Оптимизация применения свиного бесподстилочного навоза при выращивании яровой пшеницы на лугово-черноземной почве

Щербина Н.И., Филиппов А.В. Оптимизация применения свиного бесподстилочного навоза при выращивании яровой пшеницы на лугово-черноземной почве // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. -2017. -№3 (10) июль - сентябрь. - URL http://e-journal.omgau.ru/images/issues/2017/3/00376.pdf. - ISSN 2413-4066

УДК 631.862.1:633.11 «321» : 631.559

Щербина Надежда Игоревна

Магистрант

ФГБОУВО Омский ГАУ

elpisik_shch@mail.ru

Филиппов Александр Викторович

Магистрант

ФГБОУ ВО Омский ГАУ

shura-philipp@mail.ru

Оптимизация применения свиного бесподстилочного навоза при выращивании яровой пшеницы на лугово-черноземной почве

Аннотация. На лугово-черноземной почве лесостепи Омской области проведены исследования по применению жидкого свиного навоза при возделывании яровой пшеницы. Наивысшая урожайность сформировалась при внесении 200 т/га жидкого навоза. Удобрение в целом положительно сказалось на качестве зерна. Применение жидкой фракции бесподстилочного свиного навоза увеличивало содержание нитратного азота в почве к фазе кущения с очень низкого уровня в варианте без удобрений до очень высокого - при дозе 100 т/га и выше и обменного калия со среднего до высокого. Содержание подвижного фосфора в почве при внесении жидкого навоза увеличивалось незначительно.

Ключевые слова: навоз, яровая пшеница, урожайность, удобрение, качество.

Органическое удобрение - источник питательных элементов для растения. Кроме того, оно оказывает многостороннее действие на плодородие и свойства почвы, улучшается физические, химические и биологические свойства, водный и воздушный режимы почвы. Поэтому систематическое применение органических удобрений - одно из важнейших условий окультуривания почв, обеспечивающего получение высоких урожаев и устойчивость их по годам [1, 2].

Свиной навоз обладает высокой удобрительной ценностью. В нем 50 - 70% азота находится в растворимой форме, хорошо усваиваемой растениями. Фосфор навоза в значительной мере входит в состав органических веществ, но по сравнению с фосфором минеральных удобрений он меньше закрепляется в почве и хорошо используется выращиваемыми культурами. Калий также легко усваивается, т.к. в навозе он представлен в хорошо растворимых соединениях.

Бесподстилочный свиной навоз отличается от навоза КРС более высоким содержанием аммонийного азота и более низким значением кислотности. К отрицательным чертам свиного навоза, относится то, что он склонен сильно окислять почву. Поэтому использование свиного навоза, как удобрения, эффективно на солонцеватых почвах.

Для получения высоких и качественных урожаев поступление питательных веществ в почву должно соответствовать потребностям сельскохозяйственных культур: недостаток питательных веществ приводит к недобору урожая, избыток - негативно сказывается на качестве растениеводческой продукции; несбалансированность питательных веществ также отрицательно влияет на урожайность и качество продукции. Таким образом, нормы внесения питательных веществ, а, следовательно, и поливные и оросительные нормы необходимо проводить в соответствие с требованиями культур к пищевому режиму [1-3].

Пшеница как сельскохозяйственная культура отзывчива на улучшение условий минерального питания в условиях региона [4-12].

Цель исследований - изучение применения свиного бесподстилочного навоза при возделывании яровой пшеницы на лугово-черноземной почве лесостепи Омской области.

Полевые опыты проведены в 2015-2016 гг. на лугово-черноземной маломощной сред-негумусовой тяжелосуглинистой почве с яровой пшеницей сорта «Память Азиева» на полях ООО «РУСКОМ-Агро» Омской области. Содержание в почве перед посевом N03 - 5,2-5,5, Р2О5 - 113-115, К2О - 154-241 мг/кг. Агротехника - общепринятая для зоны.

Жидкий навоз в основном является азотно-калийным удобрением [1, 2]. Коэффициенты использования элементов питания из бесподстилочного навоза и его действие на урожайность культур в первый год выше, чем у подстилочного, а последействие - слабее. Со 100 т жидкого навоза вноситься 230 кг азота, фосфора 12 кг и калия 170 кг.

При изучении влияния навоза на урожайность зерна яровой пшеницы установлено, что во всех вариантах получены достоверные прибавки урожая (табл. 1).

