Оптимизация применения свиного бесподстилочного навоза при выращивании ярового ячменя на лугово-черноземной почве

Щербина Н. И., Филиппов А. В. Оптимизация применения свиного бесподстилочного навоза при выращивании ярового ячменя на лугово-черноземной почве // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. -2017. -№2 (9) апрель - июнь. - URL http://e-journal.omgau.ru/images/issues/2017/2/00361.pdf. - ISSN 2413-4066

УДК 631.8

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 ярового ячменя на лугово-черноземной почве

Аннотация. В исследованиях на лугово-черноземной почве Омской области установлено положительное влияние жидкой фракции бесподстилочного свиного навоза на продуктивность ячменя. Наиболее эффективным было применение 200 т/га - прибавка урожая зерна составила 1,0 т или 35,09%. Также исследован химический состав удобрения и его влияние на плодородие почв, установлено, что при внесении навоза увеличивается содержание нитратного азота и обменного калия.

Ключевые слова: ячмень, навоз, плодородие, качество, урожайность.

Увеличение производства зерна является ключевой проблемой развития сельского хозяйства. В решении этой проблемы основную роль играют зерновые культуры, в числе которых определенное место занимает и ячмень [ 1, 2].

Рациональным приемом, способствующим повышению плодородия почвы и получению высоких урожаев ячменя хорошего качества, является применение удобрений, в частности и органических [3, 4].

Свиной навоз является ценным органическим удобрением, которое содержит в своей структуре массу полезных веществ, таких, как азот, калий, фосфор, и различные макро - и микроэлементы: магний, кальций, марганец, бор, медь, молибден, кобальт и др., причём в наиболее подходящих для питания растений соотношениях. Немалую ценность имеет и органическое вещество навоза. Именно оно является одним из источников образования гумуса и оказывает заметное положительное влияние на физико-механические свойства почвы -структуру, сложение, газообмен, водопроницаемость и т.д. При использовании свиного навоза усиливается биологическая активность почвы, в результате чего все процессы идут более интенсивно и в большем количестве, образуются доступные для растений питательные вещества. Наконец, вследствие разложения органического вещества навоза из почвы дополнительно выделяется значительное количество углекислого газа. Содержание его в приземном слое заметно увеличивается, а это приводит к улучшению условий воздушного питания и

усилению процесса фотосинтеза, то есть образования в листьях растений нового органического вещества за счёт энергии солнечного света [3, 4].

Зерновые культуры в условиях черноземных почв Западной Сибири проявляют высокую отзывчивость на улучшение условий минерального питания при применении различных удобрений [4-15].

Цель исследований - изучение влияния жидкой фракции свиного бесподстилочного навоза на продуктивность ярового ячменя и плодородие почв в условиях лесостепи Омской области.

Полевые опыты проводили в 2015-2016 гг. на лугово-черноземной маломощной сред-негумусовой тяжелосуглинистой почве с яровым ячменем сорта «Подарок Сибири» на опытном поле Омского ГАУ. Предшественником ячменя была вторая яровая пшеница после чистого пара. Содержание в почве перед посевом N-N03 - 7,42 - 8,24, Р2О5 - 112-118, К2О -284-385 мг/кг.

Опыт заложен в трехкратной повторности. Размещение вариантов систематическое. Агротехника - общепринятая в зоне. Лабораторные исследования проводились на кафедре агрохимии и почвоведения Омского ГАУ.

Жидкая фракция навоза является уникальным и ценным органическим удобрением. Одним из ключевых факторов успешного развития промышленного животноводства является эффективное использование органических удобрений на полях с целью снижения затрат на минеральные удобрения при выращивании сельскохозяйственных культур. При этом повышение экономической рентабельности животноводства напрямую зависит от эффективности работы системы применения органических удобрений [3, 4].

Современная система для вноса навоза должна отвечать следующим требованиям:

-минимальные затраты на внос;

-удобство в повседневной эксплуатации;

-эффективность и производительность;

-максимальная надежность.

Информация по определению качественного состава жидкого органического удобрения была получена после отбора жидкой фракции из лагун свинокомплексов в ООО «РУСКОМ-Агро» Омской области (табл. 1).

