Биоэнергетическая эффективность опудривания семян микроэлементами (Zn, Cu, Mn) при возделывании яровой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири

6. Пьянков, В.П. Формирование урожая у сортов яровой пшеницы различных экотипов в условиях южной лесостепи Западной Сибири / В.П. Пьянков // Селекция и семеноводство яровой пшеницы в Западной Сибири. - Омск, 1984. - С. 26-32.

Краснова Юлия Сергеевна, аспирант, Омский ГАУ, e-mail: jilia_krass@mail.ru.

SUMMARY

Yu.S. Krasnova

Variability of elements of efficiency of grades of the soft spring-sown field in Western Siberia

The soft spring-sown field as the main food crop of the region is characterized by the increased insistence to the most important factors of environment which differ in this region in an exclusive variety, severity and variability. Results of three summer researches of elements of efficiency of various grades of a soft spring-sown field are presented in article. During researches climatic characteristics had impact on formation of elements of efficiency and productivity of grades of a soft spring-sown field. The two-factorial dispersive analysis of change of quantitative signs of efficiency and dependence of productivity on signs is carried out. The following parameters were considered: productivity of grain, a productive bush-iness, number of grains in an ear, weight is 1000 grains, the mass of grain of an ear. Every year researches the average value of hydrothermal coefficient 0.75 was characterized by insufficient moisture security, as influenced formation of elements of efficiency of plants and productivity of grain. This influence proves the dispersive analysis for which two factors - years of researches and a grade of researches were taken and also interaction of these factors and their influence on each component of efficiency was considered. As a result of application dispersive by the analysis it is revealed that formation of mass of grain of an ear and number of grains in an ear more are influenced by weather conditions (a share of influence of a factor of 80.9 and 77.9%). The productive bushiness is influenced by interaction of two factors - conditions of year and a grade - 56.3%. The mass of 1000 grains almost equally is influenced by grades (an influence share - 42.5%) and interaction of conditions of year and genotypes (39.4%). By means of the correlation analysis average positive communication between number of grains in an ear and the mass of grain from an ear with productivity, weak positive communication of a productive bushiness from productivity is revealed. On the mass of 1000 seeds communication with productivity wasn't proved (r = -0.07). The grade of OMGAU 90 is allocated on all schedules and in three years of researches is characterized by the maximum value of all indicators.

Keywords: efficiency elements, grade, soft spring-sown field, analysis, Western Siberia.

Krasnova Yulia Sergeyevna, Postgraduate, Omsk SAU, e-mail: jilia_krass@mail.ru.

УДК 631.811.98:631.53.01:633.11"321"(571.1) И.А. Бобренко, Н.В. Гоман, Е.А. Вакалова

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОПУДРИВАНИЯ СЕМЯН

МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ ^п, Mn) ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Представлены результаты использования опудривания семян микроэлементами для повышения урожайности зерна яровой пшеницы. Задействованы полевые и лабораторные методы. В исследованиях, проведенных в 2009-2012 гг. на лугово-черноземной почве в условиях лесостепи Западной Сибири, установлена эффективность опудривания семян микроудобрениями (2п, Си, Мп) яровой пшеницы сорта Дуэт на фоне сбалансированного азотно-фосфорно-калийного питания. Внесение как макроудобрений (Н50Р60К60), так и микроудобрений (2п, Си, Мп) значительно увеличило урожайность зерна изучаемой культуры. Все прибавки оказались существенными. Максимальная урожайность зерна была в варианте 2п50Си50Мп50 - 3,00 т/га. Наибольшая окупаемость внесенных удобрений под яровую пшеницу в варианте совместного применения микроудобрений. Каждый внесенный килограмм удобрений, рассчитанный на основе оптимальных уровней содержания макроэлементов в почве, окупался от 2,8 до 5,8 кг зерна. Таким образом, окупаемость макроудобрений повышается при опудри-вании семян микроэлементами. Значимость энергетической оценки возникает из диспропорции между энерго-

© Бобренко И.А., Гоман Н.В., Вакалова Е.А., 2016

потреблением и энергопроизводством. Необходимо определить степень окупаемости энергетических затрат и энергии, накопленной в урожае. При совместном применении макроудобрений и микроудобрений энергетические затраты на получение дополнительной тонны зерна уменьшаются в более эффективных вариантах. Расчёт биоэнергетической эффективности показал, что в лучшем варианте внесения микроэлементов КПД равен 6,31. Таким образом, расчет энергетической эффективности применения удобрений позволил наиболее точно, объективно и всесторонне оценить систему удобрений во всех технологических процессах, связанных с культурой яровой пшеницы.