Таблица 1

Действие жидкого свиного навоза на урожайность зерна яровой пшеницы при возде-_лывании на лугово-черноземной почве, опыты 2015-2016 г._

Вариант Урожайность, т/га Прибавка

2015 г. 2016 г. Средняя т/га %

Контроль 2,80 2,95 2,88 - -

50 т/га 3,46 3,16 3,31 0,44 15,13

100 т/га 3,80 3,29 3,55 0,67 23,30

150 т/га 3,98 3,45 3,72 0,84 29,22

200 т/га 3,96 4,27 4,12 1,24 43,13

250 т/га 3,75 4,24 4,00 1,12 38,96

300 т/га 3,15 3,73 3,44 0,57 19,65

НСР05 0,15 0,17

Исследования показали, что яровая пшеница в условиях лесостепи Омской области за вегетацию сформировала урожай в среднем за годы исследований без внесения удобрений 2,88 т/га, при внесении удобрений 3,31-4,12 т/га. Наиболее эффективной с точки зрения увеличения урожайности было применение 200 т/га - прибавка урожая составила 1,24 т или 43,13%. Увеличение дозы до 250 т/га было менее эффективно, а при внесении 300 т/га отмечалось существенное снижение урожайности культуры по сравнению с дозой 200 т/га (рис. 1).

Доза удобрения, т/га

Рисунок 1 - Зависимость между дозами жидких органических удобрений и урожайностью зерна яровой пшеницы

Окупаемость единицы внесенного удобрения (1 тонны) при этом максимальной была в варианте 50 т/га и составила 8,7 кг зерна яровой пшеницы, минимальной при внесении 300 т/га - 1,9 кг зерна.

Органические удобрения обладают эффективностью не только в год внесения удобрения, но и значительным эффектом последействия. Для исследования данного фактора были проведены исследования по влиянию последействия жидкого свиного навоза на урожайность яровой пшеницы (табл. 2).

Таблица 2

Последействие жидкого свиного навоза на урожайность зерна пшеницы яровой при возде-_лывании на лугово-черноземной почве, опыт 2016 г._

Вариант Урожайность, т/га Прибавка

т/га %

Контроль 1,71 0,34 19,88

50 т/га 2,05 0,42 24,56

100 т/га 2,13 0,63 36,84

150 т/га 2,34 0,73 42,69

200 т/га 2,44 0,75 43,86

250 т/га 2,46 0,88 51,46

300 т/га 2,59 0,34 19,88

НСР05 0,11 0,42 24,56

Во всех вариантах получены достоверные прибавки урожая зерна. Яровая пшеница в условиях лесостепи Омской области за вегетацию сформировала урожайность в 2016 году 1,71 т/га без внесения навоза и 2,59 т/га при внесении максимальной дозы жидкого свиного навоза в 300 т/га. Следовательно наибольший эффект при последействии имеет повышенная доза.

На содержание подвижных элементов питания в почве влияют многие факторы: ее свойства, тип и вид, предшествующая культура, сроки и способы обработки почвы, севооборот, сроки уборки урожая, температурный и водный режимы почвы, микрофлора и т.д. Значительно увеличить содержание доступных форм элементов питания в почве можно с помощью органических удобрений [3, 9].

Для наблюдения за динамикой содержания элементов питания нами во время вегетационного периода культуры на опытных участках проводился отбор и анализ почвенных проб на основные агрохимические показатели (табл. 3).

Исследования показали, что внесение жидкого свиного навоза увеличивало содержание нитратов под пшеницей к фазе кущения с очень низкого уровня в варианте без удобрений до среднего - при внесении 50 т/га и до очень высокого - при дозе 100 т/га и выше.

Установлено, что каждая тонна жидкого навоза увеличивает содержание нитратов на 0,15 мг/кг (рис. 2). Зная данный показатель можно рассчитывать дозу навоза под плановый урожай, учитывая оптимальные уровни содержание нитратов в почве [13-17].

К фазе восковой спелости и к уборке содержание нитратного азота значительно уменьшилось, но было еще на достаточно высоком уровне, особенно в вариантах с высокими дозами жидкого навоза.

Содержание подвижного фосфора в почве находилось на повышенном уровне, при внесении жидкого навоза также увеличивалось, но в значительно меньшей степени, чем нитратного азота. В течение вегетации содержание доступного содержания фосфора в почве, также изменялось незначительно.

Действие жидких почвы

органических удобрений на химический состав при возделывании яровой пшеницы, опыты 20

Таблица 3 лугово-черноземной 5-2016 гг.

