Исследования проводились с целью оценки влияния на ростовые процессы и урожайность ярового рыжика различных фонов минерального питания и биопрепаратов. Полевые опыты были проведены на серых лесных среднесуглинистых почвах. В почвах опытного участка содержание гумуса (по Тюрину) было низким – 3,0%, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) очень высокое (более 250 мг/кг) и повышенное (145 мг/кг) соответственно, рНсол. – 6,6. Объектом эксперимента являлись посевы ярового рыжика сорта Кристалл, произраставшие на опытном поле Агробиотехнопарка Казанского ГАУ (2020-2022 года). Двухфакторный полевой опыт предусматривал изучение следующих вариантов: фон минерального питания (фактор А) – контроль (без NPK), фон NPK рассчитанный на планируемую урожайность на 1,5 т/га маслосемян, фон NPK рассчитанный на планируемую урожайность на 2,0 т/га маслосемян; обработка растений по вегетации биопрепаратами (фактор В) – контроль (без биопрепаратов), Нодикс Премиум, 0,3 л/га, Экстрасол, 2 л/га, Биокомпозит-коррект, 2 л/га. Максимальные показатели урожайности в полевых опытах были зафиксированы на вариантах фон NPK на 2,0 т/га маслосемян при внесении по вегетации биопрепаратов Экстрасол и Биокомпозит-коррект (1,95 и 2,12 т/га соответственно), что выше контрольного варианта на 14,7 и 24,7%. На данных вариантах был и максимальный валовой сбор растительного масла - 766 и 831 кг/га, что выше контроля на 12,3 и 22,2 процента. Содержания жира в семенах в опытах уменьшалось по мере увеличения урожайности. Так, максимальная масличность была на варианте без внесения минеральных удобрений и биопрепаратов - 40,5%, а минимальная на варианте фон NPK на 2,0 т/га маслосемян + Биокомпозит-коррект, 2 л/га - 39,2%.
яровой рыжик (Camelina sativa), структура урожая, масса 1000 семян, биологическая урожайность, масличность, биопрепараты, минеральные удобрения
Яровой рыжик (Camelina sativa) - это однолетнее растение, которое относится к семейству крестоцветных. Растение яровой рыжик широко используется в качестве источника масла, которое получают из семян. Семена ярового рыжика содержат большое количество полезных жирных кислот, таких как линолевая и линоленовая кислоты. Они также богаты витаминами А и Е, а также минералами, такими как кальций, железо и магний [1, 2, 3]. Масло ярового рыжика используется в пищевой промышленности для приготовления различных блюд, а также в косметических и медицинских целях. Оно обладает антиоксидантными свойствами и может использоваться для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, а также для лечения кожных заболеваний [4, 5, 6].
Семена рыжика содержат много белка, жиров и углеводов, что делает его очень питательным кормом для животных. Также он богат витаминами и минералами, которые необходимы для роста и развития животных [7, 8, 9].
Рыжиковое масло имеет большую популярность в качестве биодизельного топлива. Масло рыжика имеет высокую температуру горения, что делает его идеальным для использования в качестве биотоплива. Рыжиковое масло используется в качестве добавки к дизельному топливу, что позволяет снизить выбросы вредных веществ в атмосферу и улучшить экологические показатели двигателя. Кроме того, использование рыжикового масла позволяет снизить затраты на топливо и повысить экономичность двигателя [10, 11, 12].
Стоит отметить, что в настоящее время у данной перспективной масличной сельскохозяйственной культуры в условиях Республики Татарстан отсутствуют массовые вредители и болезни [13, 14, 15]. Данный фактор позволяет возделывать яровой рыжик при минимальном использовании химических пестицидов или применяя лишь биологические препараты, что позволяет получить экологически безопасную продукцию [16, 17, 18].
Но, не смотря на вышеперечисленные преимущества ярового рыжика, в условиях Республики Татарстан урожайность данной культуры остается весьма низкой и требуется разработка адаптированных агротехнологий.
Цель исследования заключалась в оценке влияния различных фонов минерального питания и применения биопрепаратов на ростовые процессы, урожайность и качество семенного масла ярового рыжика сорта Кристалл.
