Биоэнергетическая эффективность опудривания семян микроэлементами (Zn, Cu, Mn) при возделывании яровой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири

Автор: Бобренко Игорь Александрович, Гоман Наталья Викторовна, Вакалова Екатерина Андреевна

Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau

Рубрика: Сельскохозяйственные науки

Статья в выпуске: 1 (21), 2016 года.

Бесплатный доступ

Представлены результаты использования опудривания семян микроэлементами для повышения урожайности зерна яровой пшеницы. В работе задействованы полевые и лабораторные методы. В исследованиях, проведенных в 2009-2012 гг. на лугово-черноземной почве в условиях лесостепи Западной Сибири установлена эффективность опудривания семян микроудобрениями (Zn, Cu, Mn) яровой пшеницы сорта «Дуэт» на фоне сбалансированного азотно-фосфорно-калийного питания. Внесение как макроудобрений (N60P60К60), так и микроудобрений (Zn, Cu, Mn) значительно увеличило урожайность зерна изучаемой культуры. Все прибавки оказались существенными. Максимальная урожайность зерна была в варианте Zn50Cu50Mn50 составила 3,00 т/га. Наибольшая окупаемость внесенных удобрений под яровую пшеницу в варианте совместного применения микроудобрений. В этих вариантах каждый внесенный килограмм удобрений, рассчитанный на основе оптимальных уровней содержания макроэлементов в почве окупался от 2,8 до 5,8 кг зерна. Таким образом, окупаемость макроудобрений повышается при опудривании семян микроэлементами. Значимость энергетической оценки возникает из диспропорции между энергопотреблением и энергопроизводством, то есть необходимо определить степень окупаемость энергетических затрат энергии, накопленной в урожае. При совместном применении макроудобрений и микроудобрений энергетические затраты на получение дополнительной тонны зерна уменьшаются, с точки зрения энергетической эффективности применения удобрений, в более эффективных вариантах. Расчёт биоэнергетической эффективности показал, что в лучшем варианте внесения микроэлементов КПД равен 6,31. Таким образом, расчет энергетической эффективности применения удобрений позволил наиболее точно, объективно и всесторонне оценить систему удобрений во всех технологических процессах, связанных с культурой яровой пшеницы.

Еще

Яровая пшеница, микроудобрения, макроудобрения, опудривание, урожайность, прибавка, биоэнергетическому кпд

Короткий адрес: https://sciup.org/142199152

IDR: 142199152

Текст научной статьи Биоэнергетическая эффективность опудривания семян микроэлементами (Zn, Cu, Mn) при возделывании яровой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири

Яровая пшеница – важнейшая продовольственная культура в мировом земледелии, которая занимает первое место среди других сельскохозяйственных культур. Ее потребляет в пищу свыше половины населения земного шара [1]. Урожайность культуры с годами нестабильна, это связано с уровнем плодородия почв, пригодных для посева. За последние годы урожайность яровой пшеницы в Западной Сибири варьируется в пределах 1,2–1,4 т/га.

Увеличения урожайности яровой пшеницы можно добиться путем селекционного процесса и усовершенствования технологии возделывания культуры. При этом за счет удобрений прирост урожая может достигать 40–50% [2].

Целью исследований было выявление эффективности влияния опудривания семян цинком, медью и марганцем на урожайность и качество яровой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири с учетом биоэнергетической эффективности [3; 4].

Объекты и методы

Исследовательская работа проводилась на опытном поле ФГБОУ ВО Омский ГАУ и в лаборатории диагностики минерального питания растений кафедры агрохимии и почвоведения в 2009–2012 гг. Изучаемыми объектами служили растения яровой пшеницы сорта Дуэт, почва – лугово-черноземная маломощная малогумусовая тяжелосуглинистая.

В опыте использовались следующие виды удобрений: суперфосфат двойной (Р 2 О 5 – 45%), аммиачная селитра (34%). Опудривание проводили следующими удобрениями: калием хлористым (К 2 О – 54%), сернокислым цинком (Zn – 22%), медным купоросом (Cu – 25,5%) и сернокислым марганецем (Mn – 22,8%). Учетная площадь делянки 16 м2, повторность вариантов в опыте трехкратная. Агротехника – общепринятая для зоны [5].

