Нанопорошки металлов-микроэлементов для повышения урожайности и качества свеклы кормовой

мой в рационе питания человека а-линоленовой кислоты 46,9-60,9% (табл. 4).

Отмечено, что внесение удобрений по вариантам опыта способствовало уменьшению суммы насыщенных жирных кислот и увеличению суммы ненасыщенных жирных кислот в льняном масле.

На вариантах полного комплекса минеральных удобрений (варианты 3 и 4) снижение насыщенных жирных кислот и увеличение ненасыщенных жирных кислот составило 2,1-2,5% относительно нулевого уровня (варианты 1 и 2). Такая же тенденция изменения состава жирных кислот льняного масла

наблюдается варианте 6 (4,1-4,8%) относительно варианта 1. Известкование незначительно повлияло на жирно-кислотный состав масла.

Таким образом, при соблюдении севооборота и внесении полного комплекса минеральных и органических удобрений получены высокие урожаи льна по волокну (18,5-18,9 ц/га) и по семенам (7,9-8,3 ц/га). В семенах содержание белка составило 16,9-19,5%, липидов - 33,5-39,4%. Показатели кислотного и перекисного чисел льняное масло соответствует стандартам качества.

Литература

1. Поздняков Б.А., Рожмина Н.Ю., Великанова И.В. Перспективы технической модернизации льноводства // Агропродовольственная политика России, 2015, № 4(16). - С. 32-34.

2. Белопухов С.Л. Захаренко А.В., Корсун Н.Н., Фокин А.В. и др. Защитно-стимулирующие комплексы в льноводстве: монография. - М.: ИКАР, 2008. - 240 с.

3. Belopukhov S.L., Grishina E.A., Dmitrevskaya I.I., Lukomets V.M., Uschapovsky I.V. Effect of humic-fulvic complex on flax fiber and seed yield characteristics // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии, 2015, № 4. - С. 71-81.

4. Дмитревская И.И., Калабашкина Е.В., Белопухов С.Л., Прохоров И.С., Попова Г.А. Применение биорегуляторов на льне-долгунце (Linum usitatissimum l.) торта ТОСТ 5 // Проблемы агрохимии и экологии, 2015, № 3. - С. 34-38.

5. Белопухов С.А., Дмитриевская И.И., Прохоров И.С., Григораш А.И. Влияние биопрепарата Флоравит на рост, развитие и урожайность льна-долгунца // Агрохимический вестник, 2014, № 6. - С. 28-30.

6. Белопухов С.Л., Дмитревская И.И., Лукомец В.М. Исследование химического состава отходов льно- и пенькопроизводства // Вестник РАСХН, 2016, № 6. - С. 59-61.

7. Belopuhov S.L., Dmitriev L.B., Dmitrieva V.L., Dmitrevskaj I.I. Influence of biostimulators on structure of fat acids of linen oil // Izvestiya of ТАА, 2010, issue 7. - РР. 171-175.

8. Белопухов С.Л., Жевнеров А.В., Калабашкина Е.В., Дмитревская И.И. Определение микроэлементного состава продукции льноводства // Бутлеровские сообщения, 2012, Т. 32, № 10. - С. 72-75.

9. Дмитревская И.И., Степанова Д.С., Белопухов С.Л., Мазиров М.А. Урожайность льна-долгунца в длительном полевом опыте // Земледелие, 2016, № 7. - С. 42-45.

10. Едимечева И.П., Сосновская А.А., Шадыро О.И. Химический состав и окислительная стабильность льняного масла // Пищевая промышленность: наука и технологии, 2013, № 4 (22). - С. 99-106.

УДК 631.811.94

НАНОПОРОШКИ МЕТАЛЛОВ-МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА СВЕКЛЫ КОРМОВОЙ

А.А. Назарова, к.б.н., С.Д. Полищук, д.т.н.

