Влияние минеральных удобрений и ризоторфина на урожайность зерна чины посевной на чернозёме обыкновенном Ростовской области

Зерновые бобовые культуры — источник белка, как для животных, так и для человека, важный источник биологического азота в земледелии. Обладая способностью усваивать труднодоступные соединения фосфора из почвы, зерновые бобовые способствуют обогащению им пахотного горизонта. Накапливающийся в растительных остатках азот попадает в почву и в значительной степени усваивается последующими культурами, что позволяет снижать дозы вносимых минеральных азотных удобрений. Включение зернобобовых культур в севооборот способствует также уменьшению поражения других растений болезнями и вредителями и тем самым сокращению времени возврата культуры на прежнее место [3] .

Для формирования 1 центнера семян и соответствующего количества стеблей чина посевная использует 4,5 — 5,0 кг азота, 1,8 — 2,2 кг фосфора и 2,7 — 3,5 кг калия. Максимальное количество элементов минерального питания поступает в растения до начала массового образования бобов [4].

Белок бобовых культур по его питательности и усвояемости может быть поставлен наравне с белком животного происхождения. Он содержит необходимые аминокислоты: аргинин, гистидин, лизин, тирозин, триптофан, метионин и другие, отсутствие которых не может быть компенсировано другими аминокислотами в рационах животных [7]. Получение высоких урожаев с.-х. культур немыслимо без химизации земледелия. Следовательно, необходима специально разработанная система удобрений, отвечающая экономическим, производственным и экологическим требованиям [2].

На сегодняшний день нет единого мнения по применению минеральных удобрений на посевах чины. К тому же исследования по изучению влияния минеральных удобрений, были проведены В. П. Краснокутским (1960) и Ф. Я. Яньшиным (1967) на чернозёме южном Ростовской области в 50−70-е годы при возделывании низкорослого сорта чины Степная 12. В частности Ф. Я. Яньшин отметил, что при внесении небольших доз азота (N10) урожай в опытах в среднем за два года увеличился на 1,1 ц/га (8%). Действие повышенных доз (N30) сказалось отрицательно. Чина в значительной степени удовлетворяет свои требования в азоте за счет азотфиксации. Поэтому применение азота оправдано на почвах, хорошо обеспеченных фосфором. На почвах, плохо обеспеченных фосфором и имеющих перед посевом малый запас влаги, азотные удобрения практически не повышают урожай [8].

В опытах, проведенных В. М. Бабушкиным (1968) на Красноармейском опорном пункте ДЗНИИСХ была отмечена высокая эффективность применения гранулированного суперфосфата в дозе 50 кг/га в сочетании с нитрагином. Внесение удобрений под чину приводило к увеличению содержания в зерне «сырого» протеина и способствовало увеличению урожая зерна [1].

По данным В. Д. Панникова, В. Г. Минеева (1977) в Ростовской области под зернобобовые рекомендуется вносить, прежде всего, Р8−10 в рядки при посеве, а при наличии удобрений Р30−40 К30−40 под вспашку [5].

При изучении минерального питания на фоне инокуляции семян ризоторфином на карбонатных чернозёмах в Ставропольском крае максимальный урожай в среднем за 3 года у чины составил 25 ц/га на варианте Р70К60 + инокуляция. При этом урожай чины на всех вариантах опыта отличается незначительно. Варианты инокуляция семян на фосфорно-калийном фоне и полное минеральное удобрение + инокуляция семян дали одинаковую прибавку урожая [6].

Одной из перспективных зернобобовых культур для Ростовской области является чина посевная. В зонах недостаточного увлажнения среди зернобобовых культур чина имеет преимущества по урожайности зерна, зеленой массы и сена, по продолжительности периода возможного использования её в зеленом конвейере, нежности зеленой массы, по содержанию и качеству белка, по лучшей способности накапливать азот в почве. Основными причинами медленного роста посевных площадей чины является недостаточная осведомлённость о ней производственников, уменьшение поголовья животных, отсутствие технологии глубокой переработки зерна и современной системы удобрения с учётом почвенно-климатических условий зоны возделывания.

Методика исследований. В 2009…2011 гг. в агрохимическом севообороте Донского Сортоиспытательного учебного центра Дон ГАУ, были заложены опыты с внесением под чину посевную простых азотных, комплексных азотно-фосфорных и азотно-фосфорно-калийных минеральных удобрений. Кроме того, посев чины с внесением трёхкомпонентного удобрения проводился с применением ризоторфина.