Оценка биоэнергетической эффективности применения удобрений проводилась в соответствии с методическими рекомендациями [6; 7].

Результаты исследований

В проведенных полевых опытах по изучению эффективности обработки семян яровой пшеницы на лугово-черноземной почве предусматривалось выявить влияние действия обработки микроудобрениями на урожайность данной культуры [8–10]. Анализ фактической окупаемости при применении удобрений показывает, что при внесении Zn в дозе 150 г по отношению к контролю урожайность зерна увеличивается и прибавка составляет 24,78%, а при внесении Zn в дозах 50 и 100 г – 8,85% (табл. 1).

Медные удобрения также оказывают положительное влияние на урожайность культуры. Так, в варианте Cu 100 прибавка составила 19,47%, а урожайность зерна – 2,70 т/га.

При внесении Mn в различных дозах урожайность зерна значительно не изменяется. Прибавка составила 0,35–0,37 т/га.

Наилучшая продуктивность – при совместном применении микроудобрений. Так, в варианте Zn 50 Cu 50 Mn 50 урожайность зерна составила 3,00 т/га, а прибавка зерна 32,74%.

Таблица 1

Урожайность зерна яровой пшеницы в зависимости от опудривания семян микроудобрениями, средние значения за 2009–2012 гг.

Вариант

Урожайность зерна при стандартной влажности, т/га

Прибавка зерна

Окупаемость 1 кг д.в. макроудобрений урожаем зерна, кг

Общая

По фону

т/га

%

т/га

%

Контроль без удобрений

1,96

Фон (N 60 P 60 К 60 )

2,26

0,30

15,31

1,7

Фон + Zn 50

2,46

0,50

25,51

0,20

8,85

2,8

Фон + Zn 100

2,46

0,50

25,51

0,20

8,85

2,8

Фон + Zn 150

2,82

0,86

43,88

0,56

24,78

4,8

Фон + Cu 50

2,56

0,60

30,61

0,30

13,27

3,3

Фон + Cu 100

2,70

0,74

37,76

0,44

19,47

4,1

Фон + Cu 150

2,56

0,60

30,61

0,30

13,27

3,3

Фон + Mn 50

2,61

0,65

33,16

0,35

15,49

3,6

Фон + Mn 100

2,63

0,67

34,18

0,37

16,37

3,7

Фон + Mn 150

2,62

0,66

33,67

0,36

15,93

3,7

Фон + Zn 50 Cu 50

2,51

0,55

28,06

0,25

11,06

3,1

Фон + Zn 50 Mn 50

2,37

0,41

20,92

0,11

4,87

2,3

Фон + Cu 50 Mn 50

2,84

0,88

44,90

0,58

25,66

4,9

Фон + Zn 50 Cu 50 Mn 50

3,00

1,04

53,06

0,74

32,74

5,8

Наибольшая окупаемость удобрений зерном получена в варианте совместного применения макро- и микроудобрений Zn 50 Cu 50 Mn 50 , где данный показатель составил 5,8 кг/кг д.в. Таким образом, окупаемость макроудобрений повышается при опудривании семян микроэлементами.

С учетом возросшего энергетического и биологического дефицита во всем мире остро возникает необходимость биоэнергетической оценки возделывания сельскохозяйственных культур. Расчет биоэнергетической эффективности применения удобрений позволяет объективно оценить мероприятия, проводимые в рамках прогрессивных технологий, применяемых при выращивании сельскохозяйственных культур. Для этих целей проводится биоэнергетическая оценка, которая дает возможность количественно определить энергетическую стоимость полученной сельскохозяйственной продукции и является условным показателем энергетической рентабельности производства [11].

Энергетическую эффективность минеральных удобрений определяли по энергоотдаче или по биоэнергетическому КПД их применения. Для его определения использовали следующие показатели:

  • –    приходная часть – количество энергии, накопленной в надземной массе от применения минеральных удобрений;

  • –    расходная часть – энергетические затраты на применение минеральных удобрений, на уборку урожая, уход за посевами и т.д. [12].