Таблица 1

Химический состав жидких органических удобрений на основе бесподстилочного навоза

Год Сухое вещество, % рН Органическое вещество, % Содержание элементов питания, %

Общий азот (К) Р2О5 К2О

2015 0,5 8,3 1,7 0,24 0,03 0,1

2016 0,8 8,05 1,4 0,23 0,012 0,17

В бесподстилочном навозе от 50 до 70% азота находится в растворенной форме, в которой он хорошо усваивается растениями в первый год. Остальное количество азотно-белковых соединений в последующие годы также становится доступным растениям по мере минерализации органического вещества. Содержащийся в жидком навозе фосфор органических соединений используется растениями лучше, чем фосфор минеральных удобрений. Калий в жидком навозе представлен исключительно в растворимой форме, и поэтому он легко усваивается растениями. Коэффициенты использования элементов питания из бесподстилочного навоза и его действие на урожайность культур в первый год выше, чем у подстилочного, а последействие - слабее. Из данных следует, например в 2016 году со 100 т жидкого навоза вноситься 230 кг азота, фосфора 12 кг и калия 170 кг. Жидкий навоз в основном является азотно-калийным удобрением [4].

При изучении влияния навоза на урожайность зерна ячменя установлено, что во всех

вариантах получены достоверные прибавки урожая (табл. 2).

Ячмень в условиях эксперимента за вегетацию сформировал урожай в среднем за годы исследований без внесения удобрений 2,85 т/га, при внесении удобрений 3,29-3,85 т/га. Наиболее эффективной дозой было внесение 200 т/га - прибавка урожая составила 1,0 т или 35,1%. Увеличение дозы до 250 и 300 т/га было менее эффективно - наблюдалось некоторое снижение урожайности (рис. 1).

Таблица 2

Действие жидкого свиного навоза на урожайность зерна ячменя при возделывании на лугово-черноземной почве, опыты 2015-2016 г.

Вариант Урожайность, т/га Прибавка

2015 г. 2016 г. Средняя т/га %

Контроль 2,23 3,47 2,85

50 т/га 2,48 3,78 3,13 0,28 9,82

100 т/га 2,74 3,83 3,29 0,44 15,3

150 т/га 2,95 3,85 3,40 0,55 19,3

200 т/га 2,92 4,78 3,85 1,00 35,1

250 т/га 2,84 4,50 3,67 0,82 28,8

300 т/га 2,70 4,29 3,50 0,65 22,6

НСР05 0,18 0,24

50 100 150 200 250 300 350 Доза удобрения, т/га

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

Окупаемость 1 тонны удобрения при этом была максимальной в варианте 50 т/га и составила 5,7 кг зерна ячменя, минимальной - при внесении 300 т/га - 2,2 кг зерна.

Таким образом, наивысшая урожайность при исследовании действия удобрения сформировалась при внесении 200 т/га жидкого навоза.

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.

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

Таблица 3

Действие жидких органических удобрений на химический состав лугово-черноземной почвы при возделывании ячменя по фазам развития, опыты 2015-2016 гг.

Вариант Кущение Восковая спелость Уборка

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

2015 год

Контроль 6,84 132 264 4,00 110 262 3,50 135 262

50 т/га 14,6 134 261 11,2 115 260 10,6 125 260

100 т/га 26,4 135 262 16,4 124 261 15,3 130 260

150 т/га 34,8 128 276 22,8 125 274 20,6 110 276

200 т/га 41,4 118 280 25,0 128 276 22,4 105 276

250 т/га 47,2 110 277 27,1 130 275 27,0 135 273

300 т/га 52,4 122 279 32,4 132 276 31,3 138 274

2016 год

Контроль 11,7 120,7 236,1 5,8 130,7 221,9 4,3 113,9 243,8

50 т/га 14,3 141,9 253,5 8,3 143,3 231,3 13,8 114,3 246,9

100 т/га 19,1 145,3 263,9 9,8 151,1 240,6 15,0 118,4 253,1

150 т/га 29,1 153,6 302,1 13,1 158,0 256,3 15,5 124,4 275,0

200 т/га 37,0 175,7 312,5 18,5 185,0 278,1 17,1 126,3 290,6

250 т/га 52,0 208,5 322,9 22,0 219,7 290,6 18,7 173,0 309,4

300 т/га 52,6 228,9 336,8 22,2 234,7 478,1 18,9 229,8 325,0

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

При математической обработке данных установлено, что каждая тонна жидкого навоза увеличивает содержание нитратного азота на 0,15 мг/кг (рис. 2). Зная данный показатель можно рассчитывать дозу навоза под плановый урожай или учитывая оптимальные уровни