В опыте 1 использовались аммонийная селитра (N — 34,6%) и суперфосфат марки «Б» (N — 6%, P — 26%). На изучение были поставлены следующие дозы суперфосфата: 1, 2, 3, и 4 ц/га. Для доведения азотного уровня до используемого в опытах, суперфосфат перед внесением смешивали с аммонийной селитрой. В качестве контроля чина высевалась без внесения минеральных удобрений. Удобрения вносились под предпосевную культивацию.

В опыте 2 использовалась аммофоска (N16P16K16). Изучались дозы внесения 1, 2, 3 и 4 ц/га туков. На фоне комплексных удобрений, перед посевом семена обрабатывались бактериальными удобрениями, использовался штамм ризоторфина 2803, выделенный ВНИИ микробиологии. В качестве контроля использовался вариант без применения минеральных и бактериальных удобрений. Перед посевом, а также в фазы цветения и созревания чины посевной проводился анализ почвы на содержание доступной влаги и NPK.

Высевался сорт Степная 21. Предшественник — озимая пшеница. Повторность опыта — четырёхкратная, расположение повторностей — рендомизированное. Общая площадь опытов составила 450 м², а учётная площадь делянки — 16 м² (4×4м). В процессе возделывания велись учеты и наблюдения за ростом и развитием чины посевной. Учет урожая зерна осуществлялся методом отбора снопов в фазу полного созревания.

Результаты исследований. В таблице 1 представлены данные по содержанию продуктивной влаги в почве в среднем за 2009; 2011 гг. Перед посевом чины в слое 0−20 см её содержание составило — 28,9 мм. Этого было достаточно для появления дружных всходов чины. В слое 0−40 см запас продуктивной влаги составил 59,9 мм, а в метровом слое — 157,9 мм. Это свидетельствует о глубоком промачивании почвы в осенне-зимне-весенний период.

Во время вегетации чины, за период от всходов до цветения отмечено уменьшение запасов доступной влаги в метровом слое почвы на 35,4 мм. Причём, уменьшение этого показателя наблюдается равномерно по всему профилю почвы. Пополнение запаса доступной влаги осуществлялось за счёт выпадения обильных для зоны осадков. В слое почвы 0−40 см содержание влаги уменьшилось до 43,7 мм, или на 16,2 мм. По профилю почвы снижение доступной влаги происходило менее интенсивно. В слое 0−60 см этот показатель уменьшился по сравнению с посевом с 90,6 до 67,8 мм. К созреванию чины в корнеобитаемом слое 0−40 см доступная влага практически отсутствовала (11,8 мм). С увеличением слоя почвы до 60 см увеличение запасов влаги увеличилось до 18,2, а при дальнейшем углублении до 100 см, увеличение содержания влаги составило 13,0 мм.

Таблица 1- Динамика содержания доступной влаги в почве при возделывании чины посевной, в среднем за 2009;2011 гг., мм.

Следовательно, на всём протяжении вегетации чины происходит уменьшение запасов доступной влаги в почве за счёт испарения с поверхности почвы и транспирации с поверхности растений. К фазе цветения уменьшение запаса влаги составило по слоям 16,2−35,4 мм. Формирование бобов и их созревание протекает при отсутствии запасов доступной влаги в почве. В корнеобитаемом слое 0−40 см и сое 0−100 см эта величина по сравнению с посевом уменьшилась в 5,1 раза.

В среднем за три года исследований на варианте без применения минеральных удобрений высота растений чины составила 26,3 см (табл. 2). Применение азотных удобрений стимулировало рост чины в высоту, по сравнению с контролем высота растений увеличилась на 5,4−11,7 см. При совместном внесении азотно-фосфорных удобрений высота растений зависела от дозы азотных удобрений. Самыми высокими 36,6 см оказались растения, выращиваемые с применением удобрений в дозе N150P156. Внесение совместно азотно-фосфорных удобрений, у которых доза азота находилась в пределах N12 — N50 и фосфора P52 — P104 не способствовало увеличению высоты чины, она была на уровне контроля. Тенденция увеличения высоты растений на 4,7−7,4 см прослеживалась на вариантах с внесением либо высоких доз азота (N75 — N100) на фоне P104 либо при внесении шести центнеров суперфосфата марки «Б» (N36P156). Роста растений чины в высоту при увеличении азота до N50 — N100 на фоне P156 не последовало.