Задачи исследования:
1. Определить оптимальные нормы внесения минеральных удобрений для повышения продуктивности ярового рыжика.
2. Исследовать влияние различных биопрепаратов на рост и развитие растения.
3. Оценить взаимодействие минеральных удобрений и биопрепаратов при выращивании ярового рыжика.
4. Проанализировать качество масла в зависимости от применяемых агротехнологий.
Условия, материалы и методы.
Полевой опыт был проведен в 2020–2022 гг. на базе Агробиотехнопарка, а лабораторные анализы – в Центре агроэкологических исследований Казанского государственного агарного университета.
В почвах опытного участка содержание гумуса (по Тюрину) было низким – 3,0 %, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) очень высокое (более 250 мк/кг) и повышенное (145 мг/кг) соответственно, рНсол. – 6,6.
Объект исследования – посевы ярового рыжика сорта Кристалл. Предмет исследования – влияние фонов минерального питания и биопрепаратов на рост, урожайность и масличность семян.
Сорт рыжика ярового Кристалл выведен в 2013-2016 гг. методом многократного индивидуального отбора из образца мировой коллекции ВНИИР к-6073. Урожайность семян - 15,6 ц/га. Содержание жира в семенах - 40,5%. Вегетационный период - 70 дней.
Нодикс Премиум - микробиологическое удобрение, разработанное ведущими российскими специалистами-микробиологами, Экстрасол – основа штамм ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч-13, Биокомпозит-коррект - представляет собой консорциум ценных штаммов нескольких видов полезных бактерий с общим титром не менее 1∙109 КОЕ/мл.
Повторность опыта 4-х кратная, размещение делянок систематическое. Схема двухфакторного опыта предусматривала следующие варианты: фон питания (фактор А) – без удобрений (контроль), NРК на планируемую урожайность 1,5 т/га маслосемян, NРК на планируемую урожайность 2,0 т/га маслосемян; биопрепараты (фактор В) – без применения биопрепаратов (контроль), опрыскивание посевов в фазе бутонизации ярового рыжика биопрепаратом Нодикс Премиум, 0,3 л/га, опрыскивание посевов в фазе бутонизации ярового рыжика биопрепаратом Экстрасол, 2 л/га, опрыскивание посевов в фазе бутонизации ярового рыжика биопрепаратом Биокомпозит-коррект, 2 л/га. В качестве минеральных удобрений вносили аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий.
В 2020-2022 гг. агрометеорологические условия были различными, подробные данные по среднесуточным температурам воздуха и осадкам за вегетационный период представлены в рисунках 1 и 2.
Рис.1 Среднесуточная температура воздуха в годы проведения исследований
Рис.2 Осадки в годы проведения исследований
В 2020 году, количество осадков за вегетационный период распределялось неравномерно. Так, максимальное количество осадков выпало в мае и августе – 66 и 98 мм при среднемноголетних данных по этим месяца 41 и 60 мм.
В 2021 г. сложились аномально тёплые условия для Республики Татарстан. Так же ситуация осложнялась дефицитом влаги. С мая по август количество осадков было ниже среднемноголетних показателей на от 42 до 82 %. В связи с данными погодными условиями в 2021 г. была самая минимальная урожайность объекта исследовани.
В 2022 г. температура была на уровне среднемноголетних данных. В июне из-за небольшого количества осадков наблюдалась почвенная засуха.
Результаты и обсуждение.
Параметры структуры урожая ярового рыжика может варьироваться в зависимости от климатических условий, типа почвы и других факторов. Обычно она состоит из следующих элементов: масса 1000 семян; количество ветвей; количество стручков; количество семян в 1 стручке.