Вариант Кущение Восковая спелость Уборка

N-N03 Р2О5 К2О N-N03 Р2О5 К2О N-N03 Р2О5 К2О

2015 год

Контроль 4,20 115 218 1,84 118 216 1,60 118 212

50 т/га 13,3 122 216 8,60 120 213 8,40 124 213

100 т/га 21,4 112 218 12,8 124 215 12,3 118 213

150 т/га 32,6 118 235 20,1 128 226 19,4 126 224

200 т/га 39,4 115 249 21,6 130 239 21,6 125 237

250 т/га 45,0 125 250 26,0 132 242 25,8 123 239

300 т/га 50,3 115 264 27,2 128 254 27,4 118 252

2016 год

Контроль 5,80 142 221 6,70 126 212 3,80 122 219

50 т/га 10,8 143 229 11,0 140 215 13,3 127 227

100 т/га 11,0 161 238 11,0 150 221 13,5 152 218

150 т/га 24,4 169 238 16,0 158 240 15,7 150 238

200 т/га 26,1 197 242 19,0 192 250 16,6 186 244

250 т/га 43,6 204 250 22,6 199 250 17,4 189 256

300 т/га 48,1 210 275 26,2 205 260 18,8 219 256

Доза удобрения, т/га

Рисунок 2 - Зависимость содержание нитратов в лугово-черноземной почве в фазу кущения яровой пшеницы от доз жидкого навоза

Концентрация обменного калия в почве опытного участка находилось на очень высоком уровне и составляло в исследованиях более 212 мг/кг почвы во всех вариантах опыта. На содержание калия в почве жидкий навоз оказал существенное влияние (рис. 3). Установлено, что каждая тонна жидкого навоза увеличивает содержание обменного калия на 0,18 мг/кг.

О

и к

и =1 о

и

260,0 250,0 240,0 230,0 220,0 210,0 200,0

у = 0Л8х- 232 г = 0.87

50 100 150 200 250 Доза удобрения т/га

300

350

Рисунок 3 - Зависимость содержание обменного калия в лугово-черноземной почве в фазу кущения яровой пшеницы от доз жидкого навоза

Таким образом, внесение жидкого навоза существенно повышает содержание нитратов (с очень низкого до очень высокого уровня) и обменного калия - со среднего до высокого.

Изменения в соотношении усвояемых питательных элементов растениями оказывают соответствующее влияние на интенсивность биохимических процессов и органообразование, что в результате приводит к изменению структуры урожая. По мнению З.И. Журбицкого, «удобрения, внесенные в соотношении, рассчитанном на получение наилучшей структуры урожая, будут направлять соответствующим образом развитие растений, и содействовать получению соответствующей структуры урожая даже при неблагоприятных внешних условиях». Таким образом, оптимальные расчетные дозы удобрения превращаются в инструмент

создания наилучшей структуры урожая, при которой наблюдается самое экономное расходование элементов питания для создания единицы товарной продукции (цит. по [13]).

Оптимальное соотношение в урожае яровой пшеницы зерна к соломе 1:1,37-1:1,40 -именно при таком соотношении получена максимальная урожайность в опыте (табл. 4.). Этот показатель используется для расчета баланса элементов питания и составления системы удобрения в севообороте при планировании конкретных величин урожайности [12, 18-20].

Таблица 4

Влияние жидких органических удобрений на структуру урожая яровой пшеницы при возделывании на лугово-черноземной почве

Вариант Урожайность, т/га Соотношение зерна к соломе

зерна соломы

Контроль 1,71 5,34 1 1,52

50 т/га 2,05 5,89 1 1,49

100 т/га 2,13 5,99 1 1,39

150 т/га 2,34 6,76 1 1,42

200 т/га 2,44 6,98 1 1,40

250 т/га 2,46 6,44 1 1,37

300 т/га 2,59 5,34 1 1,52

Качество зерна сельскохозяйственных культур в значительной мере определяется условиями минерального питания. Влияние удобрений на традиционные показатели качества зависит от минерального фона, метеоусловий, уровня урожайности [4-6, 9, 14-16, 18]. Органические удобрения при рациональном их использовании оказывают положительное влияние на качество растениеводческой продукции, что нашло подтверждение и в данных исследованиях (табл. 5).

Таблица 5

Показатели качества зерна яровой пшеницы в зависимости от доз жидкого свиного навоза при возделывании на лугово-черноземной почве

Вариант Белок, % Клейковина, % Стекловидность, % Натура, г/л Масса 1000 зерен, гр.

