Влияние минеральных удобрений и дефеката на урожай и качество семян расторопши пятнистой в условиях юга Украины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние минеральных удобрений и дефеката на урожай и качество семян расторопши пятнистой в условиях юга Украины

В. В. Гамаюнова, А. В. Дёмин

Николаевский национальный аграрный университет, Николаев, Украина

Целью исследований являлось изучение влияния на продуктивность расторопши пятнистой разных фонов питания (без удобрений, минеральное удобрение, органическое удобрение (дефекат) в дозах 5 и 10 т/га отдельно и в сочетании с минеральным) на различных фонах увлажнения (без полива, капельное орошение). Установлено, что в вариантах без полива при внесении минерального удобрения прирост урожая семян в среднем за два года исследований составил 0,16 т/га, или 46 %, при внесении дефеката в дозе 5 т/га - 0,14 т/га и 40 %, в дозе 10 т/га - 0,20 т/га и 57 % соответственно; при совместном внесении минерального удобрения и 5 т/га дефеката семян расторопши сформировалось больше на 0,21 т/га, или на 60 %, при внесении 10 т/га дефеката - на 0,15 т/га и 43 % соответственно. Максимальную урожайность семян (1,42 т/га) получили при орошении и совместном применении дефеката (10 т/га) и минерального удобрения, прирост урожайности от удобрений составил 0,59 т/га, или 71 %, от совместного влияния удобрения и орошения - 0,92 т/га и 263 % соответственно. Орошение увеличило урожайность семян расторопши на 218-284 %, а совместное действие удобрений и орошения привело к увеличению урожайности на 309-406 %. Под влиянием фона питания, погодных условий в годы исследований количество образованных корзинок на одном растении изменялось в среднем от 4,9 до 5,8 в вариантах без полива и от 7,8 до 8,7 при капельном орошении. Созданный путем применения удобрений фон питания увеличивает содержание жира с 28,4 до 29,2-30,2 % в вариантах без полива и с 27,9 до 28,7-29,8 % при капельном орошении; содержание протеина - с 24,7 до 27,4 % без полива и с 26,8 до 29,3 % на фоне орошения.

Ключевые слова: расторопша пятнистая, дефекат, минеральные удобрения, урожайность семян, качество семян, фон питания.

V. V. Gamayunova, A. V. Demin

Mykolayiv State Agrarian University, Mykolayiv, Ukraine

mineral fertilizer and defecate impact on the yield and quality of milk THISTLE SEEDS in the south of ukraine

The aim of the research is to investigate the influence of different nutritional (without fertilizers, mineral fertilizer, organic fertilizer (defecate) by the dose of 5 and 10 t/ha separately and in combination with mineral one) and watering (without irrigation, drip irrigation) backgrounds on milk thistle productivity. It was established that in average for two years of the research in the variants without irrigation the applying of mineral fertilizers provided yield increase of seeds by 0.16 t/ha, or 46 %; the applying of defecate by the dose of 5 t/ha - 0.14 t/ha, or 40 %; by the dose of 10 t/ha - 0.20 t/ha, or 57 %, respectively. At the joint applying of mineral fertilizer and 5 t/ha of defecate, the yield of milk thistle seeds was greater by 0.21 t/ha, or 60 %; at the applying of 10 t/ha of defecate - by 0.15 t/ha, or 43 %. Maximal seed yield (1.42 t/ha) was obtained under irrigation and joint applying of defecate (10 t/ha) and mineral fertilizer, the yield increase from fertilizers was 0.59 t/ha, or 71 %, from the joint effect of fertilizers and irrigation - 0.92 t/ha, or 263 %, respectively. Irrigation increased seed yield of milk thistle by 218-284 %, and joint effect of fertilizer and irrigation led to yield increasing by 309-406 %. By the influence of nutritional background and weather conditions in the research years the quantity of formed heads per one plant varied in average from 4.9 to 5.8 in the variants without irrigation and from 7.8 to 8.7 under drip irrigation. The nutritional background created by applying fertilizers increases fat content from 28.4 to 29.2-30.2 % in the variants without irrigation and from 27.9 to 28.7-29.8 under drip irrigation; protein content - from 24.7 to 27.4 % without irrigation and from 26.8 to 29.3 % under irrigation.

