Всероссийский научно- исследовательский институт люпина – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии имени В.Р. Вильямса» (ведущий научный сотрудник)
Всероссийский научно- исследовательский институт люпина – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии имени В.Р. Вильямса» (книо по направлению сортовых технологий возделывания люпина, ведущий научный сотрудник)
с 01.01.1989 по 01.01.2025
Брянск, Брянская область, Россия
Цель исследований – изучить влияние различных форм минеральных удобрений на азотфиксирующую способность, продуктивность и качество семян люпина белого. Исследования проведены на светло серых-лесных почвах Юго-Западной части Нечерноземной зоны России в Брянской области в 2018–2020 гг. Объектами исследований были люпин белый сорта Мичуринский и удобрения. Пахотный горизонт характеризовался низким содержанием гумуса, высокой обеспеченностью фосфором и повышенным содержанием калия. Результаты исследований показали наибольшую отзывчивость люпина белого на внесение калия в форме удобрения Калий маг. Калий в дозе 70 кг/га по действующему веществу способствовал увеличению накопления сухой надземной массы одного растения к фазе блестящий боб на 14,5 %, корневой системы – на 57,4 % по сравнению с контрольным вариантом. Доля связываемого азота атмосферы люпином белым при этом в общем поступлении на 6,9 % выше по сравнению с контрольным вариантом. Уровень прибавки урожайности составлял 0,95 т/га, содержание сырого протеина в семенах возрастало на 7,0 % по сравнению с вариантом без внесения удобрений. Сочетание внесения Калий мага в качестве основного с комплексным удобрением Акварин по зеленому листу усиливало положительный эффект от данного приема. В опытах установлено положительное влияние на азотфиксирующую способность, продуктивность и качество продукции люпина белого внесения удобрений, содержащих в своем составе серу.
люпин белый, виды удобрений, азотфиксация, урожайность семян, качество продукции
Введение. Люпин белый – перспективная культура в решении проблемы дефицита белка – начала возделываться в нашей стране только в конце девяностых годов прошлого столетия. Это высокобелковая кормовая культура многоцелевого использования. В его семенах содержится в среднем от 36 до 40 % белка и от 8 до 12 % жира. При благоприятных почвенно-климатических условиях семенная продуктивность современных сортов люпина белого достигает 5,0–6,0 т/га, а урожайность зеленоукосной массы – 60,0–100 т/га.
При разработке технологии возделывания люпина важным направлением является совершенствование системы применения макро- и микроэлементов с целью повышения продуктивности, плодородия почвы при снижении затрат на его производство. Люпин белый для формирования одной тонны семян потребляет азота 60–70, фосфора 15–20, калия 30–
Цель исследования – изучить влияние различных форм минеральных удобрений на азотфиксирующую способность, продуктивность и качество семян люпина белого.
Объекты и методы. Опыты проводились в полевом севообороте в 2018–2020 гг., почва светло-серая лесная, легкосуглинистая. Пахотный слой мощностью 22–
Посев производился сеялкой СН-16П. За три недели до посева семена протравливались препаратом Витарос из расчета 2,0 л/т. Норма внесения удобрений взята из расчета среднерекомендованной для вносимых элементов питания на люпине на основе литературных источников. Удобрения вносились перед посевом, под проход сеялки. Отмеренное количество удобрений на единицу площади разбрасывалось вручную на основании схемы опыта (табл. 1). Комплексное водорастворимое удобрение Акварин марки 15 вносилось по зеленому листу ранцевым опрыскивателем в фазу бутонизации из расчета 3 кг комплексного водорастворимого удобрения на 250 л/га воды. В таблице 2 представлено содержание микроэлементов в составе Акварина марки 15.
