапса в годы исследований складывались положительно.

В среднем вегетационный период развития ярового рапса сорта Рубеж составил от 100 до 103 дней. Обработка растений препаратами способствовала сокращению вегетационного периода на 3…5 дней.

Установлено, что внесение всех исследуемых препаратов способствовало увеличению высоты растений ярового рапса. Обработка растений комплексом

Эколист Макро 12–4–7+Борогум в наибольшей степени увеличивала данный показатель. Разница по сравнению с контролем на данном варианте в фазу бутонизации составила 13,7 см при НСР₀₅ = 1,7 см, а в фазу цветения —  12,3 см при НСР₀₅ = 1,9 см (рис. 1).

Рис. 1. Высота растений ярового рапса, см (среднее за 2018–2020 гг.): НСР₀₅ (фаза бутонизации) —  1,7 см; НСР₀₅ (фаза цветения) — 1 ,9 см

Fig. 1. Height of spring rape plants, cm (average for 2018–2020): LSD ₀₅ (budding phase) —  1.7 cm; LSD ₀₅ (flowering phase) —  1.9 cm

Зависимость количества листьев у растений ярового рапса по фазам развития в зависимости от обработки удобрениями приведена на рис. 2. Отмечаем, что лучшая облиственность растений, начиная с фазы розетки, была на вариантах с обработкой растений смесью препаратов Эколист Макро 12–4–7+Борогум. Максимальное количество листьев на растении ярового рапса сорта Рубеж было зафиксировано в фазу цветения: на контроле 13,7 шт., на вариантах с Эколист Макро 12–4–7–18,8 шт., с Бионекс-Кеми —– 18,6 шт., с Эколист Макро 12–4–7+Борогум — 1 9,1 шт., с Бионекс-Кеми + Борогум —  18,9 шт.

Рис. 2. Количество листьев у растений ярового рапса, шт. (среднее за 2018—2020 гг.)

Fig. 2. The number of leaves in spring rape plants, pcs (average for 2018—2020 years)

Площадь листьев у сорта ярового рапса Рубеж в период цветения варьировала под влиянием вариантов удобрений от 32,1 до 35,5 см². Лучшие результаты были получены при использовании смесей Эколист Макро 12–4–7+ Борогум — 3 5,5 см² и Бионекс-Кеми + Борогум —  34,1 см².

Внекорневая подкормка исследуемыми препаратами способствовала большему завязыванию и сохранности стручков. Так на одном растении рапса контрольного варианта в среднем формировалось 39,8 стручка (рис. 3). Внесение микроудобрения Эколист Макро 12–4–7 увеличивало количество стручков на 17,4 шт. Максимальное количество стручков на одном растении отмечалось на варианте Эколист Макро 12–4–7+ Борогум (54,1 шт.). Такое сочетание удобрений способствовало также увеличению числа семян в стручке на 20,4 % относительно контроля. По вариантам исследований данный показатель находился в пределах от 20,1 до 24,2 шт.

Рис. 3. Элементы структуры урожайности ярового рапса (среднее за 2018–2020 гг.)

Fig. 3. Elements of yield structure of spring rapeseed (average for 2018–2020)

В результате роста обеспеченности питания растений микроэлементами масса 1000 семян возросла. Этот показатель находился в пределах 3,40…3,44 г.

Для исследования влияния микроудобрений на фотосинтетическую активность ярового рапса были определены показатели содержания хлорофилла а, хлорофилла b, каратиноидов, суммы пигментов.

Хлорофилла а в растениях содержится больше, чем хлорофилла b. Наши исследования позволили установить, что содержание хлорофилла а в листьях значительно увеличивалось на вариантах с Эколист Макро 12–4–7 (0,74 мг/г) и с Эколист Макро 12–4–7+ Борогум (0,84 мг/г) (рис. 4).

Рис. 4. Влияние микроудобрений на фотосинтетическую активность растений рапса (среднее за 2018–2020 гг.)

Fig. 4. Effect of micronutrients on photosynthetic activity of rapeseed plants (2018—2020)

Общая сумма пигментов на контрольном варианте составила 1,19 мг/г, на Эколист Макро 12–4–7–1,21, на Бионекс-Кеми — 1 ,20, на Бионекс-Кеми + Борогум — 1,33 и на Эколист Макро 12–4–7+ Борогум —  1,41 мг/г.

