Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

В настоящее время одной из наиболее актуальных задач прикладной агроэкологии является поиск экологически и экономически приемлемых способов повышения продуктивности сельскохозяйственных культур за счет применения нетрадиционных источников их минерального питания. К таковым, как правило, относят вещества, не являющиеся туками промышленного производства, но активно применяющиеся в качестве сыромолотых пород или обработанных удобрительных веществ в местном земледелии.

Возрастающий интерес к агрономическому изучению силикатных руд, несмотря на всеобщую признанность значимости кремния и его соединений в жизни растений и животных [1], зачастую наталкивается на научный стереотип о биохимической инертности кремниевых соединений. Это приводит к недостаточной информированности сельхозтоваропроизводителя о возможности улучшения агрономических свойств почв [4] и повышения продуктивности культурных растений [5] при внесении в почву таких природных веществ, как диатомиты, цеолиты и бентонитовые глины.

Вместе с тем данные вещества, по сути являющиеся алюмосиликатными породами органогенного, осадочного и вулканогенно-осадочного генезиса, содержат до 80 % SiO2, наполовину представленного аморфной формой, которая, в свою очередь, наиболее подвержена внутрипочвенному разложению и высвобождению кремния в виде силикат-аниона в почвенный раствор. Такие подвижные кремниевые соединения способны оказывать действие на кислотность почвы, ее микробное состояние, подвижность почвенных фосфатов, а также на продуктивность сельскохозяйственных культур и их устойчивость к неблагоприятным факторам вегетационного периода [6, 7, 8, 9].

Цель исследования. Ранее [3] в строго контролируемых условиях вегетационных опытов было установлено, что диатомит в различных дозах способен оказывать положительное воздействие на биопродуктивность злаковых культур, повышая при этом содержание клейковины в зерне и клетчатки в соломе. В рамках настоящих исследований была поставлена цель изучить в условиях микрополевого опыта изменение биопродуктивности озимой пшеницы и структуры ее урожая, подверженных комплексному влиянию диатомита, цеолита и бентонитовой глины, различные дозы которых использовали по фону полного минерального удобрения и обработки растений синтетическим стимулятором роста Крезацином.

Материалы и методы исследования

В сезон 2014 г. на базе картофелеводческого предприятия ООО «Элитхоз» Борского района Нижегородской области был заложен микрополевой опыт с озимой пшеницей сорта Московская 39, на которой испытывали совместное действие Крезацина, полного минерального удобрения и различных доз кремнийсодержащих агроруд – диатомита, цеолита и бентонитовой глины.

Схема опыта предусматривала вариант с использованием Крезацина и NPK, учитываемых в качестве фона (вар. 1), а также по три варианта с совместным внесением в почву минеральных удобрений, трех доз диатомита (вар. 2, 3 и 4), цеолита (вар. 5, 6 и 7), бентонитовой глины (вар. 8, 9 и 10), на каждую из которых накладывалась обработка растений стимулятором Крезацином. Агроруды вносили однократно в летний период 2014 г. в пахотный слой почвы при закладке опытов в дозах из расчета по 3, 6 и 12 т/га каждой руды. Полное минеральное удобрение культуры проводили путем внесения в почву Азофоски-15 совместно с кремниевыми агрорудами из расчета N80P80K80 кг/га действующего вещества. Дозы Крезацина для обработки озимой пшеницы были взяты в соответствии с рекомендациями производителя. Обработку препаратом проводили трехкратно: обработка семян пшеницы путем их замачивания в растворе препарата перед посевом; обработка культуры весной 2015 г. в начале роста (фаза кущения), а также обработка в летний период 2015 г. во время активной вегетации (в фазе начала цветения).

Крезацин (действующее вещество – трис(2-гидроксиэтил)аммоний о-толилокси-ацетат) – регулятор роста, в физиологическом смысле являющийся адаптогеном широкого спектра действия растений и животных. Данный препарат повышает устойчивость организма к длительному воздействию неблагоприятных факторов: пониженной и повышенной температуры, пониженному содержанию элементов питания в почве, засухи и многих других.

В растениях препарат способствует усилению биосинтеза белков и нуклеиновых кислот, повышает активность ферментов. Крезацин способствует активизации устойчивости организмов к болезням, что проявляется в увеличении естественной продуктивности, повышению урожайности и качества продукции.

Изучаемый диатомит Инзенского месторождения (Ульяновская область), цеолит Хотынецкого месторождения (Орловская область) и бентонитовая глина Зырянского месторождения (Курганская область) содержат элементы питания растений, количество которых представлено в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав исследуемых высококремнистых пород

Микрополевой опыт был заложен на одном участке, сложенном дерново-подзолистой легкосуглинистой почвой, которая характеризуется низким содержанием гумуса, среднекислой реакцией среды, а также средней обеспеченностью подвижными формами фосфора и калия. Озимую пшеницу убирали в фазу полной спелости зерна (август 2015 г.). Площадь делянки – 1 м2, расположение делянок рандомизированное, биологическая повторность в опыте – четырехкратная.

Математическая обработка результатов исследований выполнена методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [2] с использованием программного обеспечения Microsoft Office Excel 2007.