Таблица 1
Схема опыта
|
Вариант опыта |
Содержание N:Р:К:S, % |
Доза внесения, кг/га (физический вес) |
Способ внесения |
|
Контроль – без удобрений |
– |
– |
– |
|
Акварин 15 |
3:11:38:9 |
3 |
Внекорневая подкормка |
|
Азофоска |
16:16:16:0 |
200 |
Основное внесение весной |
|
Сернокислый аммоний |
21:0:0:24 |
150 |
Основное внесение весной |
|
Простой суперфосфат |
6: 11,3:0:9 |
300 |
Основное внесение весной |
|
Калий маг |
0:0:23,2:0 |
300 |
Основное внесение весной |
|
Борофоска |
0:10:16:0 |
300 |
Основное внесение весной |
|
Азофоска; Акварин15 |
16:16:16:0; 3:11:38:9 |
200; 3 |
Основное внесение весной; внекорневая подкормка |
|
Сернокислый аммоний; Акварин 15 |
21:0:0:24; 3:11:38:9 |
150; 3 |
Основное внесение весной; внекорневая подкормка |
|
Простой суперфосфат; Акварин 15 |
6: 11,3:0:9; 3:11:38:9 |
300; 3 |
Основное внесение весной; внекорневая подкормка |
|
Калий маг; Акварин 15 |
0:0:23,2:0:0; 3:11:38:9 |
300; 3 |
Основное внесение весной; внекорневая подкормка |
|
Борофоска; Акварин 15 |
0:10:16:0; 3:11:38:9 |
300; 3 |
Основное внесение весной; внекорневая подкормка |
Таблица 2
Содержание микроэлементов в удобрении «Акварин», %
|
Микроэлемент |
Содержание |
|
N |
15 |
|
MgO |
3,0 |
|
S |
9,0 |
|
Fe |
0,054 |
|
Zn |
0,014 |
|
Cu |
0,01 |
|
Mn |
0,042 |
|
Mo |
0,004 |
|
B |
0,02 |
В вегетацию для защиты люпина от болезней проводились две обработки фунгицидами.
Погодные условия в годы проведения исследований были различными как по температуре воздуха, так и по сумме и характеру выпадения осадков.
Результаты и их обсуждение. Линейный рост растений люпина белого максимального значения достигал к фазе сизо-блестящего боба. Как показали исследования, изучаемые виды удобрений к этой фазе не оказывали существенного влияния на линейный рост растений люпина белого. В годы с недостаточным выпадением осадков отмечалось положительное влияние на линейный рост удобрений с более высоким содержанием азота в своем составе (азофоска, сернокислый аммоний) в первую половину вегетации. К фазе блестящего боба этот показатель по всем вариантам опыта был на уровне контрольного варианта.
В результате проведенных исследований было отмечено положительное влияние минеральных удобрений Калий мага и Простого суперфосфата при внесении перед посевом и при сочетании их с внесением Акварина 15 в фазу бутонизации на накопление сухого вещества одного растения люпина белого. В среднем за годы исследований сухая надземная масса одного растения на этих вариантах на 10,0–15,9 % была выше, чем на контрольном. Аналогичная тенденция установлена и по накоплению сухой массы корневой системы одного растения люпина белого. Сухая масса корневой системы к фазе блестящего боба на данных вариантах на 29,7–57,4 % была выше, чем у растений на контрольном варианте.
Важным показателем азотфиксирующей способности люпина является масса клубеньков на корнях растений. Применение удобрений перед посевом, а также их комплексное применение оказывало положительное влияние на формирование симбиотического аппарата корневой системы растений люпина. Исключение составляли варианты с внесением борофоски. В состав борофоски входит кальций (около 20 %), который снижает поступление в растения люпина фосфора и отрицательно влияет на клубеньковые бактерии. Наибольшая масса клубеньков в фазу блестящего боба была отмечена на вариантах внесения Калий мага, простого суперфосфата и сернокислого аммония (табл. 3).
Таблица 3
Накопление сухого вещества и азота клубеньками к фазе блестящий боб на люпине белом (среднее за 2018–2020 гг.)