Содержание каротиноидов также изменялось в зависимости от вида применяемых удобрений и имело следующий убывающий вид по вариантам исследования: Эколист Макро 12–4–7+ Борогум ≥ Бионекс-Кеми + Борогум ≥ Эколист Макро 12–4–7 ≥ Бионекс-Кеми ≥ контроль.

Применение микроудобрений способствовало получению дополнительного урожая семян ярового рапса. Препарат Эколист Макро 12–4–7 обеспечивал прирост дополнительной продуктивности растений на 1,10 ц/га, смесь микроудобрений Эколист Макро 12–4–7+ Борогум на 1,80 ц/га, микроудобрения Бионекс-Кеми на 0,64 ц/га, смесь Бионекс-Кеми + Борогум на 1,62 ц/га (НСР₀₅ 0,9 ц/га) (рис. 5).

В производстве семян рапса важным показателем является содержание в семенах жира и белка. Изучаемые препараты снижали в семенах ярового рапса белок, но значительно повышали масличность: вариант Эколист Макро 12–4–7 на 3,42,

Бионекс-Кеми —  на 0,94, Бионекс-Кеми + Борогум —  на 1,29, Эколист Макро 12– 4–7 + Борогум на 3,42 % по сравнению с контролем (НСР₀₅ 0,8 %).

Повышение масличности связано с тем, что применяемые микроудобрения в своем составе содержали такие важные для рапса микроэлементы, как бор и сера.

Максимальный выход масла был получен от применения смеси Эколист Макро 12–4– 7+ Борогум (769,4 кг/га), что на 24,7 % выше, чем на контроле. На варианте Бионекс-Кеми + Борогум была получена продукция с максимальным содержанием белка (322,6 кг/га).

В результате проведенного анализа химического состава основных компонентов золы (P, S, K, Mn, Fe, Mg, Ca, Zn, Mo) семян ярового рапса, установлено, что элементный состав семян практически не имел различий по вариантам исследования. Убывающий ряд содержания элементов в золе имел следующий вид: P ≈ K > Mg ≥ Ca> Mo> S > Zn > Mn > F (рис. 6).

Рис. 5. Урожайность и качество семян ярового рапса в зависимости от обработки растений микроудобрениями (среднее за 2018–2020 гг.): НСР₀₅ (урожайность) —  0,9 ц/га; НСР₀₅ (жир) —  0,8 %

Fig. 5. Yield and quality of spring rapeseed seeds depending on the treatment of plants with micro fertilizers: LSD ₀₅ (yield) —  0.9 c/ha; LSD ₀₅ (fat) —  0.8 %

Рис. 6. Общий вид линий рентгеновского спектра, которые показывают присутствие элементов в области анализа
Fig. 6. General view of the X-ray spectrum lines that show the presence  of elements in the analysis area

Заключение

Применяемые в опыте препараты обеспечили активизацию ростовых процессов, более активное развитие надземной массы растений, что, в свою очередь, увеличило фотосинтетические показатели растений рапса, а также элементы структуры урожая. Установлено, что именно применение комплексов препаратов по вегетации Эколист Макро 12–4–7 (2 л/га) + Борогум (1 л/га) и Бионекс-Кеми (2 л/га) + Борогум (1 л/ га) в посевах ярового рапса в условиях лесостепи Центрально-Черноземного региона способствовало усилению процессов роста и развития. Вследствие этого растения ярового рапса в зависимости от вариантов опыта формировали более развитые вегетативные и генеративные органы, что обеспечило существенное повышение урожайности от смеси микроудобрений Эколист Макро 12–4–7+ Борогум на 1,80 ц/ га, смеси Бионекс-Кеми + Борогум на 1,62 ц/га при НСР₀₅ = 0,9 ц/ га, по сравнению с контролем. Следует отметить, что все используемые в опыте удобрения способствовали увеличению содержания масла в семенах ярового рапса Эколист Макро 12–4–7 на 3,42 %, Бионекс-Кеми —  на 0,94 %, Бионекс-Кеми + Борогум —  на 1,29 %, Эколист Макро 12–4–7 + Борогум —  на 3,42 % по сравнению с контролем (НСР₀₅ = 0,8 %).

About the authors

Tatyana V. Zubkova

Yelets State University named after I.A. Bunin

Author for correspondence.
Email: ZubkovaTanua@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3525-488X

Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Head of the Department - Technology of storage and processing of agricultural products

28 Kommunarov st., Yelets, 399770, Russian Federation

References

Supplementary files