Keywords: milk thistle, defecate, mineral fertilizers, seed yield, seed quality, nutritional background.

Введение

расторопша пятнистый дефекат увлажнение

Известно, что расторопша пятнистая (Silybum marianum (L.) gaertn) является перспективной лекарственной культурой, требующей теплого и влажного климата. Родина этой культуры - южная атлантическая Европа. Несмотря на известные целебные свойства, в засушливых условиях юга Украины расторопшу до настоящего времени практически не возделывали. Спрос на ценное лекарственное сырье расторопши пятнистой в последние годы возрастает как на мировом, так и внутреннем рынке. Используют ее и как ценную кормовую культуру. Шрот, полученный при производстве масла, является качественным кормом с высоким содержанием жиров и флаволигнинов, что значительно увеличивает диапазон использования расторопши в сельском хозяйстве.

В этой связи увеличение производства расторопши пятнистой и выделение ее в культуру на юге Украины в качестве лекарственного и хозяйственно ценного растения являются актуальными.

Цель и задачи исследования заключаются в адаптации влаголюбивого растения расторопши к засушливым условиям южной степи Украины; определении зависимости формирования продуктивности расторопши пятнистой от условий возделывания: без полива и на капельном орошении, при применении дефеката в качестве удобрения. Очень важно основные технологические приемы возделывания культуры изучать в условиях конкретной зоны [1].

Известно, что при переработке сахарной свеклы в качестве отхода накапливается дефекат, который можно использовать для удобрения сельскохозяйственных культур. Влияние дефеката на плодородие почв и продуктивность отдельных сельскохозяйственных культур достаточно широко изучено [2-4]. Вместе с тем большинство исследований с дефекатом проведено на разных типах почв, преимущественно в свеклосеющих районах и при использовании прежде всего под сахарную свеклу. Предыдущими опытами установлено, что систематическое внесение минеральных удобрений без органических, и особенно в повышенных дозах, в зерно-свекловичных севооборотах приводит к подкислению почв. Как известно, при повышенной кислотности коэффициенты использования элементов питания, содержащихся в почве и удобрениях, существенно снижаются, что способствует уменьшению урожайности и ухудшению качества сельскохозяйственных культур. Вследствие этого, а также в связи с экономической ситуацией отходы сахарных заводов в земледелии практически не используют на почвах, имеющих повышенную кислотность, несмотря на полученные данные исследований, которые подтверждают их эффективность [5, 6].

Вместе с тем в последние годы имеют место значительное ухудшение плодородия почв, их физико-химических свойств и структуры, снижение содержания гумуса и основных элементов питания. Связано это прежде всего с нарушением основных законов земледелия, несоблюдением чередования сельскохозяйственных культур в севооборотах и возврата NPK, т. е. закона сохранения плодородия. Удобрений применяется все меньше и меньше, особенно это касается органических: традиционного навоза нет в наличии, так как резко сократилось поголовье животных. В этой связи внимания заслуживают нетрадиционные виды удобрений, внесение которых положительно сказывается на сохранении плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур. Одним из таких удобрений является дефекат. В Николаевской области функционирует Засельский сахарный завод, который располагает значительным количеством этого удобрения. Широкого применения на юге Украины дефекат пока еще не нашел, к тому же его никогда не использовали при возделывании такого лекарственного растения, как расторопша пятнистая.