Таблица 2 — Влияние минеральных удобрений на биометрические показатели чины в фазу созревания, в среднем за 2009;2011 гг.

Растения чины посевной на чернозёме обыкновенном обладали хорошо разветвлённым стеблем. На варианте без внесения минеральных удобрений было в среднем образовано 4,7 шт ветвей. При внесении аммонийной селитры отмечена тенденция к увеличению ветвистости. Использование азотных удобрений в дозах N15 — N45 привело к образованию 4,9 — 5,5 ветвей. На всех других изучаемых дозах минеральных удобрений, вносимых перед посевом чины, ветвистость была в пределах контроля. Вероятно, ветвистость — это наследственный признак изучаемого сорта чины Степная 21.

В опыте 2 сохраняются закономерности, выявленные при возделывании чины посевной на различных фонах азота и фосфора. Внесение аммофоски в изучаемых дозах, как на естественном фоне аборигенных штаммов клубеньковых бактерий, так и с использованием для инокуляции семян ризоторфина 2803 способствовало увеличению высоты растений по сравнению с контролем на 5,4 — 9,0 см (табл. 3). Как и в опыте 1, можно вести речь о тенденции увеличения ветвистости, которая колебалась в зависимости от дозы удобрений в пределах от 4,8 до 5,7 шт, что больше контроля на 0,1 — 1,0 шт.

Таблица 3 — Влияние минеральных удобрений и ризоторфина на биометрические показатели чины посевной в фазу созревания, в среднем за 2009;2011 гг.

Ризоторфин 2803 не повлиял на ветвистость, но способствовал увеличению высоты растений чины на 5,4 см. Следует предположить, что аборигенные расы клубеньковых бактерий достаточно активны и по эффективности фиксации азота из почвенного воздуха приближаются к культивируемому штамму.

В среднем за 2009…2011 гг. на варианте без использования минеральных и бактериальных удобрений, т. е. на фоне с возделыванием чины на фоне естественной микрофлоры, биологическая урожайность зерна составила 1,77 т/га (табл. 4). При внесении аммонийной селитры во всех дозах азота отмечена существенная прибавка урожайности. От внесения азотных удобрений в стартовой дозе урожайность увеличилась по сравнению с контролем на 0,56 т/га или на 31,6%. Удвоение дозы азота способствовало увеличению урожайности еще на 0,52 т/га, при этом эффект от удобрений составил 61,0%. Дальнейшее увеличение дозы азота до N45 изменило урожайность несущественно.

Таблица 4 — Влияние минеральных удобрений на урожайность чины посевной, т/га в среднем за 2009…2011 гг.

При повышении фосфатного уровня за счёт внесения 2 ц/га суперфосфата марки «Б», как на варианте с использованием стартовой дозы азота (N12P52), так и при доведении соотношения N: P до 1: 1 (N50P52) отмечено увеличение урожая зерна чины по сравнению с контролем на 0,48 — 0,65 т/га. Вероятно, на таком фосфатном уровне отмечался дефицит азота, который не был компенсирован за счёт минерального азота удобрений.

Внесение 4 ц/га суперфосфата марки «Б» (N24P104) способствовало получению такой же, прибавки урожая чины по сравнению с контролем, как и на варианте N50P52 — 0,69 т/га. При доведении соотношения N: P до 1: 2, вариант N50P104, была получена наибольшая прибавка урожая 1,16 т/га, относительное увеличение урожайности составило 65,5%. На этом варианте содержание NNO3 в слое почвы 0−40 см за период от посева до фазы цветения чины увеличилось с 3,5 до 7,3 мг/кг. По-видимому, здесь было получено оптимальное обеспечение растений азотом за счёт и минерального и биологического азота.

При внесении суперфосфата марки «Б» в дозе 6 ц/га (N36P156) прибавка урожая, по сравнению с контролем, была такой же, как и при внесении 2 ц/га суперфосфата марки «Б» (0,48 т/га). При доведении соотношения N: P до 1: 3, вариант N50P156 урожайность зерна составила 2,57 т/га, что больше чем на контроле на 0,80 т/га. Дальнейшее увеличение дозы азота до N75P156 и N100P156 привело к уменьшению урожая по сравнению с контролем. Вероятно, на таком фоне азотфиксирующие клубеньковые бактерии полностью переходят на питание минеральным азотом удобрения, и каким-то образом препятствуют и ухудшают обеспеченность этим элементом растения — хозяина.