Таблица 1 – Структура урожая рыжика ярового при использовании биопрепаратов, в среднем за 2020-2022 гг.
|
Фон питания (Фактор А) |
Биопрепараты (Фактор В) |
Количество стручков, шт./раст. |
Семян в стручке, шт. |
Масса 1000 семян, г |
Биологическая урожайность, т/га
|
|
Контроль (без NPK) |
Контроль (без биопрепаратов) |
68,5 |
5 |
1,25 |
0,81 |
|
Нодикс Премиум, 0,3 л/га |
74,5 |
5 |
1,30 |
0,93 |
|
|
Экстрасол, 2 л/га |
77,5 |
5 |
1,34 |
1,01 |
|
|
Биокомпозит-коррект, 2 л/га |
79,5 |
5,5 |
1,34 |
1,16 |
|
|
Фон NPK на 1,5 т/га маслосемян |
Контроль (без биопрепаратов) |
94 |
6 |
1,33 |
1,44 |
|
Нодикс Премиум, 0,3 л/га |
96 |
6 |
1,36 |
1,55 |
|
|
Экстрасол, 2 л/га |
100 |
6 |
1,35 |
1,62 |
|
|
Биокомпозит-коррект, 2 л/га |
103,5 |
6 |
1,37 |
1,69 |
|
|
Фон NPK на 2,0 т/га маслосемян |
Контроль (без биопрепаратов) |
107,5 |
6 |
1,38 |
1,82 |
|
Нодикс Премиум, 0,3 л/га |
113 |
6 |
1,39 |
1,94 |
|
|
Экстрасол, 2 л/га |
112,5 |
6,5 |
1,40 |
2,15 |
|
|
Биокомпозит-коррект, 2 л/га |
113,5 |
7 |
1,4 |
2,33 |
|
|
НСР (А) |
|
4,22 |
0,85 |
0,04 |
|
|
НСР (В) |
|
4,88 |
0,98 |
0,04 |
|
|
НСР (АВ) |
|
1,48 |
0,66 |
0,05 |
|
Самые высокие показатели структуры урожая были в посевах ярового рыжика на вариантах с применением биопрепарата Экстрасол, 2 л/га + Фон NPK на 2,0 т/га маслосемян и Биокомпозит-коррект, 2 л/га + Фон NPK на 2,0 т/га маслосемян. Количество семян было наивысшим на варианте с применением препарата Биокомпозит-коррект, 2 л/га + Фон NPK на 2,0 т/га маслосемян - 7 штук в одном стручке, на контрольном варианте - 5 штук. На данном же варианте было и наибольшее количество стручков на 1 растении – 113,5 штук, что выше контроля на 5,5 % (табл. 1).
Таблица 2 – Урожайность ярового рыжика сорта Кристалл по годам исследований
|
Фон питания (Фактор А) |
Биопрепараты (Фактор В) |
Урожайность, т/га |
|||
|
2020 г. |
2021 г. |
2022 г. |
Среднее |
||
|
Контроль (без NPK) |
Контроль (без биопрепаратов) |
0,80 |
0,50 |
0,71 |
0,67 |
|
Нодикс Премиум, 0,3 л/га (без NPK) |
0,92 |
0,65 |
0,84 |
0,80 |
|
|
Экстрасол, 2 л/га (без NPK) |
0,97 |
0,74 |
0,86 |
0,86 |
|
|
Биокомпозит-коррект, 2 л/га (без NPK) |
1,08 |
0,76 |
0,86 |
0,90 |
|
|
Фон NPK на 1,5 т/га маслосемян |
Контроль (без биопрепаратов) |
1,51 |
1,11 |
1,32 |
1,31 |
|
Нодикс Премиум, 0,3 л/га |
1,60 |
1,25 |
1,46 |
1,44 |
|
|
Экстрасол, 2 л/га |
1,67 |
1,33 |
1,50 |
1,50 |
|
|
Биокомпозит-коррект, 2 л/га |
1,79 |
1,39 |
1,55 |
1,58 |
|
|
Фон NPK на 2,0 т/га маслосемян |
Контроль (без биопрепаратов) |
1,96 |
1,52 |
1,62 |
1,70 |
|
Нодикс Премиум, 0,3 л/га |
2,02 |
1,66 |
1,85 |
1,84 |
|
|
Экстрасол, 2 л/га |
2,12 |
1,82 |
1,90 |
1,95 |
|
|
Биокомпозит-коррект, 2 л/га |
2,25 |
1,96 |
2,14 |
2,12 |
|
|
НСР (А) |
|
0,04 |
0,04 |
0,02 |
0,02 |
|
НСР (В) |
|
0,05 |
0,04 |
0,02 |
0,03 |
|
НСР (АВ) |
|
0,20 |
0,20 |
0,15 |
0,15 |
Максимальная урожайность, по годам исследований (2020-2022 гг.), была на фоне NPK на 2,0 т/га маслосемян с применением препарата Биокомпозит-коррект, 2 л/га (2,12 т/га), что на 24,7 % выше контроля. Минимальные показатели урожайности отмечены на контрольном варианте без NPK и биопрепаратов (0,67 т/га) и на делянках с препаратом Нодикс Премиум, 0,3 л/га (без NPK) (0,80 т/га) (табл. 2).
