Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩЕЙ АГРОРУДЫ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР

Уромова И.П. 1 Копосова Н.Н. 1
1 ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы Минина»
В работе рассмотрены результаты исследований о влиянии высококремнистой породы диатомита Инзенского месторождения на биологическую продуктивность и некоторые показатели качества двух злаковых культур – яровой пшеницы и кукурузы. Результаты получены в двухфакторном вегетационном опыте, заложенном на светло-серой лесной легкосуглинистой почве. Фактором А явилась доза диатомита, фактором В – наличие фона полного минерального удобрения, а фактором АВ – взаимодействие вышеупомянутых условий. Результатами экспериментов было показано влияние кремнийсодержащего вещества на продуктивность яровой пшеницы и кукурузы, а также на некоторые их показатели, потенциально зависимые от содержания доступного кремния в почве. Установлено, что в условиях вегетационного опыта наиболее эффективной дозой диатомита оказывается одинарная или двойная доза для растений яровой пшеницы (1,5-3,0 г/кг) и тройная (6,0 г/кг) для растений кукурузы.
яровая пшеница
кукуруза
вегетационный опыт
биопродуктивность культур
структура урожая
диатомит
1. Вернадский В.И. Биосфера (Избранные труды по биогеохимии). – М.: Мысль, 1967. – 374 с.
2. Влияние диатомита на урожайность и качество овощной продукции / А.Х. Куликова [и др.] // Агрохимия. – 2004. – № 2. – С. 52-58.
3. Козлов А.В. Влияние высококремнистых пород на структуру, численность и ферментативную активность целлюлозосапротрофного микробного пула дерново-подзолистой почвы в условиях выращивания озимой пшеницы и картофеля / А.В. Козлов, А.Х. Куликова // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. – 2016. – № 1 (33). – С. 56-65.
4. Козлов А.В. Влияние диатомита на биопродуктивность зерновых культур и численность микробного сообщества почвы / А.В. Козлов // Агрохимический вестник. – 2012. – № 5. – С. 39-42.
5. Козлов А.В. Влияние кремнийсодержащих стимуляторов роста на биологическую продуктивность и показатели качества озимой пшеницы и картофеля / А.В. Козлов, И.П. Уромова, А.Х. Куликова // Вестник Мининского университета. – 2011. – № 1-1 (13). – С. 31.
6. Козлов А.В. Роль и значение кремния и кремнийсодержащих веществ в агроэкосистемах / А.В. Козлов, А.Х. Куликова, Е.А. Яшин // Вестник Мининского университета. – 2015. – № 2 (10). – С. 23.
7. Козлов А.В. Физиологическое значение кремния в онтогенезе культурных растений и при их защите от фитопатогенов / А.В. Козлов, И.П. Уромова, Е.А. Фролов, К.Ю. Мозолева // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 1. – С. 39.
8. Козлов А.В. Экологическая оценка влияния диатомита на фитоценоз и состояние почвенно-биотического комплекса светло-серой лесной легкосуглинистой почвы / диссертация канд. биол. наук: 03.02.08 / Российский государственный аграрный университет. – Н. Новгород: НГСХА, 2013. – 182 с.
9. Матыченков В.В. Роль подвижных соединений кремния в растениях и в системе почва-растение: автореф. дис. … докт. биол. наук: 03.00.12, 03.00.27 / Матыченков Владимир Викторович – Пущино, 2008. – 34 с.
10. Пашкевич Е.Б. Роль кремния в питании растений и в защите сельскохозяйственных культур от фитопатогенов / Е.Б. Пашкевич, Е.П. Кирюшин // Проблемы агрохимии и экологии. – 2008. – № 2. – С. 52-57.