При внесении азотно-фосфорных удобрений в дозе N150P156, урожайность зерна увеличилась по сравнению с вариантом без внесения минеральных удобрений на 0,37 т/га. Здесь, по всей видимости, были обеспечены азотом удобрений не только растения, но и клубеньковые бактерии.

Инокуляция семян штаммом клубеньковых бактерий 2803 позволила дополнительно получить 0,19 т/га зерна (табл. 5). Следовательно, культивируемый штамм клубеньковых бактерий оказался более активным по сравнению с аборигенными штаммами, находящимися в чернозёме обыкновенном. В опыте 2 лучшим оказался вариант с внесением бактериальных удобрений на фоне аммофоски в дозе N32P32K32, при урожайности 2,95 т/га. Прибавка урожая к контролю от внесения минеральных и бактериальных удобрений в среднем за три года исследований составила 1,18 т/га или 66,7%. При исключении ризоторфина в этом сочетании урожайность понизилась до 2,88 т/га.

Таблица 5 — Влияние комплексных удобрений на фоне биопрепаратов на урожайность чины посевной, т/га в среднем за 2009;2011 гг.

На варианте с дозой аммофоски 1 ц/га (N16P16K16) и использованием культивируемых клубеньковых бактерий прибавка урожая к контролю составила 0,94 т/га. На варианте без использования ризоторфина и с внесением аммофоски в дозе N16P16K16 прибавка урожая составила 0,84 т/га. Увеличение дозы азота в удобрении до 48 и 64 кг/га привело к снижению урожая чины как на естественном бактериальном фоне, так и с инокуляцией семян культурным штаммом.

Применяемый для инокуляции семян чины посевной штамм ризоторфин со штаммом бактерий 2803, производимый ВНИИ микробиологии, по эффективности близок к аборигенным штаммам клубеньковых бактерий. В экстремальных условиях 2010 г. аборигенные клубеньковые бактерии превосходили по эффективности бактериальное удобрение.

Заключение

. В условиях приазовской зоны Ростовской области на чернозёме обыкновенном урожайность зерна чины посевной повышалась на 1,08 — 1,14 т/га по сравнению с контролем при внесении аммонийной селитры в дозах N30 и N45, урожай при этом составил 2,85−2,91 т/га.

Равноценный урожай 2,93−2,95 т/га был получен на вариантах с внесением азотно-фосфорных удобрений в дозе N50P104 и совместном применении трёхкомпонентной аммофоски в дозе N32P32K32 и бактериального удобрения (ризоторфин 2803). Эффект от удобрений составил 65,5 — 66,7%. аммонийный селитра удобрение трёхкомпонентный.

• 1. Бабушкин В. М. Основы агротехники возделывания зернобобовых культур в восточных районах Ростовской области в связи с их биологическими особенностями: Автореф. дисс. канд. с. — х. н., Волгоград, 1968. — 16 с.
• 2. Воронов И. П. Чина — высокоурожайная кормовая культура// Сборник научных трудов Донского СХИ, Т. 6, Вып. 1, Ч. I. — ст. Персиановка, — 1969, С. 89−93.
• 3. Котлякова Л. Л. Роль зернобобовых в решении белковой проблемы // Кормопроизводство, — 1997. — № 5 — с 19 — 21.
• 4. Котлярова О. Г. Хозяйственный баланс основных элементов питания при возделывании бобовых культур /О.Г. Котлярова, А. Н. Чернявский, К.Н. Чернявский// Аграрная наука, — 2007. — № 8 — с 10 -11.
• 5. Панников В. Д., Минеев В. Г. Почва, климат, удобрение и урожай. — М.: «Колос», 1977.-416 с.
• 6. Петрова Л.H. Влияние симбиотической активности на урожай чины, нута и гороха в засушливой зоне Ставропольского края // Зерновое хозяйство, — 2006. № 6. С. 11−13.
• 7. Хамоков Х. А. Симбиотическая активность и фотосинтетическая деятельность в зависимости от микроэлементов /Х.А. Хамоков// Зерновое хозяйство, — 2007. — № 3 — 4. С. 37 -38.
• 8. Яньшин Ф. Я. Влияние минеральных удобрений и норм высева на урожай и качество семян гороха, чины, нута в условиях зоны южных черноземов Ростовской области: автореф. дисс. канд. с.-х. н., Персиановка, 1967. — 19 с.