Russian Federation
UDK 631.81 Общие вопросы. Питание растений. Элементы питания растений. Производство и применение удобрений
The research was carried out in order to study the effectiveness of the use of various new sulfur-containing fertilizers on sunflower crops in the soil and climatic conditions of the Republic of Tatarstan. Field experiments were conducted in 2023 on the basis of Agrobiotechnopark LLC (Narmonka village, Laishevsky Municipal District of the Republic of Tatarstan), laboratory analyses were carried out at the Center for Agroecological Research of the Kazan State Agrarian University. According to the research results, it was found that the introduction of 150 kg/ha of sulfur bentonite in the studied hybrids provides the growth capacity of cotyledonous leaflets by 26.3 and 29.4 %, respectively, compared with the control version of the experiment. When sulfur bentonite is applied at a dose of 150 kg/ha, the plant height of the studied Anthemis and Terramis hybrids increases by 4 and 7 cm (+3 and 5.6 %) compared with the control variant, and plant safety increases by 1.4 and 0.7 %, respectively. But the maximum values in terms of height and plant safety were obtained using the ammonium sulfate application option of 100 kg / ha, which is explained by the greater need for sunflower nitrogen than sulfur. The mass of productive seeds from one basket, depending on the hybrids studied and the fertilizers applied, ranged from 69 g in the control to 98 g in the last version of the experiment, which is 43% higher compared with the option without adding sulfur bentonite.
sunflower, ammonium sulfate, sulfur bentonite, biological yield, field germination, height and safety of plants
Введение. При производстве подсолнечника одним из наиболее важных вопросов является оптимизация минерального питания. В условиях Республики Татарстан, одним из важнейших лимитирующих урожайность факторов является дефицит элементов питания, в том числе и серы, в почве [1, 2, 3]. Именно поэтому разработка приемов, позволяющих обеспечить потребности растений в макро- и микроэлементах, имеет важное научное и производственное значение. При этом, значительную роль в решении данной задачи могут сыграть и природные минералы [4, 5, 6].
Применение удобрений, содержащих серу и природные материалы позволяет значительно расширить возможности регулирования продукционных процессов в посевах подсолнечника и обеспечить получения стабильных урожаев с хорошими качественными характеристиками. При внесении в почву серосодержащих удобрений растет не только урожайность, но и улучшаются качественные характеристики продукции [7, 8, 9].
Сера улучшает использование растениями азота и фосфора, участвует в образовании хлорофилла, в азотном и углеводном обмене веществ, в процессах дыхания и синтезе жиров, повышает устойчивость к засухе и болезням. Она усиливает рост и развитие растений, стимулирует образование клубеньковых бактерий на корнях у бобовых культур. Дефицит же серы на 40 процентов снижает не только фотосинтез, но и урожайность [10].
Цель исследований – повышение продуктивности подсолнечника на основе разработки технологии применения серного бентонита в почвенно-климатических условиях Республики Татарстан.
Условия, материалы и методы. Полевые опыты проводились на типичных серых лесных почвах со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса по Тюрину 3,0 %, подвижного фосфора очень высокое (250 мг/кг) и обменного калия повышенное (145 мг/кг по Кирсанову). Содержание серы в почвах опытного участка низкое (6 мг/кг почвы). Реакция почвенной среды была близка к нейтральной (рНсол. 6,6).
Агрометеорологические условия вегетационного периода 2023 г. отличались от среднемноголетних данных. Температура воздуха в мае, июле и августе была выше среднемноголетних данных. В мае выпало 46,79 мм осадков, что выше среднемноголетних на 23 %, но в июне выпало всего лишь 6 мм, что составляет 10 % от нормы, а в июле и августе лишь 53 и 37 % соответственно от нормы (табл. 1).