Материалы и методы исследования

Объект исследований - процессы роста, развития и формирования урожайности семян расторопши. Исследования с расторопшей пятнистой (сорт Панацея) проведены в течение 2013-2014 гг. на черноземе южном. В слое почвы 0-30 см содержалось гумуса (по Тюрину - Кононовой) 3,2 %, подвижных форм азота (нитратного и аммонийного) - 24,2 мг/кг, подвижного фосфора (по Мачигину) - 61,3 мг/кг, обменного калия - 374 мг/кг, рН водное - 7,3.

Среднесуточная многолетняя температура воздуха в зоне проведения исследований составляет 9,8 °С, относительная влажность воздуха - 73 %, годовая сумма осадков - 441 мм, ГТК - 0,5-0,7. В годы исследований среднесуточная температура воздуха составила 11,7 °С (в 2013 г.) и 11,3 °С (в 2014 г.). В 2013 г. она значительно превышала среднемноголетние показатели: в мае составила 20,7 °С, в июне - 23,0 °С, в июле - 23,2 °С, в августе - 24,2 °С при многолетних данных соответственно 16,0; 19,9; 21,9 и 21,3 °С. В 2014 г. в сравнении со среднемноголетними показателями температура воздуха была выше в марте, апреле, августе и сентябре.

Сумма осадков за 2013 г. составила 342,4 мм, а за 2014 г. - 363,5 мм. Однако в период формирования и налива семян в 2013 г. их практически не выпадало, а в следующем, 2014 году обеспеченность осадками в критический период развития, как и относительная влажность воздуха, была значительно более благоприятной.

Полевой опыт был заложен на Октябрьской сортоисследовательской станции, расположенной в черте г. Николаева (Николаевский район Николаевской области). Опыт двухфакторный. Фактор А - фон питания: без удобрений (контроль); полное минеральное удобрение - N60P60K60 кг д. в./га (оптимальная рекомендованная доза); органическое удобрение (дефекат) в дозах 5 и 10 т/га как отдельно, так и в сочетании с полным минеральным удобрением. Фактор В - фон орошения: без полива, капельное орошение.

Влажность почвы орошаемого участка до начала формирования корзинок поддерживали на уровне 70 % НВ, в последующий период вегетации до плодообразования - на уровне 75 % НВ, после чего поливы прекращали. Оросительная норма в 2013 г. составила 3400 м3/га, в 2014 г. - 2250 м3/га.

В качестве органического удобрения использовали дефекат Засельского сахарного завода с массовой долей сухого вещества 99,51 %, золы - 67,0 %, органического вещества - 33,0 %. В дефекате содержалось общих форм азота 0,056 %, фосфора - 0,19 %, калия - 0,08 %, углерода - 1,33 %, кальция (СаСО3) - 77,9 %, магния (MgCO3) - 2,53 %. рН водное дефеката - 7,95. Анализ дефеката выполнен по утвержденным методикам в лаборатории органических удобрений и гумуса национального научного центра «Институт почвоведения и агрохимии им. А. Н. Соколовского» НААН Украины.

Технология возделывания расторопши пятнистой была общепринятой для условий юга Украины. Высевали эту культуру в третьей декаде марта с шириной междурядий 70 см. Площадь посевной делянки - 50,4 м2, учетной - 18,9 м2, повторность опыта трехкратная.

Постановка проблемы. Несмотря на ценность расторопши пятнистой как лекарственного растения, на юге Украины ее возделывают на очень незначительных площадях. Вследствие этого эфирные масла из разных растений, в т. ч. и из расторопши пятнистой, в Украину преимущественно ввозят, стоимость их для населения остается высокой. Вместе с тем известно, что условия юга страны близки к условиям известных зон культивирования лекарственных растений в мире. Основное отличие заключается преимущественно в меньшем количестве атмосферных осадков, однако этот недостаток можно исключить, применяя орошение.

Разработка и усовершенствование технологии возделывания расторопши в условиях южной степи Украины будут способствовать включению этой культуры в севообороты, что, в свою очередь, позволит заменить импортные лекарственные препараты и парфюмерно-косметические изделия более дешевыми отечественными.

