Влияние навоза и биостимулятора на урожайность и химический состав зеленой массы растений и зерна сои

Полный текст

Соя в России возделывается на Дальнем Востоке, а также в европейской части, в Краснодарском, Ставропольском краях и Поволжье. Значение сои как продовольственной культуры состоит в уникальном химическом составе семян [1]. Они содержат 27-50% белка, 15-28% масла, 14,0-33,2% углеводов, небольшое количество клетчатки и 3,6-6,4% золы. Содержание минеральных солей варьирует от 3,2 до 4,2%, кальция от 320 до 350 мг, железа от 9,2 до 14,9 мг и фосфора от 580 до 630 мг на 100 г сухого вещества. Семена сои богаты витаминами. Соевый белок состоит на 88-90% из водорастворимых белков, которые гораздо лучше усваиваются организмом человека, он является полноценным, т.к. содержит все необходимые для питания аминокислоты, в том числе, восемь незаменимых ‒ изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин и валин. Соевое масло характеризуется высоким содержанием незаменимых жирных кислот, таких как линолевая и линоленовая, они являются полиненасыщенными жирными кислотами легко усваиваются организмом. Но, в семенах сои содержатся и некоторые антипитательные вещества – это ингибиторы трипсина, которые препятствуют перевариванию белка желудком человека и животных, однако замачивание на 12 часов и температурное воздействие при варке в течение 3-4 ч полностью разрушают ингибиторы трипсина. Считается, что антипитательные компоненты – ингибиторы трипсина, олигосахариды, изофлавоны, фитаты и др., выделенные из зерна сои, являются эффективными средствами для лечения и профилактики целого ряда заболеваний [2].

Сою возделывали в условиях среднего Поволжья в неорошаемых условиях, с применением органического удобрения навоза и ростостимулирующего, органоминерального удобрения Аминоата 10, для изучения их влияния на рост, развитие и формирование зерна [3]. В основе продуктивности сельскохозяйственных культур лежит синтез метаболитов, проходящий в растущих растениях и реализуемый с помощью различных физиологических процессов, изучение которых дает понимание закономерностей формирования урожая и его величины [3, 4]. Анализ происходящих процессов, протекающих от фазы к фазе физиологического развития, способствует отбору показателей в полной мере раскрывающих адаптационный потенциал с одной стороны, а с другой – неизменность метаболитов в развивающихся растениях [5]. Растянутый период генеративного развития, совмещенный с вегетативным ростом, и особенности процессов азотфиксации делают зернобобовые культуры чувствительными к стрессовым факторам среды [6]. Отсюда, динамические процессы накопления и перераспределения веществ в зеленых растениях зернобобовых культур являются ключевыми в понимании формирования продуктивности [7]. Изучение взаимозависимостей и связей биохимических показателей качества зеленой части растений и зерна сои [8] для установления их вклада в урожайность зерна в условиях Среднего Поволжья, является актуальной задачей.

Цель исследований: определить влияние органического удобрения – навоза и ростостимулирующего, органоминерального удобрения Аминоата 10 на урожайность и содержание белка, жира, клетчатки, сухого вещества, золы зеленой массы растений в фазах бутонизации и бобообразования, а также в зерне сои.

Материалы и методы. Исследования проводили в 2021-2023 годах. Погодные условия, сложившиеся за годы исследования, отличались от среднемноголетних значений и характеризовались как не совсем благоприятные, но давшие возможность получить хороший урожай [9]. Данный опыт проходил на территории Тереньгульского района который располагается на границе Самарской области.

Cорт сои Самер 1. (Glycine max (L.) Merr.) Группа: Масличные. Срок созревания раннеспелый, Высота растения 65 см. Содержание белка 27,4-37,6%. Масса 1000 зерён 124,0-166,6 г. Масличность 21,7-24,2%. Включен в Госреестр по Средневолжскому (7) региону. [10]. Урожайность сои сорта Самер1 в богарных условиях лесостепи Среднего Поволжья в 2016-2018 гг. составила 2,00-2,21 т/га [10]. В опыте, проводимом в Самарском ГАУ, высеивался районированный сорт сои Самер 1, в 2020 г. получена урожайность 1,26 т/га [11].

Агротехника на опытном участке соответствовала общепринятой для возделывания сои в данной зоне [12]. Посев проводился в оптимальные сроки – первую декаду мая [11]. Посевная площадь делянки 80 м², учетная – 1 м², повторность трехкратная.

Изучались: фон без удобрений (естественный), фон с разбрасыванием навоза 30 т/га [12], применение антистрессового биологически активного препарата Аминокат 10 [13], в трех увеличивающихся концентрациях.