Ключевые слова: яровая пшеница, микроудобрения, макроудобрения, опудривание, урожайность, прибавка, биоэнергетический КПД.

Введение

Яровая пшеница - важнейшая продовольственная культура в мировом земледелии, которая занимает первое место среди других сельскохозяйственных культур. Ее потребляет в пищу свыше половины населения земного шара [1]. Урожайность культуры с годами нестабильна, это связано с уровнем плодородия почв, пригодных для посева. За последние годы урожайность яровой пшеницы в Западной Сибири варьируется в пределах 1,2-1,4 т/га.

Увеличения урожайности яровой пшеницы можно добиться путем селекционного процесса и усовершенствования технологии возделывания культуры. При этом за счет удобрений прирост урожая может достигать 40-50% [2].

Целью исследований было выявление эффективности влияния опудривания семян цинком, медью и марганцем на урожайность и качество яровой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири с учетом биоэнергетической эффективности [3; 4].

Объекты и методы

Исследовательская работа проводилась на опытном поле ФГБОУ ВО Омский ГАУ и в лаборатории диагностики минерального питания растений кафедры агрохимии и почвоведения в 2009-2012 гг. Изучаемыми объектами служили растения яровой пшеницы сорта Дуэт, почва - лугово-черноземная маломощная малогумусовая тяжелосуглинистая.

В опыте использовались следующие виды удобрений: суперфосфат двойной (Р2О5 -45%), аммиачная селитра (34%). Опудривание проводили следующими удобрениями: калием хлористым (К2О - 54%), сернокислым цинком ^п - 22%), медным купоросом (Си - 25,5%) и сернокислым марганецем (Мп - 22,8%). Учетная площадь делянки 16 м2, повторность вариантов в опыте трехкратная. Агротехника - общепринятая для зоны [5].

Оценка биоэнергетической эффективности применения удобрений проводилась в соответствии с методическими рекомендациями [6; 7].

Результаты исследований

В проведенных полевых опытах по изучению эффективности обработки семян яровой пшеницы на лугово-черноземной почве предусматривалось выявить влияние действия обработки микроудобрениями на урожайность данной культуры [8-10]. Анализ фактической окупаемости при применении удобрений показывает, что при внесении Zn в дозе 150 г по отношению к контролю урожайность зерна увеличивается и прибавка составляет 24,78%, а при внесении Zn в дозах 50 и 100 г - 8,85% (табл. 1).

Медные удобрения также оказывают положительное влияние на урожайность культуры. Так, в варианте Си100 прибавка составила 19,47%, а урожайность зерна - 2,70 т/га.

При внесении Мп в различных дозах урожайность зерна значительно не изменяется. Прибавка составила 0,35-0,37 т/га.

Наилучшая продуктивность - при совместном применении микроудобрений. Так, в варианте Zn50Cu50Mn50 урожайность зерна составила 3,00 т/га, а прибавка зерна 32,74%.

Таблица 1

Урожайность зерна яровой пшеницы в зависимости от опудривания семян микроудобрениями, средние значения за 2009-2012 гг.