|
Вариант |
Сухая масса клубеньков, г/растение |
Накоплено сухой массы клубеньков, кг/га |
Содержание азота в клубеньках, % |
Накоплено азота в клубеньках, кг/га |
|
Контроль – без удобрений |
0,067 |
55,1 |
3,38 |
1,86 |
|
Акварин 15 |
0,072 |
62,8 |
3,12 |
1,96 |
|
Азофоска |
0,068 |
58,9 |
3,26 |
1,92 |
|
Сернокислый аммоний |
0,088 |
78,9 |
3,36 |
2,65 |
|
Простой суперфосфат |
0,088 |
78,2 |
3,08 |
2,41 |
|
Калий маг |
0,092 |
81,8 |
3,44 |
2,81 |
|
Борофоска |
0,062 |
53,1 |
3,09 |
1,64 |
|
Азофоска; Акварин 15 |
0,072 |
65,0 |
3,09 |
2,00 |
|
Сернокислый аммоний; Акварин 15 |
0,090 |
77,0 |
2,88 |
2,22 |
|
Простой суперфосфат; Акварин 15 |
0,084 |
75,1 |
2,82 |
2,12 |
|
Калий маг; Акварин 15 |
0,088 |
70,3 |
3,24 |
2,28 |
|
Борофоска; Акварин 15 |
0,071 |
57,5 |
2,89 |
1,67 |
Как показали, проводимые исследования, Калий маг способствовал увеличению доли связываемого азота атмосферы люпина белого в общем поступлении на 6,9 % по сравнению с контрольным вариантом (табл. 4). Удобрения, имеющие в своем составе серу, также усиливали процесс азотфиксации. При этом уровень эффекта зависел от содержания в удобрениях азота.
Таблица 4
Влияние удобрений на азотфиксирующую способность люпина белого
(среднее за 2018–2020 гг.)
|
Вариант |
Накоплено азота, кг/га |
Коэффициент азотфиксации, % |
|
|
всего |
из воздуха |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Контроль – без удобрений |
301,8 |
180,4 |
59,8 |
|
Акварин 15 |
298,3 |
176,9 |
59,3 |
|
Азофоска |
298,1 |
176,7 |
59,3 |
|
Сернокислый аммоний |
308,2 |
186,8 |
60,6 |
Окончание табл. 4
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Простой суперфосфат |
335,7 |
214,3 |
63,8 |
|
Калий маг |
365,1 |
243,7 |
66,7 |
|
Борофоска |
232,0 |
110,7 |
47,7 |
|
Азофоска; Акварин 15 |
292,8 |
171,4 |
58,5 |
|
Сернокислый аммоний; Акварин 15 |
341,3 |
219,9 |
64,4 |
|
Простой суперфосфат; Акварин 15 |
319,3 |
197,9 |
62,0 |
|
Калий маг; Акварин 15 |
317,3 |
195,9 |
61,7 |
|
Борофоска; Акварин 15 |
265,8 |
144,4 |
54,3 |
Максимальная средняя урожайность за годы исследований была сформирована в вариантах применения сернокислого аммония, Калий мага перед посевом и Калий мага перед посевом и Акварина 15 в фазу бутонизации. Превышение этого показателя по отношению к контролю составило 0,79; 0,95; 0,87 т/га соответственно (табл. 5). В этих же вариантах отмечалась наибольшая масса 1000 семян.
Основными показателями качества получаемой продукции у люпина являются содержание сырого протеина и алкалоидов в семенах.
Таблица 5
Влияние удобрений на урожайность и качество семян люпина белого
(среднее за 2018–2020 гг.)
|
Вариант |
Урожайность семян, т/га |
Содержание сырого протеина в семенах, % |
Содержание алкалоидов в семенах, % |
Масса 1000 семян, г |
|
Контроль – без удобрений |
2,25 |
33,0 |
0,054 |
246,6 |
|
Акварин 15 |
2,57 |
32,9 |
0,052 |
244,2 |
|
Азофоска |
2,72 |
31,4 |
0,060 |
284,7 |
|
Сернокислый аммоний |
3,04 |
35,1 |
0,064 |
286,6 |
|
Простой суперфосфат |
2,81 |
35,0 |
0,066 |
242,0 |
|
Калий маг |
3,20 |
35,3 |
0,054 |
290,0 |
|
Борофоска |
2,65 |
32,3 |
0,057 |
273,1 |
|
Азофоска; Акварин 15 |
2,91 |
33,2 |
0,063 |
270,8 |
|
Сернокислый аммоний; Акварин15 |
2,92 |
35,4 |
0,076 |
260,2 |
|
Простой суперфосфат; Акварин 15 |
2,95 |
35,4 |
0,080 |
254,1 |
|
Калий маг; Акварин 15 |
3,12 |
35,6 |
0,059 |
291,3 |
|
Борофоска; Акварин 15 |
2,96 |
32,7 |
0,053 |
262,0 |
|
НСР05: |
|
|
|
|
|
2018 г. |
0,25 |
|
|
|
|
2019 г. |
0,20 |
|
|
|
|
2020 г. |
0,28 |
|
|
|
Положительное влияние удобрений сернокислого аммония, Калий мага и простого суперфосфата на бактерии рода Rhizobium lupini увеличивало содержание сырого протеина в семенах на 6,1–7,0 % по сравнению с контрольным вариантом без внесения удобрений. Калий усиливал связывание азота в белки и тормозил образование алкалоидов. Внекорневая подкормка на фоне применения данных удобрений имела тенденцию увеличения данных показателей.