Рязанский ГАТУ им. П.А. Костычева, e-mail: Nanocentr-APK@yandex.ru

Представлены результаты исследований на свекле кормовой «Эккендорфская желтая», проведенные в 2014-2016 гг. в условиях Рязанского района Рязанской области. Показано влияние биологически активных препаратов на основе нанопорошков металлов железа, кобальта, меди, а также их сочетаний на физиологические, биохимические и продуктивные показатели растений свеклы в полевых условиях. Для всех нанопорошков использовали оптимальную концентрацию (0,1 г) препарата на гектарную норму высева семян, определенную в лабораторных условиях. Лучший результат наблюдался при использовании препарата с нанопорошком кобальта (НП Со) - урожайность корнеплодов увеличилась на 25,8 ц/га, или на 30,2% относительно контроля.

Ключевые слова: свекла кормовая, нанопорошки железа, кобальта, меди, урожайность, качество.

NANOPOWDERS OF MICROELENT METALS FOR FODDER BEET QUALITY AND YIELD INCREASE

Ph.D. A.A. Nazarova, Dr.Sci. S.D. Polishchuk

Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev, e-mail: Nanocentr-APK@yandex.ru

The presents results of investigations on beet fodder «Ekkendorfskaya yellow», held in 2014-2016 in the context of the Ryazan region. It shows the influence of biologically active preparations on the basis of nanopowders of metals of iron, cobalt, copper and their combination on the physiological, biochemical and productive indexes of the beet plants in the field. All nanopowders were used the optimal concentration (0.1 g) per hectare norm of seeding determined in laboratory conditions. The best result was observed when using the drug with cobalt na-nopowder (NP Co) - increased the root yield of 25.8 C/ha or 30.2% relative to the control.

Keywords: beet fodder, nanopowders of iron, cobalt, copper, yield, quality.

Корнеплоды - ценные источники сочного корма для сельскохозяйственных животных, особенно в зимний стойловый период. По пищевой ценности среди кормовых корнеплодов одной из главных является свекла, обеспеченная сахарами и витаминами, ее урожайность может достигать 150 ц/га. Высокое кормовое достоинство имеет и ботва корнеплодов, благодаря повышенному содержанию белка и каротина [1]. Семена свеклы туго прорастают, и ускорение данного процесса с помощью микроэлементов может стать важным элементом интенсивной технологии возделывания свеклы [2].

Известно, что железо необходимо для фотосинтеза, дыхания растений и для углеводного обмена [3], медь является частью важнейших окислительных ферментов (полифенолоксидазы, аскорбиноксидазы, лакказы и дегидрогеназы бутил-коферментаА), а также участвует в фотосинтезе, дыхании, обмене углеводов, восстановлении и фиксации азота, метаболизме протеинов и клеточных стенок [4, 5]. В ряде исследований [6-8] показано положительное влияние кобальта на ускорение развития растений, увеличение урожая сельскохозяйственных культур, а также на повышение их засухоустойчивости.

Традиционно в качестве источников микроэлементов (медь, кобальт, молибден, марганец, железо и др.) используют минеральные соли - сульфаты, хлориды, карбонаты, нитраты. Но эти соединения проявляют свои положительные свойства при небольших дозах, а их избыток может привести к снижению и даже гибели урожая. Поэтому возросла необходимость поиска альтернативных форм источников микроэлементов. Мониторинг разработанных нанотехнологических процессов и нанома-териалов подтверждает, что применение нанопре-паратов в растениеводстве обеспечивает повышение устойчивости к неблагоприятным факторам и увеличению выхода готовой продукции [9, 10].

В Центре наноматериалов и нанотехнологий для АПК при ФГБОУ ВО РГАТУ проводят исследования биологической активности наноматериалов различной природы и разработки на их основе стимуляторов роста и микроудобрений с учетом особенностей сельскохозяйственных культур [11, 12].

Цель исследования - изучение влияния препаратов, содержащих наночастицы железа, кобальта и меди, а также и их сочетаний на показатели роста и развития растений, урожайность, структуру урожая и химический состав свеклы кормовой.