Контроль 18,8 34,5 63 774 35,2

50 т/га 19,2 36,7 61 773 35,9

100 т/га 20,3 36,5 71 807 35,9

150 т/га 20,1 36,1 67 756 37,0

200 т/га 20,2 36,0 66 768 40,0

250 т/га 20,5 36,7 68 764 37,3

300 т/га 21,3 36,2 73 803 35,8

Исследования показали, что на увеличение содержания белка в значительной мере оказало влияние жидкого навоза, максимальное его содержание (20,5%) отмечено в варианте 250 т/га (в контрольном варианте 18,8%).

Содержание клейковины в зерне яровой пшеницы также увеличивается во все вариантах применения органических удобрений и составило 36-36,7%, при содержании в контрольном варианте 34,5%.

Стекловидность зерна яровой пшеницы по вариантам изменялась от 61 до 73 %. Применение удобрений привело к увеличению этого показателя.

Натура зерна является одним из важных показателей пшеницы для производства макаронных изделий, т.к. она в значительной степени определяет выход муки при размоле. Показатель натуры зерна в наших исследованиях изменялся разнонаправленно и составил в опыте 756-807 г/л, максимальное значение получено при внесении 100 т/га жидкого навоза.

Масса 1000 зерен увеличивалась в результате применения удобрений с 35,16 в контрольном варианте до 40,01 в варианте при внесении 200 т/га жидкого навоза.

Сумма изучаемых аминокислот в белке зерна яровой пшеницы изменяется разнона-правлено, при этом максимальное значение (9,06%) наблюдалось при внесении 150 т/га. Значительное увеличение доз до 250-300 т/га негативно повлияло на содержание аминокислот -оно уменьшилось до 8,22-7,26%.

В целом, значительное увеличение доз жидкого навоза негативно сказалось на аминокислотном составе белка пшеницы (табл. 6).

Таблица 6

Действие жидких органических удобрений на аминокислотный состав белка пшеницы яровой при возделывании на лугово-черноземной почве, %.

Аминокислота Вариант

Контроль 50 100 150 200 250 300

Содержание белка, % 18,8 19,2 20,3 20,1 20,2 20,5 21,3

Аргинин 0,67 0,67 0,62 0,68 0,66 0,63 0,60

Лизин 0,39 0,36 0,37 0,38 0,35 0,34 0,30

Тирозин 0,37 0,38 0,44 0,43 0,40 0,38 0,34

Фенилаланин 0,72 0,69 0,70 0,74 0,67 0,66 0,54

Гистидин 0,23 0,26 0,25 0,26 0,26 0,26 0,24

Лейцин + изолейцин 1,56 1,51 1,52 1,57 1,47 1,38 1,24

Метионин 0,23 0,33 0,23 0,22 0,24 0,23 0,23

Валин 0,55 0,54 0,54 0,56 0,52 0,50 0,43

Пролин 1,82 1,81 1,82 1,88 1,69 1,72 1,46

Треонин 0,45 0,41 0,41 0,40 0,39 0,40 0,35

Серин 0,76 0,79 0,75 0,79 0,76 0,71 0,64

Аланин 0,56 0,55 0,55 0,56 0,53 0,50 0,44

Глицин 0,58 0,57 0,55 0,59 0,54 0,51 0,45

Сумма аминокислот 8,89 8,87 8,75 9,06 8,48 8,22 7,26

Таким образом, применение жидкой фракции бесподстилочного свиного навоза увеличивало содержание нитратов под изучаемой культурой к фазе кущения с очень низкого уровня в варианте без удобрений до очень высокого - при дозе 100 т/га и выше и обменного калия со среднего до высокого. Содержание подвижного фосфора в почве при внесении жидкого навоза также увеличивалось, но значительно в меньшей степени, чем нитратного азота. Наивысшая урожайность яровой пшеницы от действия жидкого навоза сформировалась при внесении на лугово-черноземной почве лесостепи Западной Сибири 200 т/га жидкого навоза. Удобрение в целом положительно сказалось на качестве зерна.

Ссылки на источники:

1. Мерзлая Г.Е. Использование свиного навоза для удобрения сельскохозяйственных культур / Г.Е. Мерзлая, И В. Щеголева, М.В. Леонов. - М.: РАСХН, ВНИПТИОУ, 2012. -207 с.

2. Ермохин Ю.И. Применение органических удобрений в Западной Сибири: учеб. пособие / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко. - Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2008. - 124 с.

3. Параметры плодородия пахотных почв земель сельскохозяйственного назначения Омской области: монография / И.А. Бобренко, ЯР. Рейнгард, Ю.В. Аксенова, О.В. Нежевляк. - Омск: ЛИТЕРА, 2016. - 108 с.