Исследованиями, проведенными ранее на юге Украины (в условиях Херсонской области), установлено, что одним из факторов, оказывающих наиболее сильное влияние на уровень урожайности и качество семян расторопши пятнистой, является фон питания [7]. Авторами установлено, что урожайность расторопши на 39,2 % зависит от удобрений, на 26,2 % - от срока сева, на 5,3 % - от ширины междурядий, на 3,3 % - от способа обработки почвы, остальная часть приходится на взаимодействие факторов.

Учитывая вышеприведенные результаты исследований, а также важность увеличения площадей под расторопшей пятнистой - ценной лекарственной культурой, авторы взяли ее на изучение. В качестве удобрения в исследование был включен отход свекловичного производства, его фильтрационный осадок - дефекат, ценность и достоинства которого обоснованы многими авторами и который нуждается в утилизации.

Результаты исследований. В результате исследований установлено, что расторопша пятнистая положительно реагирует на применение удобрений: минеральных в исследуемой рекомендованной дозе N60P60K60 кг д. в./га, дефеката в дозах 5 и 10 т/га, внесенных как отдельно, так и совместно (таблица 1).

Таблица 1 - Урожайность семян расторопши пятнистой в зависимости от фона питания и орошения

В т/га

В большей степени удобрения повышают урожайность расторопши пятнистой, конечно же, при обеспеченности растений в течение вегетации оптимальным количеством влаги. Приведенные данные свидетельствуют о том, что урожайность расторопши пятнистой при капельном орошении формируется стабильной и менее существенно снижается в неблагоприятные по увлажнению и температурному режиму годы. Так, 2013 г. характеризовался значительно меньшим количеством осадков и очень высокими температурами: в полуденные часы температура верхнего слоя почвы (0-5 см) в наиболее ответственный период от начала формирования до налива семян превышала 50 °С. Это отрицательно сказалось на уровне урожая даже при выращивании расторопши пятнистой в условиях орошения. Без полива урожайность семян сформировалась совсем низкой, без удобрений в контрольном варианте получили только 0,28 т/га, а на удобренном фоне она возросла до 0,39-0,48 т/га. В следующем, более благоприятном 2014 г. эти показатели составили соответственно 0,42 и 0,58-0,65 т/га. Даже при выращивании растений расторопши пятнистой с использованием орошения в менее благоприятном 2013 г. урожайность семян была ниже по сравнению с 2014 г. (таблица 1).

Применяемые удобрения по-разному влияли на уровень урожайности семян расторопши пятнистой. Так, при выращивании ее без полива на фоне высоких доз удобрений продуктивность культуры практически не увеличивалась или даже несколько снижалась по сравнению с меньшими дозами удобрения. Например, в варианте N60P60K60 прирост урожайности семян составил в среднем за два года 0,16 т/га, или 45,7 %, по сравнению с неудобренным контролем. При применении дефеката в дозе 5 т/га эти показатели составили 0,14 т/га и 40,0 %, а в дозе 10 т/га - 0,20 т/га и 57,1 % соответственно. При совместном применении дефеката с полным минеральным удобрением, а именно 5 т/га + N60P60K60, семян расторопши сформировано больше на 0,21 т/га, или на 60,0 %, а при совместном внесении 10 т/га дефеката и N60P60K60 - на 0,15 т/га и 42,9 % соответственно (рисунок 1).

Рисунок 1 - Прирост урожайности семян расторопши пятнистой в зависимости от питания при капельном орошении и без полива (среднее за 2013-2014 гг.)

Таким образом, от совместного действия урожайность не увеличивалась по сравнению с внесением указанных видов удобрений отдельно. Связано это с недостатком влаги, и особенно в период формирования семян, когда в 2013 г. относительная влажность воздуха в ІІІ декаде июля снизилась до 53 %, а в І и ІІ декадах августа - до 49 и 46 % при среднемноголетней норме соответственно 64, 64 и 61 %. Такое негативное влияние воздушной засухи на растения не удавалось компенсировать даже проведением капельного полива. Осадков во ІІ декаде июля выпало 2,7 мм, то есть они не были продуктивными, в ІІІ декаде июля, І и ІІ декадах августа осадков не было вообще при среднемноголетней их норме за июль 49 мм и за август 38 мм.