При внесении азофоски наблюдалось снижение содержания сырого протеина в семенах в среднем за годы исследований на 4,8 % по отношению к контролю, что говорит о некотором ингибирующем действии данного вида удобрений на клубеньковые бактерии. Возможно, это связано из-за содержания в нем азота, а также фосфора на фоне более низкого содержания в почве обменного калия. Из литературных источников известно, что малые дозы азота сдерживают образование клубеньков, а более высокое содержание в почве фосфора ингибирует поступление в растения калия. Снижение содержания сырого протеина установлено и при применении борофоски. Люпин, обладая растворяющей функцией корневой системы в избыточном количестве, поглощает кальций, находящийся в данном удобрении, в результате чего усиливается расход углеводов на процессы дыхания, а синтез белковых веществ снижается. Это подтверждается данными, полученными в результате проведения исследований.
Заключение. Для оптимизации питания и усиления азотфиксирующей способности люпина белого, получения большего урожая высокого качества при возделывании необходимо на светло-серых лесных почвах Юго-Западной части Нечерноземной зоны России внесение удобрений, имеющих в своем составе калий (удобрение Калий маг). Азот и кальций в удобрениях снижает азотфиксирующую способность люпина.
1. Харкевич Л.П., Белоус Н.М. Влияние комплексного применения агрохимических средств на урожай и качество зеленой массы люпина // Агрохимический вестник. 2010. № 5. С. 12–14.
2. Привалов Ф.И., Шор В.Ч., Купцов Н.С. Состояние и перспективы возделывания люпина в Республике Беларусь // Земледелие и защита растений. 2013. № 3. С. 3–9.
3. Влияние удобрений на продукционный процесс и урожай люпина узколистного / В.В. Коломейченко [и др.] // Физиологические аспекты продуктивности растений: мат-лы науч.-метод. конф. Орел: ОРЛИК, 2004. Вып. 2. Ч. 1. С. 13–16.
4. Кадиров М.М. Удобрение люпина // Плодородие. 2007. № 1. С. 14–15.
5. Наумкин В.Н. Отзывчивость люпина на применение минеральных удобрений в Центрально-Черноземном регионе // Кормопроизводство. 2015. № 5. С. 14–17.
6. Слесарева Т.Н., Трошина Л.В. Эффективность внекорневой подкормки белого люпина комплексными удобрениями марки Акварин // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 2 (54). С. 48–52.
7. Влияние инокуляции семян, удобрений и регуляторов роста на продуктивность люпина белого / В.Н. Наумкин [и др.] // Земледелие. 2013. № 7. С. 36–38.
8. Резвякова С.В., Гурин А.Г. Влияние стартовых доз азотных удобрений на урожайность люпина узколистного на серой лесной почве // Зернобобовые и крупяные культуры. 2016. № 1 (17). С. 108–113.
9. Влияние минеральных удобрений на урожайность сортов фасоли обыкновенной и люпина белого в условиях Южного Зауралья / А.А. Халимуллина [и др.] // Вестник Курганской ГСХА. 2019. № 1. С. 27–30.
10. Бопп В.Л., Данилов М.Е. Люпин узколистный: влияние гербицидов и удобрений на продуктивность зеленой массы // Вестник КрасГАУ. 2020. № 5 (158). С. 73–79.