Навоз содержит до 0,2-0,3% азота, 75-90% органического вещества, в том числе гуминовых кислот и других легко и трудно разлагающихся компонентов. Перепревший навоз вносили 30 т/га в физическом весе перед посевом.

Аминокат (Aminocat) 10% – это ростостимулирующее, органоминеральное удобрение на основе экстракта морских водорослей, обогащенное аминокислотами, азотом, фосфором и калием для стимуляции роста и развития растений [14]. Состав: азот (N) – 3%; фосфор (P₂O₅) – 1%; калий (K₂O) – 1%; свободные аминокислоты (до 16 наименований) – 10%. Очень быстро восстанавливает иммунитет, активизирует физиологические процессы и стимулирует развитие растений. Концентрация, которая рекомендуется производителем ‒ 2,5 л/га или 0,25 мл на 1 м² (I концентрация), для получения необходимой концентрации 25 мл препарата выливали в 10 л воды. Приготовленный раствор рассчитан на 100 м². Соответственно, увеличивающаяся двукратная (II) 0,5 мл на 1 м² и трехкратная (III) 0,75 мл на 1 м². Обработка производилась однократно, когда растения достигали 7-10 см в высоту [13].

Определение биохимических показателей качеств зелёных растений и зерна проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия») [15, 16] в аккредитованной испытательной аналитической лаборатории «Центр».

Математическую обработку полученных результатов осуществляли, используя дисперсионный анализ по методике Б А. Доспехова [16] с применением компьютерной программы STAT-1.

Результаты исследований. Результаты определения биохимических показателей зеленой массы растений, в зависимости от применения навоза и Аминоката 10 представлены в таблице 1.

 

Таблица 1

Содержание биохимических показателей – белка, жира, клетчатки, сухого вещества и золы в зеленой массе растений сои сорта Самер1, в среднем за период изучения

Вариант обработки		Белок, %	Жир, %	Клетчатка, %	Сухое вещество, %	Зола, %
Фаза бутонизация
Без удобрений		11,3	3,04	29,0	16,7	7,82
Навоз, 30 т/га		12,6	3,15	31,0	17,5	8,03
Аминокат, 10%	25 мл/100 м2	11,6	3,02	29,7	16,8	8,04
	50 мл/100 м2	12,8	3,17	31,0	17,2	8,51
	75 мл/100 м2	12,5	3,15	30,2	17,0	8,22
Среднее по Аминокату		12,3	3,11	30,3	17,0	8,25
Фаза бобообразование
Без удобрений		12,7	3,35	29,1	16,2	7,06
Навоз, 30 т/га		14,2	3,47	31,1	17,0	7,28
Аминокат, 10%	25 мл/100 м2	13,1	3,41	29,8	16,4	7,31
	50 мл/100 м2	14,4	3,52	31,1	16,9	7,91
	75 мл/100 м2	14,1	3,44	30,3	16,7	7,72
Среднее по Аминокату		13,9	3,46	30,4	16,7	7,64
Коэффициент вариации, Сv, %		8,6	4,9	6,9	7,3	4,1

 

В фазе бутонизации в варианте без удобрений, содержание белка в зеленой массе растений находилось на уровне 11,3%, применение навоза увеличило содержание белка на 11,5%. Аминокат способствовал увеличению белка на 2,7% в I концентрации, на 13,3% во II концентрации, на 10,1% при III концентрации или на 8,8%, в среднем. По сравнению с неудобренном фоном, наибольшее превышение содержания белка отмечалось при применении навоза и II концентрации Аминоката, причем действие Аминоката превышало действие навоза на 1,6%.

Содержание жира при применении навоза по сравнению с вариантом без удобрений превосходило на 3,6%, при применении II концентрации Аминоката – на 4,3%, превышение действия Аминоката относительно навоза составило на 0,6%.

Определение клетчатки, сухого вещества и золы, по сравнению с неудобренном фоном, при воздействии навоза показало, что содержание были выше на 6,9; 4,8 и 2,7%, соответственно. Применение Аминоката во II концентрации превысило значение по сравнению с неудобренном фоном, на 6,9; 3,0 и 8,8%, соответственно. По сравнению с неудобренном фоном, содержание клетчатки имело одинаковые показатели, как при применении навоза, так и при внесении Аминоката. Сухого вещества содержалось больше при воздействии навоза, чем при Аминокате в 1,8 раза. Превышение содержания золы отмечалось при применении II концентрации Аминоката, по сравнению с навозом, превышение составило 30,7%

Так, в фазе бутонизации, при определении всех изученных параметров, из применявшихся трех концентраций Аминоката, наибольшее действие оказала II концентрация, по сравнению с вариантом без удобрений. При сравнении действия навоза и Аминоката на содержание белка и жира воздействие было большим у Аминоката на 1,6% и 0,6%, соответственно. На содержание клетчатки воздействие оказалось в равной степени на 6,9%. На содержание сухого вещества воздействие навоза было большим на 1,8 раза, на содержание золы воздействие оказалось большим Аминоката на 30,7%.