В последнее время в прикладной агрономии становится все более актуальным вопрос повышения потенциальной продуктивности сельскохозяйственных культур за счет применения нетрадиционных источников их минерального питания. В то же время, возрастающий интерес к изучению силикатных агроруд, несмотря на всеобщую признанность значимости кремния в жизни растений и животных [1], до сих пор наталкивается на научный стереотип о биохимической инертности кремниевых соединений [8]. Это приводит к низкой информированности сельхозтоваропроизводителя о возможности улучшения агрономических свойств почв [3, 6, 9] и повышения продуктивности культурных растений [2, 4, 5] за счет внесения в почву таких природных веществ, как диатомиты.

Вместе с тем данные вещества, по сути являющиеся опал-криста-балитовыми породами осадочного генезиса, содержат более 80 % SiO2, наполовину представленного аморфной формой, наиболее подверженной внутрипочвенному разложению и высвобождению кремния в виде силикат-аниона, способного оказывать действие на кислотность почвы, ее микробное состояние, подвижность почвенных фосфатов, а также на продуктивность и устойчивость сельскохозяйственных культур [7, 10].

Цель исследования

В рамках данной проблемы была поставлена задача изучить в условиях вегетационного опыта влияние различных доз диатомита на продуктивность зерновых культур.

Материалы и методы исследования

В сезон 2015 г. в рамках единой темы и схемы было заложено два вегетационных опыта с яровой пшеницей сорта Курская 2038 и кукурузы сорта РООС-299 с увеличивающейся дозой диатомита как на фоне полного минерального удобрения, так и без него (табл. 1).

Таблица 1

Схемы вегетационных опытов

варианта

Сокращенное

название варианта

Полное название варианта

опыт 1 – яровая пшеница

опыт 2 – кукуруза

1

К

контроль, без удобрений

контроль, без удобрений

2

Д1

диатомит – 1,5 г/кг

диатомит – 2,0 г/кг

3

Д2

диатомит – 3,0 г/кг

диатомит – 4,0 г/кг

4

Д3

диатомит – 4,5 г/кг

диатомит – 6,0 г/кг

5

Д4

диатомит – 6,0 г/кг

диатомит – 8,0 г/кг

6

Фон

NРК – фон по 0,2 г/кг д.в.

NРК – фон по 0,4 г/кг д.в.

7

Ф + Д1

фон + диатомит – 1,5 г/кг

фон + диатомит – 2,0 г/кг

8

Ф + Д2

фон + диатомит – 3,0 г/кг

фон + диатомит – 4,0 г/кг

9

Ф + Д3

фон + диатомит – 4,5 г/кг

фон + диатомит – 6,0 г/кг

10

Ф + Д4

фон + диатомит – 6,0 г/кг

фон + диатомит – 8,0 г/кг

Опыт был заложен на светло-серой лесной легкосуглинистой почве (АПАХ); в опыте использованы сосуды Митчерлиха с набивкой по 5 кг почвы под пшеницу и по 10 кг под кукурузу. Пшеницу убирали в фазу полной спелости зерна, кукурузу – в технической спелости на зеленую биомассу. Срок вегетации составил: для пшеницы – 85 дней, для кукурузы – 81 день. Опыт двухфакторный, биологическая и аналитическая повторность в опыте четырехкратная.

Изучаемый диатомит Инзенского месторождения по химическому составу содержит ( % на сухое вещество): общего SiO2 – 82,5, в том числе аморфного SiO2 – 42,0; Р2О5 – 0,05; К2О – 1,06; СаО – 0,28; MgO – 0,76 и другие химические элементы (5). В качестве NPK-фона использовали аммиачную селитру (34,0 %), простой суперфосфат (26,0 %) и хлористый калий (58,0 %).

Результаты исследования и их обсуждение

В дальнейшем определяли степень влияния доз диатомита на урожайность злаковых культур, на содержание сухого вещества и высоту растений.

Так, в опыте установлено влияние диатомита на продуктивность яровой пшеницы (табл. 2).

Таблица 2

Влияние диатомита на продуктивность яровой пшеницы, г возд.-сух. вещества/сосуд

п/п

Варианты

Общая биомасса

Зерно

З : С

Хср.