Вариант Урожайность зерна при стандартной влажности, т/га Прибавка зерна Окупаемость 1 кг д.в. макроудобрений урожаем зерна, кг

Общая По фону

т/га % т/га %

Контроль без удобрений 1,96 - - - - -

Фон (^оРбоКбо) 2,26 0,30 15,31 - - 1,7

Фон + 2п50 2,46 0,50 25,51 0,20 8,85 2,8

Фон + 2и100 2,46 0,50 25,51 0,20 8,85 2,8

Фон + 2и150 2,82 0,86 43,88 0,56 24,78 4,8

Фон + Си50 2,56 0,60 30,61 0,30 13,27 3,3

Фон + Си100 2,70 0,74 37,76 0,44 19,47 4,1

Фон + Си150 2,56 0,60 30,61 0,30 13,27 3,3

Фон + Мп50 2,61 0,65 33,16 0,35 15,49 3,6

Фон + Мп100 2,63 0,67 34,18 0,37 16,37 3,7

Фон + Мп150 2,62 0,66 33,67 0,36 15,93 3,7

Фон + 2п50Си50 2,51 0,55 28,06 0,25 11,06 3,1

Фон + 2п50Мп50 2,37 0,41 20,92 0,11 4,87 2,3

Фон + Си50Мп50 2,84 0,88 44,90 0,58 25,66 4,9

Фон + 2п50Си50Мп50 3,00 1,04 53,06 0,74 32,74 5,8

Наибольшая окупаемость удобрений зерном получена в варианте совместного применения макро- и микроудобрений Zn50Cu50Mn50, где данный показатель составил 5,8 кг/кг д.в. Таким образом, окупаемость макроудобрений повышается при опудривании семян микроэлементами.

С учетом возросшего энергетического и биологического дефицита во всем мире остро возникает необходимость биоэнергетической оценки возделывания сельскохозяйственных культур. Расчет биоэнергетической эффективности применения удобрений позволяет объективно оценить мероприятия, проводимые в рамках прогрессивных технологий, применяемых при выращивании сельскохозяйственных культур. Для этих целей проводится биоэнергетическая оценка, которая дает возможность количественно определить энергетическую стоимость полученной сельскохозяйственной продукции и является условным показателем энергетической рентабельности производства [11].

Энергетическую эффективность минеральных удобрений определяли по энергоотдаче или по биоэнергетическому КПД их применения. Для его определения использовали следующие показатели:

- приходная часть - количество энергии, накопленной в надземной массе от применения минеральных удобрений;

- расходная часть - энергетические затраты на применение минеральных удобрений, на уборку урожая, уход за посевами и т.д. [12].

При внесении удобрений на единицу энергетических затрат получено 0,72-2,10 единиц энергии, содержащейся в прибавке урожая от минеральных удобрений (табл. 2).

Таблица 2

Влияние опудривания семян микроэлементами на биоэнергетическую эффективность применения макроудобрений под яровую пшеницу

Вариант Прибавка, т/га Количество энергии, накопленной в основной продукции Vf,, МДж/га Энергетические затраты на применение минеральных удобрений А0, МДж/га Энергетические затраты на получение дополнительной продукции за счет удобрений, МДж/т Биоэнергетический КПД, ед.

Контроль без удобрений - - - - -

Фон (^^Кю) 0,30 4982 3083 6968 1,62

Фон + 2п50 0,50 8303 2969 7305 2,80

Фон + 2п100 0,50 8303 2969 7305 2,80

Фон + 2п]50 0,86 14282 2805 7911 5,09

Фон + Си50 0,60 9964 2919 7473 3,41

Фон + Си100 0,74 12289 2855 7709 4,30

Фон + Си150 0,60 9964 2919 7473 3,41

Фон + Мп50 0,65 10794 2895 7557 3,73

Фон + Мп100 0,67 11126 2886 7591 3,85

Фон + Мп150 0,66 10960 2891 7574 3,79

Фон + 2п50Си50 0,55 9134 2944 7389 3,10

Фон + 2п50Мп50 0,41 6809 3018 7153 2,26

Фон + Си50Мп50 0,88 14614 2797 7945 5,22

Фон + 2п50Си50Мп50 1,04 17271 2738 8214 6,31

1,00 0,90 2 0,80

Ï °>70 I 0,60

Й 0,50

S 0>40

I 0,30 С 0,20 0,10 0,00

8000 7900 7800 7700 7600 7500 7400 7300 7200 7100 7000

s

И ^

Ч

= «

я s

3 -

и

2 я

Я ri

о.