Рис. 3 Урожайность ярового рыжика сорта Кристалл, т/га
Наиболее высокая средняя урожайность в годы исследования была при применении биопрепаратов Экстрасол (1,95 т/га) и Биокомпозит-коррект (2,12 т/га).
Таблица 3 – Содержание жира валовой сбор растительного масла ярового рыжика в зависимости от фонов питания и применяемых биопрепаратов (среднее 2020-2022 гг.)
|
Фон питания (Фактор А) |
Биопрепараты (Фактор В ) |
Содержание жира в семенах, % |
Валовой сбор растительного масла, кг/га |
Прибавка |
|
|
кг/га |
% |
||||
|
Контроль (без NPK) |
Контроль (без биопрепаратов) |
40,5 |
271 |
- |
- |
|
Нодикс Премиум, 0,3 л/га (без NPK) |
40,2 |
322 |
51 |
18,8 |
|
|
Экстрасол, 2 л/га (без NPK) |
40,2 |
346 |
75 |
27,6 |
|
|
Биокомпозит-коррект, 2 л/га (без NPK) |
40,0 |
376 |
105 |
38,7 |
|
|
Фон NPK на 1,5 т/га маслосемян |
Контроль (без биопрепаратов) |
40,0 |
524 |
- |
- |
|
Нодикс Премиум, 0,3 л/га |
40,0 |
576 |
52 |
9,9 |
|
|
Экстрасол, 2 л/га |
39,8 |
597 |
73 |
13,9 |
|
|
Биокомпозит-коррект, 2 л/га |
39,7 |
627 |
103 |
19,6 |
|
|
Фон NPK на 2,0 т/га маслосемян |
Контроль (без биопрепаратов) |
40,0 |
680 |
- |
- |
|
Нодикс Премиум, 0,3 л/га |
39,5 |
727 |
53 |
6,9 |
|
|
Экстрасол, 2 л/га |
39,3 |
766 |
86 |
12,6 |
|
|
Биокомпозит-коррект, 2 л/га |
39,2 |
831 |
151 |
22,2 |
|
Как видно из таблицы 3, изучаемые факторы незначительно повлияли на содержание жира в семенах ярового рыжика. Стоит отметить, что максимальная масличность была на варианте без внесения минеральных удобрений и биопрепаратов - 40,5 %. По мере роста урожайности наблюдалось снижение содержания жира в семенах ярового рыжика. Так при максимальной урожайности 2,12 т/га (Фон NPK на 2 т/га маслосемян + Биокомпозит-коррект, 2 л/га) была минимальная масличность - 39,2 %. Что касается валового сбора растительного масла, то максимальные показатели были на вариантах внесения изучаемых биопрепаратов на фоне NPK на 2,0 т/га маслосемян. На данных вариантах валовой сбор растительного масла колебался от 727 до 831 кг/га.
1. Першаков А.Ю., Демин Е.А., Волкова Н.А. Урожайность и масличность рыжика, возделываемого в условиях лесостепной зоны Зауралья // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2023. № 3(74). С. 41-46.
2. Евтишина Е. В., Лупова Е.И. Урожайность сортов рыжика ярового при разном уровне минерального питания в условиях Нечерноземья // Агрохимический вестник. 2020. № 6. С. 35-37. doi:https://doi.org/10.24411/1029-2551-2020-10082.
3. Гулидова В. А. Изучение элементов технологии ярового рыжика в лесостепи Центрального Черноземья // Аграрный вестник Урала. 2021. № 2(205). С. 33-40. doi:https://doi.org/10.32417/1997-4868-2021-205-02-33-40.