Таблица 1 – Метеоданные за вегетационный период 2023 г.
|
Месяцы |
Температура, °С |
Осадки |
||||
|
факт. |
норма |
отклонение от нормы |
факт. |
норма |
% |
|
|
Май |
11,63 |
|
|
33,27 |
|
|
|
15,79 |
|
|
0 |
|
|
|
|
20,65 |
|
|
13,52 |
|
|
|
|
+16,02 |
+14,0 |
+2,02 |
46,79 |
38 |
123,1 |
|
|
Июнь |
16,05 |
|
|
5,22 |
|
|
|
15,55 |
|
|
0,29 |
|
|
|
|
17,23 |
|
|
0,57 |
|
|
|
|
+16,28 |
+18,3 |
-2,02 |
6,08 |
57 |
10,7 |
|
|
Июль |
23,88 |
|
|
0,29 |
|
|
|
18,91 |
|
|
8,12 |
|
|
|
|
21,65 |
|
|
24,66 |
|
|
|
|
+21,48 |
+20,5 |
+0,98 |
33,07 |
62 |
53,3 |
|
|
Август |
23,35 |
|
|
0 |
|
|
|
22,72 |
|
|
8,4 |
|
|
|
|
14,37 |
|
|
12,04 |
|
|
|
|
+20,15 |
+18,0 |
+2,15 |
20,44 |
55 |
37,2 |
|
|
Сентябрь |
15,40 |
|
|
0,84 |
|
|
|
13,82 |
|
|
0 |
|
|
|
|
15,58 |
|
|
0 |
|
|
|
|
+14,93 |
+12,3 |
+2,63 |
0,84 |
50 |
1,68 |
|
|
За вегетацию |
17,77 |
16,62 |
+1,15 |
107,22 |
262 |
40,9 |
Агроклиматические параметры вегетационного периода 2023 года отличались периодически засушливыми явлениями, что отразилось на формировании урожая.
Схема опыта:
1.Контроль (N24 P24 K24);
2. NPK + Сульфат аммония, 100 кг/га под предпосевную культивацию (контроль для серных удобрений);
3. NPK + Серный бентонит, 50 кг/га под предпосевную культивацию;
4. NPK + Серный бентонит, 100 кг/га под предпосевную культивацию;
5. NPK + Серный бентонит, 150 кг/га под предпосевную культивацию.
Объектом исследований были гибриды подсолнечника Антемис и Террасми.
Серный бентонит вносили после предпосевной культивации сеялкой на глубину 8-10 см. Удобрение бентонит содержит 90% элементарной серы.
Площадь опытных делянок – 50 м², учетных площадь – 25 м2. Повторность вариантов в опыте – трехкратная.
Результаты и обсуждение. Минеральные удобрения и серосодержащий бентонит существенного влияния на посевную всхожесть не оказали, поскольку между пятью вариантами опыта она была математически не доказуемой. Тем не менее, мощность роста всходов существенно отличалась в пользу внесения серосодержащих удобрений (сульфат аммония 100 кг/га и серный бентонит 150 кг/га) (табл. 2 и 3).
Таблица 2 – Влияние минеральных удобрений и серного бентонита на полевую всхожесть подсолнечника и мощность роста всходов (гибрид Антемис)
|
Вариант |
Количество всходов, шт./м2 |
Полевая всхожесть, % |
Мощность роста всходов, г/растение |
|
Контроль (Фон NPK) |
4,60 |
83,6 |
0,19 |
|
Фон NPK+ Сульфат аммония, 100 кг/га |
4,66 |
84,7 |
0,25 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 50 кг/га |
4,63 |
84,1 |
0,21 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 100 кг/га |
4,70 |
85,4 |
0,23 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 150 кг/га |
4,72 |
85,8 |
0,24 |
|
НСР05 |
0,08 |
|
|
Таблица 3 – Влияние минеральных удобрений и серного бентонита на полевую всхожесть подсолнечника и мощность роста всходов (гибрид Террамис)
|
Вариант |
Количество всходов, шт./м2 |
Полевая всхожесть, % |
Мощность роста всходов, г/растение |
|
Контроль (Фон NPK) |
4,58 |
83,2 |
0,17 |
|
Фон NPK+ Сульфат аммония, 100 кг/га |
4,61 |
83,8 |
0,23 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 50 кг/га |
4,64 |
84,3 |
0,20 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 100 кг/га |
4,69 |
85,2 |
0,22 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 150 кг/га |
4,70 |
85,4 |
0,22 |
|
НСР05 |
0,09 |
|
|
Так, на контрольном варианте опыта с внесением азофоски (150 кг/га) из 55 тыс. шт./га высеянных всхожих семян полноценные всходы дали 46 и 45 тыс. шт. (полевая всхожесть 83,6 и 83,2 % соответственно по гибридам). На последнем варианте опыта с дополнительным внесением серного бентонита с нормой расхода 150 кг/га по изучаемым гибридам количество всходов увеличивается до 47 тыс. шт./га. Полевая всхожесть была увеличена на 2,2 % по сравнению с контрольным вариантом опыта.