Доза удобрения, т/га

Рисунок 2 - Зависимость содержание нитратного азота в лугово-черноземной почве в фазу кущения зерновых культур от доз жидкого навоза

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

Содержание подвижного фосфора в почве при внесении жидкого навоза также увеличивалось, но значительно в меньшей степени, чем нитратного азота. В целом в опыте оно находилось на повышенном уровне.

Концентрация обменного калия в почве опытного участка находилось на очень высоком уровне и составляло в исследованиях более 212 мг/кг почвы на всех вариантах опыта. На содержание калия в почве жидкий навоз оказал существенное влияние (рис. 3).

Доза удобрения т/га

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

Установлено, что каждая тонна жидкого навоза увеличивает содержание обменного калия на 0,18 мг/кг. В течение вегетации уровень содержания обменного калия изменяется незначительно и находится на очень высоком уровне.

Таким образом, внесение жидкого навоза существенно повышает содержание нитратного азота (с очень низкого до очень высокого уровня) и обменного калия.

Актуальным является изучение влияния уровня минерального питания на качество продукции ячменя. Именно качество свидетельствует о технологической пригодности продукции для использования в разных отраслях сельскохозяйственного производства, также существенно определяет ее стоимостное выражение [1, 5-9].

По химическому составу и соотношению питательных веществ зерно зерновых культур имеет ряд безусловных достоинств. Оно содержит большое количество веществ необходимых для жизни человека. Основным из них, определяющими ценность зерна являются белки и углеводы.

Полноценность белков определяется качеством белка, т.е. аминокислотным составом. Всего в состав белков входит 20 аминокислот. Среди них большое значение имеет определение незаменимых аминокислот, которые не могут синтезироваться в организме человека и животных. Это триптофан, фенилаланин, метионин, лизин, валин, треонин, изолейцин, лейцин, цистин. Из них 4 критические или лимитирующие они чаще всего ограничивают рост и развитие животных, к ним относятся: треонин, метионин, цистин, лизин. К условно незаменимым кислотам относятся аргинин и гистидин.

Содержание сырого протеина и общего азота в зерне ячменя при внесении жидкого навоза до 150 т/га имеет тенденцию к увеличению, затем снижается. Массовая доля сырого

жира и сырой клетчатки в опыте варьировала разнонаправлено, изменения не имели четкой закономерности (табл. 4).

Таблица 4

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

Вариант Массовая доля, % Содержание общего азота, %

сырого протеина сырого жира сырой клетчатки

Контроль 18,0 1,73 3,6 2,88

50 т/га 18,3 1,73 3,5 2,92

100 т/га 18,4 1,73 3,9 2,94

150 т/га 18,5 1,70 3,8 2,96

200 т/га 17,9 1,76 3,8 2,87

250 т/га 17,6 1,69 3,6 2,81

300 т/га 18,0 1,68 3,9 2,77

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 [16-25].

Исследования показали, что оптимальное соотношения урожая яровой пшеницы зерна к соломе 1:1,37-1:1,40 именно при таком соотношении получено максимальная урожайность в опыте (табл. 5). Соответствующий показатель для ячменя 1:1,18-1:1,22. Данный показатель необходим для расчета баланса элементов питания и составления системы удобрения в хозяйстве при планировании конкретных величин урожайности.