В фазе бобообразования в варианте без удобрений, содержание белка в зеленой массе растений находилось на уровне 12,7%, применение навоза увеличило содержание белка на 11,8%. Аминокат способствовал увеличению белка на 3,1% в I концентрации, на 13,4% во II концентрации, на 11,0% при III концентрации или на 9,4%, в среднем. По сравнению с неудобренном фоном, наибольшее превышение содержания белка отмечалось при применении навоза и II концентрации Аминоката, причем действие Аминоката превышало действие навоза на 1,6%.

Содержание жира при применении навоза по сравнению с вариантом без удобрений превосходило на 3,6%, при применении II концентрации Аминоката – на 5,1%, превышение действия Аминоката относительно навоза составило 1,5 раза.

Определение клетчатки, сухого вещества и золы, по сравнению с неудобренном фоном, при воздействии навоза показало, что содержание были выше на 7,0; 4,9 и 3,1%, соответственно. Применение Аминоката во II концентрации превысило значение по сравнению с неудобренном фоном, на 7,0; 4,3 и 12,0%, соответственно. По сравнению с неудобренным фоном, содержание клетчатки имело одинаковые показатели, как при применении навоза, так и при применении Аминоката. Сухого вещества содержалось больше при воздействии навоза, чем Аминоката в 14,0%. Превышение содержания золы отмечалось при применении II концентрации Аминоката, по сравнению с навозом, превышение составило 6,0%

Так, в фазе бобообразования, при определении содержания всех изученных параметров, из применявшихся трех концентраций Аминоката, наибольшее действие оказала II концентрация, по сравнению с вариантом без удобрений. При сравнении оказания действия применения навоза и Аминоката, то на содержание белка и жира воздействие было большим у Аминоката на 1,6% и 1,5 раза, соответственно. На содержание клетчатки воздействие оказалось в равной степени на 7,0%. На содержание сухого вещества воздействие навоза было большим на 14,0%, на содержание золы воздействие оказалось большим Аминоката на 6,0%.

Таким образом, как в фазе бутонизации, так и бобообразования изученные показатели имели большее значение при воздействии навоза и Аминоката в трех изученных концентрациях по сравнению с вариантом без удобрений. Содержание белка и жира в зеленой массе растений было большим при воздействии Аминоката, по сравнению с навозом на 1,6% и до 1,5 раза. На содержание клетчатки воздействие оказалось в равной степени до 7%. На содержание сухого вещества воздействие навоза было большим до 14%, на содержание золы воздействие оказалось большим Аминоката до 30%.

Сравнительный анализ величин, полученных в фазы бутонизации и бобообразования, показал, что содержание белка и жира увеличилось на 12,5 и 11,0%, клетчатки увеличилось незначительно на 0,3%, а содержание сухого вещества и золы уменьшилось на 2,9 и 7,0%, соответственно.

Результаты изучении урожайности, содержания белка, жира, клетчатки и золы в зерне сои в зависимости от применения навоза и Аминоката представлены в таблице 2.

 

Таблица 2

Урожайность и биохимические показатели качества зерна сои полной спелости, в среднем за период изучения

Вариант обработки		Урожайность,		Белок, %	Жир, %	Клетчатка, %	Зола, %
		т/га	±
Без удобрений		12,1	–	33,1	18,1	5,02	6,01
Навоз, 30 т/га		13,2	+1,1	34,9	19,3	5,84	6,55
Аминокат, 10%	25 мл/100 м2	12,8	+0,7	34,2	19,2	5,46	6,04
	50 мл/100 м2	13,8	+1,7	34,6	19,8	5,75	6,51
	75 мл/100 м2	12,6	+0,5	33,5	18,7	5,23	6,22
Среднее по Аминокату		13,1	+1,0	34,1	19,2	5,48	6,26
НСР 05		2,1	–	0,8	1,1	3,4	1,4

 

Данные таблицы 2 показывают, что в зерне полной спелости в варианте без удобрений, урожайность находилось на уровне 12,1%, применение навоза увеличило урожайность зерна на 9,1%. Аминокат способствовал увеличению урожайности на 5,8% в I концентрации, на 14,1% во II концентрации, на 4,1% при III концентрации или на 8,3%, в среднем. По сравнению с неудобренном фоном, наибольшее превышение урожайности отмечалось при применении навоза и II концентрации Аминоката, причем действие Аминоката превышало действие навоза на 4,5%.