4. Бобренко И.А. Эффективность опудривания семян микроэлементами ^п, 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.166-170.

5. Бобренко И.А. Эффективность разных приемов применения цинковых удобрений под яровую пшеницу в условиях Западной Сибири / И.А. Бобренко, Н.В. Гоман, Н.В. Шувалова // Омский научный вестник. - 2012. - №1 (104). - С.142-145.

6. Бобренко И.А. Эффективность обработки семян микроэлементами (Си, Мп, 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.

7. Бобренко И.А. Биоэнергетическая эффективность применения удобрений под озимую пшеницу в Западной Сибири / И.А. Бобренко, В.И. Попова, Н.В. Гоман // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2014. - №1(13). - С. 3-9.

8. Гоман Н.В. Влияние микроудобрений на структуру урожая озимой пшеницы / Н.В. Гоман, В.И. Попова, И.А. Бобренко // Вестник Красноярского ГАУ. - 2016. - №1. - С. 114117.

9. 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.

10. Попова В.И. Применение цинковых удобрений при возделывании озимой пшеницы на лугово-черноземной почве Западной Сибири / В.И. Попова // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2016. - №1 (21). - С. 57-64.

11. Эффективность применения микроудобрений под озимую пшеницу на лугово-черноземной почве Западной Сибири / И.А. Бобренко [и др.] // Плодородие. - 2011. - № 4. -С. 18-19.

12. Эффективность основного внесения цинковых удобрений под озимые зерновые культуры на лугово-черноземной почве Западной Сибири / И.А. Бобренко [и др.] // Омский научный вестник. - 2011. - № 1 (104). - С. 246-250.

13. Ермохин Ю.И. Сортовая диагностика минерального питания редиса: Монография / Ю.И. Ермохин, Е.Г. Бобренко, И.А. Бобренко. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2004. - 108 с.

14. Бобренко И.А. Оптимизация минерального питания кормовых, овощных культур и картофеля на черноземах Западной Сибири: автореф. дис. ... доктора с.-х. наук / И.А. Боб-ренко. - Тюмень, 2004. - 32 с.

15. Ермохин Ю.И. Оптимизация минерального питания сельскохозяйственных культур (на основе системы «ПРОД»): монография / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко. - Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2005. - 284 с.

16. Ермохин Ю.И. Система почвенно-растительной оперативной диагностики минерального питания сельскохозяйственных культур / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2016. - №4 (7). - С. 4.

17. Почвенная диагностика минерального питания растений овощных культур и картофеля / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, Л.М. Лихоманова, Н.К. Трубина, Е.Г. Бобренко // Состояние и перспективы развития садоводства в Сибири: материалы II Национальной

науч.-практич. конф. посвящ. 85-летию плодового сада Омского ГАУ имени профессора А.Д. Кизюрина (7-9 декабря 2016 годаА 2016. - С. 39-47.

18. Склярова М.А. Влияние цинковых удобрений на содержание цинка в растениях кукурузы на лугово-черноземной почве Западной Сибири // Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. -2014. - Т. 2. - № 7. - С. 189-193.

19. Вынос элементов питания урожаем в условиях черноземов Омского Прииртышья / И.А. Бобренко, Л.М. Лихоманова, Н.К. Трубина, Е.Г. Бобренко // Вестник ОмГАУ. - 2004. -№3. - С. 29-36.

20. Ермохин Ю.И. Особенности химического состава кормовых и овощных культур в условиях Западной Сибири / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко // Омский научный вестник. -2003. - №3. - С. 180-182.

Nadezhda Shcherbina

Master's Degree Student FSBEI HE Omsk SA U, Omsk

Alexander Filippov

Master's Degree Student FSBEI HE Omsk SA U, Omsk

Optimizing the Use of Pig Paddling Manure during the Cultivation of Spring Wheat in

Meadow-Chernozem Soil

Abstract. On meadow-chernozem soil of forest-steppe of the Omsk region conducted research on applying liquid swine manure in the cultivation of spring wheat. The highest yield was formed during the making of 200 t/ha of liquid manure. Fertilizer generally had a positive impact on the quality of the grain. The application of liquid fraction liquid swine manure increased the content of nitrate nitrogen in the soil to the phase of tillering with a very low level in the absence of fertilizer to very high with the dose of 100 t/ha and above, and exchangeable potassium from medium to high. The content of mobile phosphorus in the soil when spreading slurry increased slightly. Key words: manure, spring wheat, yield, fertilization, quality.