INFLUENCE OF MINERAL NUTRITION AT DIFFERENT LEVELS ON THE YIELD OF OILSEED

Full Text

Нечерноземная зона России, в которую входит и Рязанская область, благоприятна для выращивания масличных растений [1]. Благодаря биологическим особенностям все большее значение приобретают культуры семейства капустные (рапс, сурепица, горчица белая, редька масличная) [2, 3]. Яровой рапс - однолетнее растение. Корень ветвистый, сильно развитый, проникает вглубь почвы до 2 метров. Данное растение, как и многие крестоцветные культуры, нуждается в азотном питании, причем вносить азотные удобрения необходимо в определённые сроки. Недостаток минерального питания ведет к пожелтению листьев, высыханию и опаданию. Жилки листьев приобретают желтоватый либо красноватый тон. Средняя потребность в азоте для рапса составляет 120-130 кг/га, по фазам роста и развития она неодинакова. Жидкие и твердые азотные удобрения практически равнозначны, за исключением сульфата аммония, содержащего серу, на которую положительно откликается рапс. Кормят растения и твердыми удобрениями и их растворами с поливной водой. Целесообразно внесение азота осенью, при сохранении растительных остатков. В 2015 году валовой сбор маслосемян рапса, в Рязанской области, составлял 57,7 тыс. тонн (13,0% от общего по ЦФО сбора семян рапса) на площади 50,7 тыс. га. Сбор рапса в регионе в 2018 году вырос и составлял 62,3 тыс. тонн. Посевная площадь, занимаемая рапсом, составляла 50,2 тыс. га [6]. Горчица белая - эффективная сидеральная культура. Растение длинного дня, высотой до 1 метра. Благодаря основательно пробивающемуся стрежневому корню растениям горчицы белой удается использовать влагу и питательные вещества из глубоких слоев почвы, а также восполнять при негативных атмосферных условиях. Для возделывания горчицы белой необходимы почвы окультуренные, со средним и повышенным содержанием гумуса, с высокой водоудерживающей способностью. Неблагоприятными почвами для горчицы белой являются почвы с повышенной кислотностью (pH - 6,2-7,0), высоким уровнем залегания грунтовых вод, с тяжелым гранулометрическим составом. Горчица сизая - ценная масличная культура, в семенах содержится около 35-37% жирного масла, а также белок и эфирное аллиловое масло. Вегетационный период 80-115 дней. Данная культура не требовательна к почвам. Для активного роста и развития и получения высококачественных семян пригодны черноземы и каштановые почвы. Валовой сбор горчицы в Рязанской области в 2015 году составлял 9,7 тыс. тонн. На долю посевных площадей горчицы в 2015 году отводилось 16,9 тыс. га (в хозяйствах всех категорий). В 2017 году посевная площадь данной культуры снизилась до 5,7 тыс. га - уменьшилась в 3,0 раза (15,3% от площади горчицы в ЦФО). В 2018 году размеры посевных площадей увеличились и составляли 17,3 тыс. га (с урожайностью 4,9 ц/га) [6]. Масличные культуры значительно превосходят зерновые культуры по рентабельности [5]. Актуально использовать усовершенствованные, инновационные элементы выращивания масличных капустных культур. Цель исследований - повышение продуктивности масличных культур при использовании различных уровней минерального питания в почвенно-климатических условиях Рязанской области. Задачи исследований - изучить влияние различных уровней минерального питания на урожайность горчицы белой, горчицы сизой, рапса ярового; дать оценку качества маслосемян культур, выращенных на разных уровнях минерального питания в условиях региона. Материалы и методы исследований. Полевые исследования проводились в 2015-2018 гг. в Рязанской области на темно-серой лесной почве опытной агротехнологической станции ФГБОУ ВО Рязанского ГАТУ. Опыт двухфакторный. Агротехника при возделывании масличных капустных культур выстроена согласно рекомендациям, принятым в регионе. Предшественник - озимая пшеница. Посев ярового рапса, горчицы белой, горчицы сизой (фактор А) осуществляли в I декаде мая, с нормой высева всех культур 2,5 млн шт./га. Изучались варианты с различными дозами минерального питания (фактор В): контроль (без внесения удобрений), N60, N90, N120, Р60К60, N60Р60К60, N90Р60К60, N120Р60К60. Уровни N120P60K60 (для рапса), N90Р60К60 (для горчицы сизой и горчицы белой) рассчитаны на урожайность семян 2,0 т/га, с корректировкой расчета баланса элементов питания на опытных почвах в условиях региона. В проведенных исследованиях использовали аммиачную селитру, двойной суперфосфат, нитрофоску и калийную соль в пересчете