« 'S

М Я

В -

•л 5

и H

« 3

F S

я ч

— g

£ I

Фон + Zn50 Фон + Znl 00 Фон + Zu 150

Прибавка урожая зерна, т/га

Энергетические затраты на получение дополнительной 1т зерна, МДж

Рис. 1. Влияние опудривания семян цинком на энергетическую эффективность применения макроудобрений под яровую пшеницу

« Ч S

in

При опудривании семян микроэлементами биоэнергетическая эффективность применения азотно-фосфорно-калийных удобрений К60Р60К60 под яровую пшеницу в годы исследований изменялась от 1,62 до 5,22 ед. При этом наивысшей биоэнергетической эффективности применения К60Р60К60 способствовало применение Zn50Cu50Mn50, в этом случае биоэнергетический КПД был равен 5,22.

Рис. 2. Влияние опудривания семян медью на энергетическую эффективность применения макроудобрений под яровую пшеницу

Рис. 3. влияние опудривания семян марганцем на энергетическую эффективность применения макроудобрений под яровую пшеницу

Рис. 4. Влияние опудривания семян совместными дозами микроудобрений на энергетическую эффективность применения макроудобрений под яровую пшеницу

При совместном применении макроудобрений и микроудобрений энергетические затраты на получение 1 т дополнительной продукции (зерна) уменьшаются в более эффективных вариантах с точки зрения энергетической эффективности применения удобрений.

Так, при применении возрастающих доз цинковых удобрений затраты энергии на получение дополнительной тонны зерна яровой пшеницы уменьшились с 2969 до 2805 МДж (рис. 1) при увеличении биоэнергетического КПД с 2,80 до 5,09. С энергетической точки зрения опудривание семян при возделывании яровой пшеницы было эффективным.

Подобные закономерности наблюдались и в других вариантах опыта (рис. 2-4).

Заключение

Биоэнергетическая оценка позволяет количественно оценить энергетическую стоимость полученной сельскохозяйственной продукции и является условным показателем энергетической рентабельности производства [13].

Таким образом, энергетический подход к выявлению эффективности минеральных удобрений при технологии возделывания яровой пшеницы указывает на то, что на единицу произведенной продукции затрачивается в несколько раз меньше энергии, чем возвращается с урожаем, а данные по применению удобрений при возделывании яровой пшеницы в условиях лугово-черноземных почв Западной Сибири можно считать энергетически эффективными.

Список литературы

1. Бобренко, И.А. Эффективность опудривания семян микроэлементами (2п, Си, Мп) при возделывании яровой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири / И.А. Бобренко, Е.А. Вакалова, Н.В. Гоман // Омский научный вестник. - 2013. - № 1 (118). - С. 170-173.

2. Красницкий, В.М. Эколого-агрохимическая оценка плодородия почв и эффективности применения удобрений в Западной Сибири : дис. ... д-ра с.-х. наук / В.М. Красницкий. - Омск, 2002. - 52 с.

3. Азаренко, Ю.А. Эколого-агрохимическая оценка содержания микроэлементов в почвах и растениях лесостепной и степной зон Омской области / Ю.А. Азаренко, В.М. Красницкий, Ю.И. Ермохин // Плодородие. -2010. - № 5 (56). - С. 49-51.

4. Ермохин, Ю.И. Влияние расчетных доз удобрений на продуктивность кормовых культур в условиях Западной Сибири / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, В.М. Красницкий // Плодородие. - 2004. - № 3. - С. 7-11.

5. Ермохин, Ю.И. Почвенная диагностика потребности сельскохозяйственных культур в удобрениях / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, В.М. Красницкий // Плодородие. - 2004. - № 1. - С. 4-7.

6. Ермохин, Ю.И. Экономическая и биоэнергетическая оценка применения удобрений : методич. рекомендации / Ю.И. Ермохин, А.Ф. Неклюдов. - Омск, 1994. - 44 с.

7. Бобренко, И.А. Диагностика минерального питания, величины и качества урожая сорговых культур на черноземах Западной Сибири : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / И.А. Бобренко. - Омск, 1997. - 17 с.

8. Попова, В.И. Биоэнергетическая эффективность применения удобрений под озимые зерновые культуры в Западной Сибири / В.И. Попова, Е.П. Болдышева // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2011. - Т. 84. - № 10. - С. 10-15.