Содержание жира в семенах сои полной спелости при применении навоза по сравнению с вариантом без удобрений превосходило на 6,6%, при применении II концентрации Аминоката – на 9,4%, превышение действия Аминоката относительно навоза составило 2,6%.

Определение содержания белка, клетчатки и золы, по сравнению с неудобренном фоном, при воздействии навоза показало, что оно было выше на 5,4; 16,3 и 9,0%, соответственно. Применение Аминоката во II концентрации превысило значение изучаемых показателей по сравнению с неудобренном фоном, на 4,5; 14,5 и 8,3%, соответственно. Воздействие навоза на содержание белка, клетчатки и золы оказалось большим, чем при Аминокате, на 0,9; 1,5 и 0,6%, соответственно.

Так, величина урожайности и содержание жира, по сравнению с неудобренным фоном имели значения выше при применении ростостимулирующего, органоминерального удобрения Аминоката во II концентрации на 14,1 и 9,4%, и по сравнению с навозом на 4,5% и 2,6%, соответственно.

На содержание белка, клетчатки и золы оказал большее воздействие навоз, по сравнению с неудобренном фоном, на 5,4; 16,3 и 9,0%, и с Аминокатом, на 0,9; 1,5 и 0,6%, соответственно.

Заключение. Представлены результаты изучения влияния применения навоза и ростостимулирующего удобрения Аминоката на урожайность и содержание белка, жира, клетчатки, сухого вещества, золы зеленой массы растений в фазах бутонизации и бобообразования, а также в зерне сои.

Как в фазе бутонизации, так и бобообразования изученные показатели имели большее значение при воздействии навоза и Аминоката в трех увеличивающихся концентрациях по сравнению с вариантом без удобрений. Содержание белка и жира в зеленой массе растений, по сравнению с навозом, было большим при воздействии Аминоката на 1,6% и до 1,5 раза. На содержание клетчатки воздействие изучаемых удобрений оказалось одинаковым – 7%. Воздействие навоза по сравнению с Аминокатом на содержание сухого вещества было большим на 14%, на содержание золы меньшим – до 30%.

Сравнительный анализ величин, полученных в физиологических фазах, показал, что в фазу бобообразования содержание белка и жира было выше на 12,5 и 11,0%, превышение содержания клетчатки было незначительным на 0,3%, а содержание сухого вещества и золы уменьшилось на 2,9 и 7,0%, соответственно.

Так, величина урожайности и содержание жира, по сравнению с неудобренным фоном имели значения выше при применении ростостимулирующего, органоминерального удобрения Аминоката во II концентрации на 14,1 и 9,4%, и по сравнению с навозом на 4,5% и 2,6%, соответственно.

На содержания белка, клетчатки и золы в зерне сои оказал большее воздействие навоз, по сравнению с неудобренном фоном, на 5,4; 16,3 и 9,0%, и с Аминокатом, на 0,9; 1,5 и 0,6%, соответственно.

Исследования показали, что применение навоза обеспечивает равномерное образование активных клубеньков на корнях растений [3] и увеличение урожайности, содержания белка, клетчатки и золы в зерне, ростостимулирующее, органоминеральное удобрение Аминокат 10 может быть применим при возделывании сои не в рекомендованной производителем концентрации для всех других культур – 25 мл/100 м², а в большем количестве – 50 мл/100 м², так как данная концентрация в большей мере обеспечила рост значений изученных показателей.

В засушливых условиях среднего Поволжья расширение посевных площадей сои сдерживается из-за ее низкой и нестабильной по годам урожайности. В первую очередь, это вызвано недостаточным количеством доступной влаги в почве. Основное условие для эффективного выращивания сои в лесостепи Среднего Поволжья – это применение технологий возделывания культуры, адаптированных к условиям региона с применением органических, ростостимулирующих, органоминеральных удобрений.

Об авторах

Наталья Павловна Бакаева

Самарский государственный аграрный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: bakaevanp@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4784-2072

доктор биологических наук

Россия, Усть-Кинельский, Самарская область

Борис Алексеевич Демидюкъ

Самарский государственный аграрный университет

Email: borisdemiduk@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-8867-5812

студент

Россия, Усть-Кинельский, Самарская область

Список литературы

Дополнительные файлы