Наиважнейшим показателем формирования высокопродуктивных подсолнечниковых агроценозов является мощность роста семядольных листочков, поскольку переход растений на автотрофное питание зависит именно от этого показателя [11, 12].
Результаты анализа определения сухой массы семядольных листочков показывают существующую зависимость между двумя факторами роста и развития растений: чем выше полевая всхожесть, тем быстрее ускоряются фазы их развития. Например, внесение 150 кг/га серного бентонита по изучаемым гибридам обеспечивает мощность роста семядольных листочков на 26,3 и 29,4 % соответственно по сравнению с контрольным вариантом опыта. При этом, четко прослеживается такая закономерность как: чем выше норма внесения серного бентонита, тем быстрее происходит переход растений на автотрофное питание, которое является основным условием формирования высокопродуктивных агроценозов изучаемой культуры.
Но в тоже время стоит отметить, что вариант с внесением азотосодержего удобрения (сульфат аммония 100 кг/га) по мощности роста незначительно превосходил варианты с внесением серного бентонита.
Подсолнечниковое растительное сообщество, называемое агроценозом, обладает очень высокой способностью саморегулирования, так как к концу вегетационного периода к уборке урожая разница по плотности стеблестоя нивелируется на уровне 43-44 тыс. шт./га. Другими словами, из 45-47 тыс. шт./га полученных всходов до уборки доходит 43-44 тыс. шт./га.
Столь значительный выпад растений подсолнечника объясняется не только снижением полевой всхожести из-за низкой влагообеспеченности, но и уничтожениям части растений в процессе ухода за посевами [13, 14, 15] (боронование и междурядная обработка) (табл. 4 и 5).
Таблица 4 – Высота и сохранность растений к уборке (гибрид Антемис)
|
Вариант |
Плотность стеблестоя перед уборкой, тыс. шт./га |
Сохранность растений, % к всходам |
Высота растений, см |
|
Контроль (Фон NPK) |
42,10 |
91,5 |
135 |
|
Фон NPK+ Сульфат аммония, 100 кг/га |
43,40 |
93,1 |
141 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 50 кг/га |
42,90 |
92,6 |
138 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 100 кг/га |
43,60 |
92,7 |
138 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 150 кг/га |
43,87 |
92,9 |
139 |
|
НСР05 |
0,98 |
|
2,7 |
Таблица 5 – Высота и сохранность растений к уборке (гибрид Террамис)
|
Вариант |
Плотность стеблестоя перед уборкой, тыс. шт./га |
Сохранность растений, % к всходам |
Высота растений, см |
|
Контроль (Фон NPK) |
42,40 |
92,5 |
125 |
|
Фон NPK+ Сульфат аммония, 100 кг/га |
43,60 |
94,5 |
135 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 50 кг/га |
43,50 |
93,7 |
128 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 100 кг/га |
43,90 |
93,6 |
130 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 150 кг/га |
43,85 |
93,2 |
132 |
|
НСР05 |
0,96 |
|
2,4 |
Как видно из таблиц 4 и 5 серосодержащие удобрения - сульфат аммония и серный бентонит оказали положительное влияние на сохранность растений и на развитие вегетативной массы подсолнечника (высота растений).
Так, при внесении серного бентонита в дозе 150 кг/га высота растений у изучаемых гибридов Антемис и Террамис увеличивается по сравнению с контрольным вариантом на 4 и 7 см (+3 и 5,6 %) а также увеличивается сохранность растений на 1,4 и 0,7 % соответственно. Но максимальные показатели по высоте и сохранности растений были получены на варианте внесения сульфата аммония 100 кг/га, что объясняется большей потребностью подсолнечника азота чем сере.