действие

NPK-удобрений

(фактор А)

действие

диатомита

(фактор В)

Хср.

действие

удобрений

(фактор А)

действие

диатомита

(фактор В)

1

К

42,8

15,6

1 : 1,7

2

Д1

42,9

0,1

17,9

2,3

1 : 1,4

3

Д2

43,5

0,7

17,2

1,6

1 : 1,5

4

Д3

43,8

1,0

18,6

3,0

1 : 1,4

5

Д4

43,7

0,9

16,7

1,1

1 : 1,6

6

Фон

47,5

4,7

16,8

1,2

1 : 1,8

7

Ф + Д1

47,9

5,0

0,4

20,5

2,6

3,7

1 : 1,3

8

Ф + Д2

48,6

5,1

1,1

19,3

2,1

2,5

1 : 1,5

9

Ф + Д3

49,1

5,3

1,6

18,7

0,1

1,9

1 : 1,6

10

Ф + Д4

49,4

5,7

1,9

18,6

1,9

1,8

1 : 1,7

НСР05

3,5

0,8

0,9

3,1

0,8

2,5

 

Общая биомасса растений пшеницы незначительно увеличивается уже при минимальной дозе диатомита. При этом установлено более активное его действие на удобренном фоне: двойная доза на фоне NPK дает 2,3 % прибавки, а четырехкратная – 4 %, в то время как на неудобренном фоне двукратное увеличение дозы дает только 1,6 % прибавки, а четырехкратное – 2,1 %. Кроме того, на неудобренном фоне статистически достоверную прибавку дает трехкратное увеличение дозы диатомита, на фоне удобрений – двукратное.

Аналогичная картина наблюдается и в отношении зерна пшеницы. Достоверная прибавка в массе зерна получена при тройной дозе кремниевого вещества на неудобренном фоне и при одинарной дозе на фоне полного удобрения культуры. Действие удобрений (фактор А) как на общую биомассу, так и массу зерна становится достоверным уже при минимальной дозе диатомита. При повышении дозы кремнийсодержащего вещества закономерно увеличивается соотношение зерна и соломы, которое оказывается чуть шире на фоне NPK-удобрений.

Изучаемый диатомит также оказал свое действие на урожайность растений кукурузы (табл. 3).

Таблица 3

Влияние диатомита на урожайность биомассы кукурузы, г возд.-сух. вещества/сосуд

Варианты

Общая биомасса

Листья

Стебли

Хср.

действие NPK-удобрений

(фактор А)

действие

диатомита

(фактор В)

Хср.

действие

удобрений

(фактор А)

действие

диатомита

(фактор В)

Хср.

действие

удобрений

(фактор А)

действие

диатомита (фактор В)

К

44,8

17,6

27,2

Д1

49,6

4,8

21,7

4,1

27,9

0,7

Д2

54,2

9,4

23,7

6,1

30,5

3,3

Д3

55,1

10,3

23,4

5,8

31,7

4,5

Д4

51,7

6,9

22,3

4,7

29,4

2,2

Фон

148,2

103,4

61,5

43,9

86,7

59,5

Ф + Д1

158,5

108,9

10,3

69,1

47,4

7,6

89,4

61,5

2,7

Ф + Д2

160,7

106,5

12,5

66,9

43,2

5,4

93,8

63,3

7,1

Ф + Д3

168,6

113,5

20,4

72,5

49,1

11,0

96,1

64,4

9,4

Ф + Д4

164,8

113,1

16,6

73,5

51,2

12,0

91,3

61,9

4,6

НСР05

18,6

8,4

12,7

11,7

5,5

8,7

14,9

6,7

7,2

При этом, в сравнении с действием на растения пшеницы, в отношении листостебельной биомассы кукурузы влияние диатомита проявляется сильнее именно на неудобренном фоне: прибавка в массе только на 11 % при максимальной дозе на фоне NPK и на 15 % на неудобренном фоне. Математически обоснованную прибавку общей биомассы кукурузы дает удобренный фон в совокупности с тройной дозой диатомита. В целом максимальное действие на общую продуктивность растений кукурузы наблюдается при тройной дозе диатомита как на фоне удобрений, так и без них.