4. Турина Е.Л., Ефименко С.Г., Турин Е. Н. Урожайность и качество масла рыжика ярового в зависимости от сроков сева и норм высева в Крыму // Таврический вестник аграрной науки. 2022. № 1(29). С. 155-165.
5. Прахов В.А., Батрякова Л.П. Влияние удобрений на урожайные свойства рыжика ярового в условиях Среднего Поволжья // Сурский вестник. 2018. № 2(2). С. 20-23.
6. Тулькубаева С. А. Особенности возделывания ярового рыжика на севере Казахстана // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31, № 8. С. 35-37.
7. Тулькубаева С.А., Васин В.Г. Формирование урожайности и качество семян ярового рыжика при использовании регуляторов роста // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2017. № 2. С. 3-7. doi:https://doi.org/10.12737/article_58f0bad25edb01.10070911.
8. Кузнецова Г.Н., Полякова Р.С. Сурепица и рыжик - скороспелые масличные культуры // Международный сельскохозяйственный журнал. 2017. № 3. С. 44-46.
9. Приемы повышения продуктивности рыжика посевного (Camelina sativa (L.) Crantz) в условиях Нечерноземной зоны России / Д. В. Виноградов, Ю.А. Мажайский, Е.В. Евтишина, Е.И. Лупова // Российская сельскохозяйственная наука. 2019. № 4. С. 18-21. doi:https://doi.org/10.31857/S2500-26272019418-21.
10. Сотников Б.А., Кравченко В.А. Разработка технологии возделывания рыжика посевного на основе изучения адаптивности сортов в условиях формирования дерново-подзолистых почв // International Agricultural Journal. 2022. Т. 65, № 4. DOI:https://doi.org/10.55186/25876740_2022_6_4_23.
11. Прахова Т.Я., Вельмисева Л.Е. Влияние удобрений на продуктивность рыжика посевного // Зерновое хозяйство России. – 2015. № 5. С. 27-30.
12. Мусынов К.М., Аринов Б.К., Абышева Г.Т. Урожайность семян рыжика в зависимости от применения различных препаратов и сроков посева на севере Казахстана // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2022. Т. 52, № 2. С. 105-112. doi:https://doi.org/10.26898/0370-8799-2022-2-12.
13. Плужникова И.И. Прахова Т.Я. Влияние фунгицидов на пораженность болезнями рыжика озимого // Международный сельскохозяйственный журнал. 2021. № 6(384). С. 38-41. doi:https://doi.org/10.24412/2587-6740-2021-6-38-41.
14. Прахова Т.Я., Турина Е.Л. Влияние климатических условий на масличность и качество маслосемян рыжика озимого // Аграрный научный журнал. 2023. № 2. С. 48-53. doi:https://doi.org/10.28983/asj.y2022i2pp48-53.
15. Влияние фонов питания горчицы белой на физико-химические свойства черноземов и урожайность последующей культуры полевого севооборота в Республике Татарстан / А. А. Ахметзянов, А. З. Каримов, Ф. Н. Сафиоллин, С. Р. Сулейманов // Плодородие. 2020 № 3(114). С. 32-34. doi:https://doi.org/10.25680/S19948603.2020.114.10.
16. Mussynov K. M., Abysheva G.T. Yield and quality of spring camelina seeds in the conditions of northern kazakhstan // Herald of Science of S. Seifullin Kazakh Agrotechnical University. 2022. No. 4-1(115). P. 4-11. DOI:https://doi.org/10.51452/kazatu.2022.4.1199.
17. Development and spread of diseases in spring camelina (Camelina sativa (l.) grantz) when using various treatments / Y. A. Utelbayev, G. T. Abysheva, B. B. Bazarbayev [et al.] // OnLine Journal of Biological Sciences. 2021. Vol. 21, No. 4. P. 288-298. DOI:https://doi.org/10.3844/ojbsci.2021.288.298.
18. Agronomic evaluation of shade tolerance of 16 spring Camelina sativa (L.) Crantz genotypes under different artificial shade levels using a modified membership function / Ya. Wang, J. Yu, Ya. Gao [et al.] // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13. DOI:https://doi.org/10.3389/fpls.2022.978932.