Материалы и методы исследований. Опыт проведен на агротехнологической станции РГАТУ, п. Стенькино Рязанского района Рязанской области в 2014-2016 гг. Землепользование хозяйства расположено в зоне распространения темно-серых лесных почв, наиболее распространенных в южной Нечерноземной зоне. Содержание гумуса в пахотном слое до 3,8%. Реакция почвенного раствора слабокислая (рНка 5,4). Обеспеченность подвижным фосфором 151 мг/кг и калием 129 мг/кг почвы. Плотность почвы 1,2 г/см. Водопрочные агрегаты составляют 50-60%. В целом погодные условия благоприятствовали росту и развитию свеклы кормовой. Агротехнику проводили в соответствии с областными рекомендациями. Предшественник -черный пар. Объект исследования - свекла кормовая сорта «Эккендорфская желтая».

В опыте использовали мелкодисперсные однородные порошки без посторонних включений, с чистотой 99,98%, произведенные в НИТУ «МИСиС»: нанопорошок железа (НП Fe), кобальта (НП Со) и меди (НП Си). Средний размер частиц составляет 20-40 нм. Для создания биологически активной ультрадисперсной системы суспензию металлов подвергали ультразвуковой обработке в водной среде. Норма расхода суспензии наночастиц металлов при обработке семян составила 0,1 г на гектарную норму высева. Повторность опыта трехкратная. Посевная площадь делянки составляет 26 м2, уборочная - 20 м2. Расположение вариантов систематическое. Посев семян свеклы кормовой проводили в середине мая 2014-2016 гг.

Результаты. Предпосевная обработка семян нанопрепаратами на вариантах НП Со и НП Со+Си повысила полевую всхожесть семян на 10-15% относительно контроля. Другие варианты не дали достоверной разницы. В фазе начала смыкания рядков была определена площадь листовой поверхности растений свеклы (табл. 1).

вышению максимально на 25,8 ц/га (при НП Со), или на 30,2% относительно контрольного значения.

После уборки в корнеплодах свеклы было проанализировано содержание веществ, определяющих ее пищевую и энергетическую ценность (табл. 2). В кормовой свекле основным сахаром является сахароза (80-90%), также присутствует мальтоза (12%) и моносахариды глюкоза и фруктоза. Углеводы являются главным продуктом фотосинтеза и основным дыхательным материалом, поэтому анализ их количества может свидетельствовать о влиянии нанопрепаратов на процессы биосинтеза. Использование нанопрепаратов во всех вариантах привело к увеличению суммы сахаров: максимально при НП железа (+2,3%) и НП кобальта (+2,7%). Содержание витамина С на всех вариантах превышало контроль, причем наиболее ощутимый эффект наблюдался при использовании НП железа (+15,2%) и смеси нанопорошков кобальта и меди (+18,5%). Содержание каротина в корнеплодах также превышало контроль.

Таким образом, предпосевное замачивание семян свеклы кормовой нанопрепаратами оказало значительное влияние на метаболические процессы роста и развития растений и корнеплодов, причем по сумме всех изучаемых показателей наиболее эффективное действие показал препарат на основе нанопорошка кобальта.

2. Урожайность и качество свеклы кормовой под влиянием нанопрепаратов

Вариант Урожайность ботвы, ц/га Урожайность корнеплодов, т/га Сумма сахаров от сырого вещества, % Витамин С, мг/100 г Провитамин А (каротин), мг/100 г

1. 69,8 ± 0,14 85,4 ± 0,43 12,2 ± 0,01 9,2 ± 0,2 0,017 ± 0,0003

2. 75,4 ± 0,10 84,0 ± 0,28 13,1 ± 0,05 9,8 ± 0,4 0,021 ± 0,0004

3. 91,9 ± 0,42 111,2 ± 0,30 14,9 ± 0,04 9,9 ± 0,3 0,019 ± 0,0001

4. 78,8 ± 0,11 91,5 ± 0,41 14,5 ± 0,02 10,6 ± 0,2 0,015 ± 0,0007

5. 71,3 ± 0,12 87,6 ± 0,52 13,4 ± 0,06 9,5 ± 0,3 0,018 ± 0,0003

6. 84,2 ± 0,18 109,9 ± 0,21 13,8 ± 0,03 10,9 ± 0,5 0,022 ± 0,0002

НСР05 4,1 5,3 - - -

Литература

1. Третьяков Н.Н., Ягодин Б.А., Туликов А.М. Агрономия. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 480 с.