Четырехкратная доза диатомита оказывает свое максимальное действие в отношении именно листовой части растений кукурузы по сравнению со стеблевой: прибавка в массе листьев на 27 % на неудобренном фоне (стеблей только на 8 %), в то время как на фоне полного удобрения на 20 % (стеблей только на 5 %). При этом статистически оправданной и наиболее эффективной дозой диатомита на фоне удобрений оказалась тройная доза как для листьев, так и для стеблей.

Помимо общего повышения биомассы кукурузы, диатомит сказался и на некоторых сопутствующих показателях растений (табл. 4).

Таблица 4

Влияние диатомита на высоту растений кукурузы и содержание сухого вещества в надземной биомассе

п/п

Вари-анты

Высота растений, см

Содержание сухого вещества, %

листья

стебли

Хср.

действие NPK-удобрений

(фактор А)

действие

диатомита

(фактор В)

Хср.

действие

удобрений

(фактор А)

действие

диатомита

(фактор В)

Хср.

действие

удобрений

(фактор А)

действие

диатомита

(фактор В)

1

К

90,0

23,5

14,4

2

Д1

96,0

6,0

26,3

2,8

14,7

0,3

3

Д2

106,3

16,3

28,6

5,1

14,6

0,2

4

Д3

117,7

27,7

26,9

3,4

14,8

0,4

5

Д4

121,7

31,7

27,6

4,1

14,5

0,1

6

Фон

154,0

64,0

24,3

0,8

16,4

2,0

7

Ф + Д1

157,7

61,7

3,7

26,8

0,5

2,5

16,8

2,1

0,4

8

Ф + Д2

165,0

58,7

11,0

28,9

0,3

4,6

17,2

2,6

0,8

9

Ф + Д3

163,3

45,6

9,3

29,7

2,8

5,4

18,4

3,6

2,0

10

Ф + Д4

161,3

39,6

7,3

30,5

2,9

6,2

18,2

3,7

1,8

НСР05

15,3

6,8

10,8

4,7

2,1

3,4

2,6

0,9

1,3

Увеличение высоты растений начинается уже при минимальной дозе диатомита, в то время как максимальное вытягивающее действие определено в варианте с полным удобрением без диатомита (удлинение растений на 71 % по сравнению с контролем). Действие диатомита (фактор В) оказывается более эффективным на неудобренном фоне, но статистически достоверный прирост растений наблюдается уже при двойной дозе вещества как на фоне полного минерального удобрения, так и без него.

В отношении содержания сухого вещества диатомит сильнее проявляет свое действие именно на листовой массе: его максимальная доза повышает содержание сухого вещества в листьях на 17 % на неудобренном фоне (в стеблях только на 0,7 %) и на 26 % на фоне NPK (в стеблях только на 11 %). При этом фактор В в листовой биомассе оказывается математически оправданным уже при двукратном увеличении дозы диатомита как на фоне удобрений, так и без них. Действие диатомита на сухое вещество в стеблях статистически достоверно при тройной дозе на фоне удобрений.

Заключение

Таким образом, результатами опыта было показано влияние кремнийсодержащего вещества на продуктивность яровой пшеницы и кукурузы, а также на некоторые их показатели, потенциально зависимые от содержания доступного кремния в почве. Установлено, что в условиях вегетационного опыта наиболее эффективной дозой диатомита оказывается одинарная или двойная доза для растений яровой пшеницы (1,5-3,0 г/кг) и тройная (6,0 г/кг) для растений кукурузы.


Библиографическая ссылка

Уромова И.П., Копосова Н.Н. ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩЕЙ АГРОРУДЫ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 6-5. – С. 908-911;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=9725 (дата обращения: 26.09.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074