Изучение структуры урожая подсолнечника имеет огромное практическое значение, поскольку продуктивность этой культуры зависит от параметров корзинки (общего ее диаметра, продуктивной ее площади), количества и массы продуктивных семян в каждой корзинке и массы 1000 семянок (табл. 6 и 7).
Таблица 6 - Влияние различных доз серного бентонита на структуру урожая гибридного подсолнечника Антемис
|
Вариант |
Диаметр корзинки, см |
Масса семянок, г/корзинка |
Масса 1000 семянок, г |
Биологическая урожайность, т/га |
Влажность семянок, % |
|
Контроль (Фон NPK) |
19,9 |
69 |
64,3 |
2,90 |
13,5 |
|
Фон NPK+ Сульфат аммония, 100 кг/га |
20,4 |
89 |
68,7 |
3,86 |
14,6 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 50 кг/га |
20 |
80 |
64,1 |
3,43 |
13,8 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 100 кг/га |
21,3 |
92 |
67,3 |
4,01 |
14,8 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 150 кг/га |
21,4 |
98 |
71,5 |
4,30 |
15,7 |
|
НСР05 |
0,23 |
3,21 |
1,18 |
0,25 |
|
Среди всех анализируемых элементов структуры урожая подсолнечника, наиболее важным, является масса продуктивных семянок с одной корзинки, диапазон колебания которых по гибридам и вносимым удобрениям составляет от 69 г на контроле до 98 г на последнем варианте опыта, что на 43 % выше по сравнению с вариантом без внесения серного бентонита. Столь высокая разница в продуктивности корзинок является лучшим доказательством практической значимости применения серного бентонита.
Так как подсолнечник на формирование 1 т масличного сырья выносит из почвы 5 кг серы. С другой стороны, серые лесные почвы отличаются низким содержанием данного элемента питания.
Таблица 7 - Влияние различных доз серного бентонита на структуру урожая гибридного подсолнечника Террамис
|
Вариант |
Диаметр корзинки, см |
Масса семянок, г/корзинка |
Масса 1000 семянок, г |
Биологическая урожайность, т/га |
Влажность семянок, % |
|
Контроль (Фон NPK) |
19,4 |
64 |
63,5 |
2,71 |
12,8 |
|
Фон NPK+ Сульфат аммония, 100 кг/га |
20 |
87 |
67,6 |
3,79 |
14,0 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 50 кг/га |
19,7 |
74 |
64,5 |
3,22 |
13,5 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 100 кг/га |
19,9 |
88 |
69,8 |
3,86 |
14,5 |
|
Фон NPK+ Серный бентонит, 150 кг/га |
21,0 |
92 |
65,9 |
4,03 |
15,0 |
|
НСР05 |
0,22 |
2,65 |
1,14 |
0,22 |
|
Как видно из таблицы 6 и 7, по мере увеличения дозы внесения серного бентонита от 50 до 150 кг/га наблюдается тенденция увеличения диаметра корзинки и массы семян с одной корзинки. Но в то же время стоит отметить, что у гибрида Террамис, в связи с его биологическими особенностями, по мере увеличения этих параметров наблюдается тенденция снижения массы 1000 семянок.
Выводы. По результатам исследований было установлено, что подсолнечник обладает высокой реакцией на внесение серосодержащих удобрений. Так как по мере повышения норм внесения серного бентонита от 50 до 150 кг/га биологическая урожайность масличного сырья у гибрида Антемис увеличивается от 3,43 до 4,3 т/га, а у гибрида Террамис от 3,22 до 4,03 т/га. Более отзывчивым на внесение серосодержащих удобрений в полевых опытах оказался гибрид подсолнечника Анетемис.
1. Suleymanov S. R., Nizamov R. M. [Economic removal, coefficients of use of nutrients by sunflower depending on the use of biological preparations]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015; 10. 2(36): 151-155 http://doi.org/https://doi.org/10.12737/12558.
2. Sabirzyanov A. M., Sochneva S. V., Loginov N. A. [The relevance of the development of environmentally friendly technologies for the agricultural crops cultivation]. Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2017; 2(50): 26-29. EDN YNUGBP.
3. Goryanin O. I., Dzhangabaev B. Zh., Shcherbinina E. V. [Technologies of sunflower cultivation in arid conditions of the Volga region]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2022; 36. 2: 55-60. https://doi.org/https://doi.org/10.53859/02352451_2022_36_2_55.