2. Кубеев Е.И., Смелик В.А. Технологии и технические средства по предпосевной обработке семян сельскохозяйственных культур. Монография. - Санкт-Петербург: СПбГАУ, 2011. - 209 с.

3. Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения. - М.: Химия, 1965. - 332 с.

4. Кабанов Ф.И. Микроэлементы и растения. - М.: «Просвещение», 1977. - 136 с.

5. Куцкир М.В., Назарова А.А., Полищук С.Д. Влияние различных форм микроудобрений на основе меди на физиологические, биохимические и продуктивные показатели яровой пшеницы / Сб.: Экология и природопользование: Избранные труды VII Международного симпозиума по фундаментальным и прикладным проблемам науки. - М.: РАН, 2012. - С. 135-152.

6. Яковлев П.А., Верниченко И.В., Большакова Л.С. Влияние обработки семян микроэлементами на урожайность яровых зерновых культур в условиях почвенной засухи // Агрохимический вестник, 2014, № 1. - С. 25-27.

7. Лукин С.В., Авраменко П.М., Корнейко Н.Л. Кобальт и молибден в почвах Белгородской области // Агрохимический вестник, 2008, № 2. - С. 10-12.

8. Тараканов Г.И., Мухин В.Д. Овощеводство: учебник для студентов Вузов / 2-е изд., перераб и доп. - М.: КолосС, 2003. - 472 с.

9. Федоренко В.Ф., Ерохин М.Н., Балабанов В.И. и др. Нанотехнологии и наноматериалы в агропромышленном комплексе: научное издание. - М.: «Росинформагротех», 2011. - 312 с.

10. Назарова А.А., Полищук С.Д., Чурилова В.В. Физиологические, биохимические и продуктивные показатели пивоваренного ячменя при использовании биологически активных наноматериалов // Сахар, 2017, № 1. - С. 22-25.

11. Polishchuk S.D., Nazarova A.A., Kutskir M.V., Churilov G.I. Nano-Materials and Composition on the Basis of Cobalt Nano-Particles and Fine Humic Acids as Stimulators of New Generation Growth // Journal of Materials Science and Engineering, 2014, № 2. -РР. 46-54.

12. Churilova V.V., Nazarova A.A., Polishchuk S.D. Influence of Biodrugs with Nanoparticles of Ferrum, Cobalt and Cuprum on Growth, Development, Yield and Phytohormone Status of Fodder and Red Beets // Nano Hybrids, 2017, Vol. 13. - PP. 149-155.

1. Площадь листовой поверхности свеклы кормовой под влиянием нанопрепаратов

Вариант Площадь листовой Отношение к

поверхности, тыс. м2/га контролю, %

1. Контроль - вода 30,8 ± 0,18 -

2. НП Си 31,5 ± 0,15 +2,3%

3. НП Со 36,9 ± 0,12 +19,8%

4. НП Fe 32,8 ± 0,10 +6,5%

5. НП Fe + Си 32,0 ± 0,08 +3,9%

5. НП Со + Си 34,2 ± 0,11 +11,0%

НСР05 1,58

Достоверная разница с контролем в изменении площади листовой поверхности наблюдалась на всех вариантах, кроме НП Си и НП Бе + Си. Лучший результат замечен при использовании нано-препарата с кобальтом (+19,8%). В конце вегетационного периода (сентябрь) были определены показатели урожайности свеклы (табл. 2).

При расчете продуктивности кормовой свеклы учитывали не только урожайность корнеплодов, но и урожайность ботвы, так как ее используют на корм скоту. Предпосевная обработка нанопрепаратами семян свеклы увеличила сбор ботвы с единицы площади в варианте 4 (НП Бе) на 12,9%, в варианте 6 - на 20,6%, но лучший результат наблюдался на варианте 3 (НП Со) - на 31,7%. Похожая динамика наблюдалась и при анализе урожайности корнеплодов свеклы. Нанопрепараты способствовали ее по-