В 2014 г. фактические показатели относительной влажности воздуха, осадков и температурного режима были более близкими к среднемноголетним их значениям.

Известно, что растения при выращивании на фоне оптимальной обеспеченности их элементами питания требуют значительно большего количества влаги по сравнению с обедненными питательными веществами почвами. Это связано с тем, что вегетативная масса при оптимизации питания накапливается значительно большей и, соответственно, требует большего количества воды для испарения, дальнейшего роста и функционирования генеративных органов.

Иначе влияли удобрения на урожайность семян расторопши пятнистой при возделывании в условиях капельного орошения: чем большее количество элементов питания вносили, тем более высокой она формировалась. Максимальной урожайность семян оказалась при совместном применении дефеката в дозе 10 т/га с минеральными удобрениями в дозе N60P60K60 кг д. в./га. В этом варианте в среднем за два года исследований урожайность составила 1,42 т/га, прирост ее от удобрений по сравнению с неудобренным контролем при орошении равен 0,59 т/га, или 71,1 %, а по сравнению с вариантом без полива - 0,92 т/га и 284,0 % соответственно. Следует отметить, что только от орошения урожайность семян при выращивании без удобрений возросла с 0,35 до 0,83 т/га, или почти в 2,4 раза по сравнению с вариантом без полива. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что непосредственно от орошения урожайность семян расторопши пятнистой возрастала на 218,4-284,0 %, а от совместного действия удобрений и орошения - на 308,6-405,7 %. То есть в среднем за годы исследований максимальное значение урожайности под влиянием удобрений и орошения увеличилось в 4 раза по сравнению с вариантом без орошения и удобрений.

В годы исследований приросты урожая от орошения оказались значительно большими, чем от удобрений. Максимальной же продуктивность растений формируется при сочетании орошения и удобрений.

Особенно остро стоит вопрос о включении данных элементов в технологии возделывания не только расторопши пятнистой, но и большинства сельскохозяйственных культур в последние годы, когда происходят изменения климата в сторону повышения температуры, уменьшения количества осадков и возрастания продолжительности бездождевых периодов, а площади орошаемых земель существенно уменьшаются.

Интересно было определить, какие же элементы структуры урожая в наибольшей степени влияют на уровень урожайности культуры и определяют его.

Нашими исследованиями установлено, что продуктивность растений расторопши пятнистой зависела главным образом от количества образованных корзинок на одном растении и выхода массы семян из одной корзинки (таблица 2). Эти показатели изменялись под влиянием фона питания, орошения, погодных условий в годы исследований с такой же закономерностью, как и уровень урожайности.

Таблица 2 - Основные элементы структуры урожая расторопши пятнистой в зависимости от факторов выращивания

Нашими исследованиями установлено, что созданные посредством применения минеральных удобрений и дефеката фоны питания растений оказали определенное влияние и на основные показатели качества семян расторопши пятнистой. Так, масса 1000 семян при возделывании культуры без полива в удобренных вариантах колебалась в пределах 22,9-26,3 г, тогда как на контроле этот показатель составил 19,7 г. При выращивании расторопши с использованием капельного орошения приведенные показатели в среднем за два года исследований составили 29,3-32,0 и 26,3 г соответственно.

Содержание жира в семенах расторопши, выращенной без полива, наоборот, было несколько большим в сравнении с аналогичными орошаемыми вариантами. Исследуемые дозы и сочетания удобрений положительно сказывались как на содержании жира, так и на его условном выходе (сборе) с единицы площади. Например, без полива и без удобрений количество жира в семенах составило 28,4 %, в удобренных вариантах оно возросло до 29,2-30,2 %, а при орошении было равно соответственно 27,9 и 28,7-29,8 %.