9. Ермохин, Ю.И. Диагностика минерального питания, величины и качества урожая суданской травы в условиях Западной Сибири / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко // Агрохимия. - 1999. - № 7. - С. 45-50.

10. Ермохин, Ю.И. Особенности накопления тяжелых металлов растениями сорго-суданкового гибрида при внесении минеральных удобрений / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко // Доклады РАСХН. - 2000. - № 6. - С. 33-34.

11. Бобренко, И.А. Эффективность обработки семян микроэлементами (Cu, Mn, Zn) при возделывании озимой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири / И.А. Бобренко, Н.В. Гоман, В.И. Попова // Омский научный вестник. - 2014. - № 1 (128). - С. 107-111.

12. Склярова, М.А. Диагностика и оптимизация цинкового питания кукурузы на зерно на лугово-черноземной почве Западной Сибири : дис. ... канд. с.-х. наук / М.А. Склярова. - Омск, 2008. - 175 с.

13. Бобренко, И.А. Оптимизация минерального питания кормовых, овощных культур и картофеля на черноземах Западной Сибири : автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук / И.А. Бобренко. - Омск, 2005. - 32 с.

Бобренко Игорь Александрович, доктор с.-х. наук, доцент, Омский ГАУ, тел. (3812) 65-17-72, e-mail: ia.bobrenko@omgau.org; Гоман Наталья Викторовна, кандидат с.-х. наук, доцент, Омский ГАУ, тел. (3812) 65-10-63, e-mail: nv.goman@omgau.org; Вакалова Екатерина Андреевна, аспирант, Омский ГАУ, тел. (3812) 65-16-63, e-mail: ea.vakalova@omgau.org.

SUMMARY

I.A. Bobrenko, N. V. Goman, E.A. Vakalova

Bio-power efficiency of dusting of seeds microcells (Zn, Cu, Mn) at cultivation of the spring-sown field in the conditions of the forest-steppe of Western Siberia

Results of use of dusting of seeds by microcells for increase of productivity of grain of a spring-sown field are presented. Field and laboratory methods are involved in work. In the researchers conducted in 2009-2012 on the meadow and chernozem soil in the conditions of the forest-steppe of Western Siberia efficiency of dusting of seeds by microfertilizers (Zn, Cu, Mn) a spring-sown field of a grade "Duet" against the balanced nitrogen-phosphorus-potassium food is established. Introduction as macrofertilizers (N60P60Kg0), and microfertilizers (Zn, Cu, Mn) considerably increased productivity of grain of the studied culture. All increases were essential. The maximum productivity of grain was in Zn50Cu50Mn50 option made 3.00 t/hectare. The greatest payback of the introduced fertilizers under a spring-sown field in option of combined use of microfertilizers. In these options each brought kilogram of fertilizers calculated on the basis of optimum levels of the maintenance of macrocells in the soil paid off from 2.8 to 5.8 kg of grain. Thus, payback of macrofertilizers increases when dusting seeds microcells. The importance of a power assessment arises from a disproportion between energy consumption and power production, that is it is necessary to define degree payback of power expenses of the energy which is saved up in a crop. At combined use of macrofertilizers and microfertilizers power costs of receiving additional ton of grain decrease, from the point of view of power efficiency of use of fertilizers, in more effective options. Calculation of bio-power efficiency showed that in the best option of introduction of mi-crocells of efficiency is equal 6.31. Thus, calculation of power efficiency of use of fertilizers allowed most precisely, objectively and comprehensively to estimate system of fertilizers in all technological processes connected with culture of a spring-sown field.

Keywords: spring-sown field, microfertilizers, macrofertilizers, dusting, productivity, increase, to bio-power efficiency.

Bobrenko Igor Aleksandrovich, Dr. Agr. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, ph. (3812) 65-17-72, e-mail: ia.bobrenko@omgau.org; Goman Natalya Viktorovna, Cand. Agr. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, ph. (3812) 65-1063, e-mail: nv.goman@omgau.org; Vakalova Ekaterina Andreevna, Postgraduate, Omsk SAU, ph. (3812) 65-16-63, e-mail: ea.vakalova@omgau.org.