Результаты исследования и их обсуждение

В опыте определяли степень влияния доз кремниевых агроруд, наложенного на действие полного минерального удобрения и стимулятора роста Крезацина, на биологическую продуктивность озимой пшеницы и структуру ее урожая. Общую биомассу, урожайность зерна и соломы измеряли весовым методом, затем рассчитывали их соотношение.

Так, в опыте установлено положительное влияние исследуемых пород на общую биопродуктивность озимой пшеницы (табл. 2).

Таблица 2

Влияние кремнийсодержащих агроруд, NPK и Крезацина (КЦ) на общую продуктивность озимой пшеницы

На вариантах с совместным применением Крезацина (КЦ) и минимальных доз кремнийсодержащих агроруд, внесенных в почву совместно с полным NPK, наблюдалась тенденция к увеличению общей биомассы озимой культуры. Минимальная прибавка здесь была отмечена на варианте с цеолитом (5 %), максимальная – на варианте с бентонитовой глиной (15 %).

На вариантах с двойной и тройной дозами диатомита (вар. 3 и 4) и бентонита (вар. 9 и 10) было отмечено достоверное повышение общей продуктивности культуры. Однако при исследовании доз диатомита и цеолита максимальное повышение общей биомассы пшеницы отмечалось только при двойной дозе (на 24 % на варианте с диатомитом и на 15 % на варианте с цеолитом).

На вариантах с совместным применением Крезацина и бентонитовой глины была установлена максимальная прибавка при тройной дозе породы – на 31 %. Также здесь отмечалась 15 % достоверная прибавка за счет четырехкратного увеличения дозы бентонита.

В части соотношения зерна и соломы в общей биомассе озимой пшеницы нужно отметить, что на всех вариантах совместного применения Крезацина, NPK и кремнийсодержащих агроруд доля соломы в общей массе урожая всегда была увеличена. Только на варианте 10, при применении стимулятора роста и наибольшей дозы бентонитовой глины, доля зерна была выше, чем на фоне.

При увеличении дозы кремнистых пород доля соломы увеличивалась: на вариантах с диатомитом – до тройной дозы, на вариантах с цеолитом – до двойной дозы. На вариантах с бентонитом доля соломистой части урожая стабильно снижалась.

В табл. 3 показаны изменения в массе зерна и соломы озимой пшеницы, происходящие на исследуемых вариантах.

В отношении зерна озимой пшеницы следует указать, что на вариантах с минимальными дозами кремнийсодержащих пород, вносимых по фону NPK и Крезацина, были отмечены прибавки в массе: минимальная – по цеолиту (3 %), средняя – по диатомиту (5 %) и наибольшая – по бентонитовой глине (14 %), которая к тому же оказалась статистически достоверной.

На вариантах с применением диатомита и цеолита наибольшее количество зерна было отмечено при двойных их дозах. Однако только при внесении в почву двойной дозы диатомита данная 16 %-ная прибавка была существенной. В отношении вариантов с цеолитом здесь отмечалась только тенденция.

На всех вариантах применения бентонитовой глины совместно с NPK и Крезацином были установлены достоверные прибавки в урожае зерна пшеницы относительно фона, наибольшая из которых – 32 % отмечалась при тройной дозе агроруды. Также необходимо указать, что на данном варианте отмечалась достоверная прибавка за счет четырехкратного увеличения дозы бентонита, которая составила 16 % по отношению к варианту с однократной дозой.

Таблица 3

Влияние кремнийсодержащих агроруд, NPK и Крезацина (КЦ) на урожайность зерна и соломы озимой пшеницы

Продуктивность соломистой части урожая озимой культуры также была положительной при совместном применении Крезацина, полного NPK кремнийсодержащих агроруд по отношению к фону. Здесь установлена наибольшая прибавка в массе на вариантах с двойной дозой диатомита (на 30 %) и цеолита (на 19 %). В отношении вариантов с бентонитовой глиной наибольший выход соломы отмечался при его тройной дозе – 31 %.

При двукратном повышении дозы диатомита была установлена 14 %-ная прибавка массы соломы по отношению к ее массе, полученной на варианте с однократной дозой. При этом при четырехкратном повышении дозы диатомита и бентонитовой глины также отмечались равноценные прибавки в 13 % относительно ее массы, полученной на вариантах с однократными дозами кремнистых пород.

Выводы

Результатами микрополевого опыта показано совместное влияние кремнийсодержащих пород, полного минерального удобрения культуры и синтетического стимулятора роста Крезацина на биологическую продуктивность озимой пшеницы и структуру ее урожая. Установлено, что в условиях дерново-подзолистых легкосуглинистых почв Борского района Нижегородской области на фоне Крезацина и NPK наиболее эффективной дозой является двойная и тройная доза (6 и 12 т/га) по диатомиту и бентонитовой глине, и двойная доза (6 т/га) по цеолиту. Наибольшие прибавки здесь достигают 24 % по диатомиту и 20 % по бентониту в отношении общей биомассы озимой культуры, а также – 16 и 32 % соответственно в отношении зерна пшеницы.