Таблица 5

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

Вариант Урожайность, т/га Соотношение

зерна соломы зерна к соломе

Контроль 2,23 2,73 1 : 1,22

50 т/га 2,48 2,96 1 : 1,19

100 т/га 2,74 3,25 1 : 1,19

150 т/га 2,95 3,61 1 : 1,22

200 т/га 2,92 3,46 1: 1,18

250 т/га 2,84 3,30 1 : 1,16

300 т/га 2,23 2,73 1 : 1,22

Таким образом, при изучении применения жидкой фракции свиного навоза на луго-во-черноземной почве наиболее эффективной была доза 200 т/га. Установлено, что навозное удобрение положительно влияет на плодородие почвы и качество зерна.

Ссылки на источники:

1. Аниськов Н.И. Яровой ячмень в Западной Сибири (селекция, семеноводство, сорта): монография / Н.И. Аниськов, П.В. Поползухин. - Омск: ООО «Вариант-Омск», 2010. -388 с.

2. Поползухин П.В. Новый среднеспелый сорт ярового кормового ячменя Подарок Сибири / П.В. Поползухин, Н.И. Аниськов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 10 (132), 2015. - 4 с.

3. Агроэкологические основы и технологии использования бесподстилочного навоза / Г.Е. Мерзлая, М.Н. Новиков, А.И. Еськов, С И. Тарасов - М.: РАСХН, ВНИПТИОУ, 2006. -463 с.

4. 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.

5. 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.

6. 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.170-173.

7. Бобренко И.А. Эффективность применения минеральных удобрений при возделывании гибридов кукурузы в условиях Северного Казахстана/ И.А. Бобренко, В.М. Красниц-кий, Э.Е. Кантарбаева // Плодородие. - 2014. - №5 - С.16-17.

8. Болдышева Е.П. Эффективность обработки семян медью, цинком и марганцем при возделывании озимой ржи на лугово-чернозёмной почве в условиях Западной Сибири / Е.П. Болдышева, И.А. Бобренко, Н.В. Гоман // Омский научный вестник. - 2015. - №1(138) - С. 142-144.

9. 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.

10. Ермохин Ю.И. Кукуруза на зерно в Сибири / Ю.И. Ермохин, М.А. Склярова // Плодородие. - 2007. - № 3. - С. 32.

11. Ермохин Ю.И. Оптимизация минерального питания кормовых, овощных культур и картофеля на основе системы «ПРОД» / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко // Вестник ОмГАУ. -2004. - №3. - С.43-55 .

12. 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.

13. Ермохин Ю.И. Оптимизация питания и эффективность применения цинковых удобрений под кукурузу на зерно в условиях лесостепи Омской области / Ю.И. Ермохин, М.А. Склярова // Вестник Бурятской ГСХА им. В.Р. Филиппова. - Улан-Удэ, 2007. - Вып. ГУ(9). - С. 39-45.

14. 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.

15. 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.

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

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

18. Бобренко И.А. Биоиндикация и биотестирование в исследованиях экосистем: учеб. пособие / И.А. Бобренко, О.П. Баженова, Е.Г. Бобренко. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2004. - 116 с.

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. 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.

21. 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.

22. Михальская Н.В. Диагностика минерального питания, величины и качества урожая

сена костреца безостого на лугово-черноземной почве Западной Сибири: Дис.....канд. с.-х.

наук: 06.01.04.- Омск, 2003. - 156 с.

23. 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 года), 2016. - С. 39-47.

24. 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.

25. Склярова М.А. Эффективность различных приемов применения цинка под кукурузу на лугово-черноземной почве Омской области / М.А. Склярова // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2014. - №1 (13). - С. 28-31.

Nadezhda Shcherbina

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

Alexander Filippov

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

Optimization of Application of Liquid Swine Manure in the Cultivation of Spring Barley

on Meadow-Chernozem Soil

Abstract: studies on meadow-chernozem soil of the Omsk region the positive influence of the liquid fraction of pig slurry liquid on the product efficiency of barley. The most effective was the application of 200 t/ha - an increase of grain yield was 1.0 t or 35.1 per cent. Also investigated the chemical composition of fertilizer and its effect on soil fertility, it was found that spreading of manure increases the content of nitrate nitrogen and potassium exchange. Key words: barley, manure, fertility, quality and productivity.