Под влиянием применяемых удобрений в семенах увеличивалось и содержание белка: с 24,7 до 27,4 % без полива и с 26,8 до 29,3 % на фоне орошения.

В семенах и надземной массе растений расторопши пятнистой на удобренных делянках увеличивалось содержание азота, фосфора и калия, значительно большей формировалась масса корневой системы, что важно для плодородия почвы и последующих в севообороте культур.

Выводы

1 На черноземе южном в условиях степи Украины расторопша пятнистая способна формировать урожайность при капельном орошении на уровне 1,1-1,4 т/га в зависимости от созданного путем применения удобрений фона питания. Без орошения урожайность семян значительно ниже, однако она также увеличивается под влиянием применения удобрений и составляет в среднем 0,5 т/га. Максимальный уровень урожайности достигается при совместном применении капельного орошения, дефеката в дозе 5 или 10 т/га и полного минерального удобрения в дозе N60P60K60 кг д. в./га. Без полива продуктивность семян расторопши пятнистой на фоне применения N60P60K60, дефеката в дозах 5 и 10 т/га формируется практически на одинаковом уровне.

2 Продуктивность растений расторопши пятнистой зависела от количества образованных корзинок на одном растении и выхода массы семян из одной корзинки. Под влиянием фона питания, погодных условий в годы исследований количество образованных корзинок на одном растении изменялось в среднем от 4,9 до 5,8 в вариантах без полива и от 7,8 до 8,7 при капельном орошении.

3 Созданный путем применения удобрений фон питания растений значительно улучшает основные показатели качества семян расторопши пятнистой, в т. ч. увеличивает содержание жира с 28,4 до 29,2-30,2 % в вариантах без полива и с 27,9 до 28,7-29,8 % при капельном орошении; содержание протеина - с 24,7 до 27,4 % без полива и с 26,8 до 29,3 % на фоне орошения.

Список литературы

1 Чукуриди, С. Н. Интродуцированные лекарственные растения в ботаническом саду / С. Н. Чукуриди, Г. В. Шнурикова // Бюллетень Ботанического сада им. И. С. Косенко. - Краснодар, 1999. - № 5. - С. 89-94.

2 Трофимов, И. Т. Использование дефеката для известкования почв Западной Сибири / И. Т. Трофимов, С. В. Макарычев, А. Н. Иванов // Плодородие. - 2006. - № 4(31). - С. 16-25.

3 Славянский, А. А. Отходы сахарного производства и их использование в сельском хозяйстве / А. А. Славянский, Л. В. Кирейчева, А. Н. Пузанова // Сахар. - 2009. - № 10. - С. 48-49.

4 Кирейчева, Л. В. Использование удобрительно-мелиорирующей смеси на основе отходов сахарного производства для повышения плодородия малопродуктивных почв / Л. В. Кирейчева, С. В. Перегудов, Е. Ю. Шилова // Агрохимический вестник. - 2010. - № 1. - С. 22-24.

5 Заришняк, А. С. Химическая мелиорация почв и продуктивность сахарной свеклы / А. С. Заришняк, А. А. Сыпко // Сахарная свекла. - 2010. - № 1. - С. 21-24.

6 Дефекат как мелиорант под сахарную свеклу / А. А. Сипко, А. С. Заришняк, Б. А. Герман, А. П. Стрелец // Сахарная свекла. - Киев, 2009. - № 5(71). - С. 12-15.

7 Оптимизация технологии выращивания плодов расторопши пятнистой (Silybum marianum (L.) gaertn) на поливных землях юга Украины / В. О. Ушкаренко, В. Г. Федорчук, И. М. Филиппова, Л. П. Кисничан // Таврический научный вестник. - Херсон, 2014. - Вып. 88. - С. 191-194.

Размещено на Allbest.ru