на действующее вещество. Удобрения вносили под предпосевную культивацию. Уборка напрямую, селекционным комбайном Terrion-Sampo SR-2010. Общая площадь делянки 100 м2, учетная - 80 м2. Повторность четырехкратная. Опыты заложены по общепринятым методикам [4]. Определение качества семян масличных культур проводили в испытательной лаборатории ГБУ РО «Рязанская областная ветеринарная лаборатория», в лабораториях ООО «Кубань Масло ЕМЗ» (г. Ефремов) и ФГБОУ ВО Рязанского ГАТУ. Результаты исследований. Урожайность рапса и горчицы разных вариантов опыта зависела от почвенно-климатических условий. Наиболее точным показателем условий увлажнения считается ГТК, в первую очередь в фазы вегетации «розетка листьев» - «цветение». Вегетационные 2016 г. и 2018 г. для развития масличных культур были удачными - в течение роста и развития рапса и горчицы наблюдалось повышенное число осадков. Это позволило максимально использовать внесенные минеральные удобрения, в особенности азотные. Вне зависимости от уровня питания рост растений рапса, горчицы сизой и белой, был правильным: наблюдали плавное увеличение высоты растений до предельных показателей в период от созревания до уборки растений (рис. 1). Рис. 1. Высота растений рапса и горчицы в зависимости от уровня минерального питания, см Применение в опытах только фосфорно-калийных удобрений не оказало значимого влияния на рост масличных растений (рис. 1). Применение азотного (N60) и полного (N60-120Р60К60) удобрений существенно повышало анализируемый показатель в первой половине вегетации масличных культур. В варианте с применением минерального питания высота растений в фазу «розетка» была больше высоты растений контрольного варианта на 18-36%, что говорит о значимости роли азотного питания в процессе роста и развития растений. Применение в опыте различных азотных удобрений повышало рост растений: в период бутонизации на 10-18%, цветения - на 5-15%, полной спелости - на 3-17%. Применение более значимых доз удобрений (N90-120) не оказывало существенного влияния на приближение, длительность фаз вегетации растений рапса и горчицы. Прослеживалось повышение накопления сухого вещества и использования элементов питания. Образование сухого вещества растениями капустных - рапса и горчицы - усиленно проходило в период между фазами «розетка листьев» и «цветение». В этот период происходило развитие более 50% от окончательного урожая и использовалось большая часть азота, калия (70%) и фосфора (приблизительно 60%). При изучении различных уровней питания в посевах рапса и горчицы увеличивались показатели элементов структуры урожайности на высоких уровнях минерального питания (табл. 1). Таблица 1 Урожайность масличных капустных культур в зависимости от уровня минерального питания, ц/га (среднее за 2015-2018 гг.) Уровень минерального питания Рапс яровой Горчица белая Горчица сизая Контроль 21,5 13,3 13,6 N60 22,6 14,4 14,3 N90 23,3 16,3 15,4 N120 24,4 16,9 16,7 Р60К60 21,4 13,5 13,9 N60Р60К60 21,9 14,2 14,1 N90Р60К60 22,7 15,6 15,6 N120Р60К60 23,9 16,9 16,8 Примечание. НСР05 взаимодействия АВ, ц/га: 2015 - 2,05; 2016 - 1,92; 2017 - 2,20; 2018 - 2,32; по фактору А: 2015 - 0,73; 2016 - 0,68; 2017 - 0,78; 2018 - 0,82; по фактору В: 2015 - 1,18; 2016 - 1,11; 2017 - 1,27; 2018 - 1,34. Азот оказал значительное влияние на маслосемена капустных культур (табл. 1). Рапс и горчица формировались мощнее по мере повышения уровня минерального питания. Высокую урожайность показали растения рапса и горчицы на вариантах N90, N120; N90-120Р60К60. Максимальная урожайность маслосемян рапса (24,4 ц/га, что выше, чем в контроле, на 2,9 ц/га), горчицы белой (16,9 ц/га, что выше, чем в контроле, на 3,6 ц/га) и сизой (16,7 ц/га, что выше, чем в контроле, на 3,1 ц/га), была получена в варианте N120 (в среднем за годы исследований). Наиболее масличной из изучаемых культур является яровой рапс (42-43%), культура низкой масличности (около 30%) - горчица белая (рис. 2). Рис. 2. Содержание масла в капустных культурах в зависимости от применения различных доз минерального питания, % (среднее за 2015-2018 гг.) Масличность возрастает при использовании высоких норм минерального питания (на 2-8 % по сравнению с контролем), что подтверждает значительная отзывчивость на вспомогательное питание NPK (рис. 2). Выявлен оптимальный уровень минерального питания - N60P60K60 - для повышения масличности рапса на 1,0%, горчицы белой - на 2,1%, горчицы сизой - на 8,0 % (по сравнению с контролем). Использование минеральных удобрений обеспечило непосредственное воздействие на формирование и увеличение жира и протеина маслосемян ярового рапса (табл. 2). Таблица 2 Качественный состав ярового рапса в зависимости от уровня минерального питания Уровень минерального питания Белок, % Масличность, % Кислоты, % простые ненасыщенные жирные кислоты многократно ненасыщенные жирные кислоты насыщенные жирные кислоты олеиновая айкозе-новая линолевая линоле-новая пальмитиновая стеари-новая Контроль 22,5 43,5 58,9 следы 22,9 9,5 5,8 2,8 N60 22,9 42,7 60,5 0,1 21,4 11,5 4,3 2,0 N90 24,0 43,3 59,5 следы 22,2 10,8 5,3 2,2 N120 24,1 43,0 60,3 следы 21,4 10,3 5,3 2,9 Р60К60 20,6 43,3 59,5 следы 22,2 10,8 5,3 2,2 N60Р60К60 21,7 43,0 60,3 следы 21,4 10,3 5,3 2,9 N90Р60К60 23,5 42,5 60,7 следы 22,6 9,8 5,0 1,7 N120Р60К60 23,1 42,1 63,0 следы 20,9 9,7 4,8 1,6 Использование удобрений (N90Р60К60 и выше) незначительно (на 0,4-1,0%) сокращает формирование жира (табл. 2). Повышение степени уровня минерального питания способствовало получению высококачественного масла рапса. Использование минерального удобрения N90-120Р60К60 повышало образование олеиновой ненасыщенной кислоты (на 1,8-4,1% по сравнению с контролем), несущественное увеличение линоленовой кислоты (на 0,1-0,2 % по сравнению с контролем). Использование удобрений (N90Р60К60 и выше) повлияло на качество масла горчицы. Прослеживалось высокое содержание эруковой кислоты (35,6-36,6%), ненасыщенной олеиновой кислоты содержалось в среднем 26%; стеариновой и пальмитиновой кислот в сумме - около 4%; линолевой - 8,8-9,0%; линоленовой - 11,6-12,2%. Внедрение новых методов производства находится в прямой зависимости с экономическими показателями, такими как условно-чистый доход и рентабельность производства, валовой сбор продукции и др. Расчеты экономической эффективности показали, что использование вариантов с N60, N90, N120 для увеличения урожайности рапса и горчицы, с несущественными затратами, экономически выгодно. Уровень рентабельности производства изучаемых вариантов составил 32-54 %. Заключение. В среднем, за три года исследований, азот оказал существенное воздействие на рапс и горчицу белую. Высокую урожайность ярового рапса и горчицы сизой и белой сформировали варианты N90, N120; N90-120Р60К60. Максимальная урожайность маслосемян рапса (24,4 ц/га, что выше, чем в контроле, на 2,9 ц/га), горчицы белой (16,9 ц/га, что выше, чем в контроле, на 3,6 ц/га) и сизой (16,7 ц/га, что выше, чем в контроле, на 3,1 ц/га), была получена в варианте N120 (в среднем за годы исследований). Масличность при использовании высоких норм минерального питания возрастает (на 2-8 % по сравнению с контролем), что подтверждает значительную отзывчивость на вспомогательное питание NPK. Повышение степени уровня минерального питания способствовало получению высококачественного масла рапса. Итак, использование минерального удобрения N90-120Р60К60 повышало образование олеиновой ненасыщенной кислоты (на 1,8-4,1 % по сравнению с контролем), несущественно - линоленовой кислоты (на 0,1-0,2 % по сравнению с контролем). Использование удобрений (N90Р60К60 и выше) повлияло на качество масла горчицы. Наблюдалось высокое содержание эруковой кислоты (35,6-36,6%). Выявлена высокая экономическая эффективность использования различных уровней азотного питания (N60, N90, N120). На основании результатов испытаний 2015-2018 года уровни минерального питания (N90, N120; N90-120Р60К60) можно использовать в практической деятельности агропромышленного комплекса региона для увеличения урожая маслосемян капустных культур, рапса и горчицы, и получения высококачественной продукции в почвенно-климатических условиях Рязанской области.

About the authors

E. I. Lupova

FSBEI HE Ryazan State Agrotechnological University Named After P. A. Kostychev

Email: katya.lilu@mail.ru
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Agronomy and Agrotechnology Ryazan

K. V. Naumtseva

FSBEI HE Ryazan State Agrotechnological University Named After P. A. Kostychev

Email: ksyu.dyachuk.93@mail.ru
Graduate Student of the Department of Agronomy and Agricultural Technologies Ryazan

D. V. Vinogradov

FSBEI HE Ryazan State Agrotechnological University Named After P. A. Kostychev

Email: vdv-rz@rambler.ru
Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department of Agronomy and Agricultural Technologies Ryazan

References

Supplementary files