4. Karimova L. Z., Kolesar V. A., Safin R. I. Biologicheskaya zashchita rastenii ot stressov. [Biological protection of plants from stress]. Kazan': Kazanskii GAU. 2020: 128.
5. Sabirov R. F., Valiev A. R., Safin R. I. [Forecasting the influence of physical factors on the viability of microorganisms of biological products for plant protection]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2020; 4(274): 29-33. http://doi.org/10.33267/2072-9642-2020-4-29-32.
6. Stepnykh N. V., Nesterova E. V., Zargaryan A. M. [Prospects for expansion of sunflower acreage in the Trans-Urals]. Zemledelie. 2021; 6: 27-33. https://doi.orghttps://doi.org/10.24412/0044-3913-2021-6-27-33.
7. Agieva G. N., Nizhegorodtseva L. S., Diabankana R. Zh. K. [Techniques for increasing the efficiency of biological preparations in crop production]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2020; 15. 4(60): 5-9. http://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-5-9.
8. Podvarko A. T., Esipenko L. P., Kustadinchev A. D. [The effectiveness of biorational means of protecting sunflower crops from diseases in the conditions of the Krasnodar Territory]. Zemledelie. 2021; 6: 41-44 p. https://doi.org/https://doi.org/10.24412/0044-3913-2021-6-41-44.
9. Lukomets V. M., Piven V. T., Semerenko S. A. [Seed dressing with biologically active compositions as the main element of sunflower protection against diseases and soil pests]. Zashchita i karantin rastenii. 2020; 2: 18-23. http://doi.org/https://doi.org/10.47528/1026-8634_2020_2_18.
10. Kuzychenko Yu. A., Gadzhiumarov R. G., Dzhandarov A. N. [Modernization of elements of strip-till technology for sunflower in the zone of the Central Ciscaucasia]. Vestnik Kazanskogo GAU. 2021; 16. 1(61): 34-38. http://doi.org/https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-34-38.
11. Minnullin G. S. Makro- i mikroelementnoe pitanie maslichnykh kul'tur. [Macro and micronutrient nutrition of oilseeds]. Kazan': Izd-vo Kazanskogo gos.un-ta. 2008: 378.
12. Nizamov R. M., Suleymanov S. R., Safiollin F. N. Podsolnechnik v lesostepi Srednego Povolzh'ya: monografiya. [Sunflower in the forest-steppe of the Middle Volga region: monograph]. Kazan': Kazanskii GAU. 2019: 24.
13. Nizamov R. M., Suleymanov S. R., Safiollin F. N. [Modern biological products and growth stimulants in sunflower cultivation technology for oilseeds]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2018; 13. 1(48): 38-40. http://doi.org/10.12737/article_5afbffd02a32e1.51364510.
14. Mukhametgaliev F. N., Sitdikova L. F., Mikhailova L. V. [Prospects of agricultural business in the Republic of Tatarstan]. International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources”: International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources”, Kazan: EDP Sciences. 2021: 00083. https://doi.org/https://doi.org/10.1051/bioconf/20201700083.
15. Alexandrova N. R., Subaeva A. K., Valiev A. R. [Prospects for the development of regional production of sunflower oil seeds]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019; 14. 1(52): 113-119. http://doi.org/10.12737/article_5ccedf732f21b7.08814536.
16. Pigorev I. Ya., Kudinov V. A., Biryukov G. A. [Influence of macro and microfertilizers on the phytosanitary state of winter wheat crops]. Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaistvennoy akademii. 2021; 8: 80-89.
17. Gilyazov M. Yu., Lukmanov A. A., Muratov M. R. Dlitel'noe primenenie udobreniy i produktivnost' pashni. [Longterm use of fertilizers and arable land productivity]. Kazan': Izd-vo Kazanskogo universiteta. 2016; 220.
18. Vashchenko A. V., Kamenev R. A., Solodovnikov A. P. The use of mineral fertilizers and bacterial preparations for sunflower on ordinary chernozem. Agrarnyi nauchnyi zhurnal. 2020; 1: 4-8. https://doi.org/https://doi.org/10.28983/asj.y2020i1pp4-8.