При внесении удобрений на единицу энергетических затрат получено 0,72–2,10 единиц энергии, содержащейся в прибавке урожая от минеральных удобрений (табл. 2).

Таблица 2

Вариант

Прибавка, т/га

Количество энергии, накопленной в основной продукции Vf 0 , МДж/га

Энергетические затраты на применение минеральных удобрений А 0 , МДж/га

Энергетические затраты на получение дополнительной продукции за счет удобрений, МДж/т

Биоэнергетический КПД, ед.

Контроль без удобрений

Фон (N 60 P 60 К 60 )

0,30

4982

3083

6968

1,62

Фон + Zn 50

0,50

8303

2969

7305

2,80

Фон + Zn 100

0,50

8303

2969

7305

2,80

Фон + Zn 150

0,86

14282

2805

7911

5,09

Фон + Cu 50

0,60

9964

2919

7473

3,41

Фон + Cu 100

0,74

12289

2855

7709

4,30

Фон + Cu 150

0,60

9964

2919

7473

3,41

Фон + Mn 50

0,65

10794

2895

7557

3,73

Фон + Mn 100

0,67

11126

2886

7591

3,85

Фон + Mn 150

0,66

10960

2891

7574

3,79

Фон + Zn 50 Cu 50

0,55

9134

2944

7389

3,10

Фон + Zn 50 Mn 50

0,41

6809

3018

7153

2,26

Фон + Cu 50 Mn 50

0,88

14614

2797

7945

5,22

Фон + Zn 50 Cu 50 Mn 50

1,04

17271

2738

8214

6,31

При опудривании семян микроэлементами биоэнергетическая эффективность применения азотно-фосфорно-калийных удобрений N 60 P 60 K 60 под яровую пшеницу в годы исследований изменялась от 1,62 до 5,22 ед. При этом наивысшей биоэнергетической эффективности применения N 60 P 60 K 60 способствовало применение Zn 50 Cu 50 Mn 50 , в этом случае биоэнергетический КПД был равен 5,22.

^™ Прибавка урожая зерна, т/га

Энергетические затраты на получение дополнительной 1т зерна, МДж

Рис. 2. Влияние опудривания семян медью на энергетическую эффективность применения макроудобрений под яровую пшеницу

^™ Прибавка урожая зерна, т/га

Энергетические затраты на получение дополнительной 1т зерна, МДж

Рис. 3. В лияние опудривания семян марганцем на энергетическую эффективность применения макроудобрений под яровую пшеницу

Рис. 4. Влияние опудривания семян совместными дозами микроудобрений на энергетическую эффективность применения макроудобрений под яровую пшеницу

При совместном применении макроудобрений и микроудобрений энергетические затраты на получение 1 т дополнительной продукции (зерна) уменьшаются в более эффективных вариантах с точки зрения энергетической эффективности применения удобрений.

Так, при применении возрастающих доз цинковых удобрений затраты энергии на получение дополнительной тонны зерна яровой пшеницы уменьшились с 2969 до 2805 МДж (рис. 1) при увеличении биоэнергетического КПД с 2,80 до 5,09. С энергетической точки зрения опудривание семян при возделывании яровой пшеницы было эффективным.

Подобные закономерности наблюдались и в других вариантах опыта (рис. 2–4).

Заключение

Биоэнергетическая оценка позволяет количественно оценить энергетическую стоимость полученной сельскохозяйственной продукции и является условным показателем энергетической рентабельности производства [13].

Таким образом, энергетический подход к выявлению эффективности минеральных удобрений при технологии возделывания яровой пшеницы указывает на то, что на единицу произведенной продукции затрачивается в несколько раз меньше энергии, чем возвращается с урожаем, а данные по применению удобрений при возделывании яровой пшеницы в условиях луговочерноземных почв Западной Сибири можно считать энергетически эффективными.

Список литературы Биоэнергетическая эффективность опудривания семян микроэлементами (Zn, Cu, Mn) при возделывании яровой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири

  • Бобренко, И.А. Эффективность опудривания семян микроэлементами (Zn, Cu, Mn) при возделывании яровой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири/И.А. Бобренко, Е.А. Вакалова, Н.В. Гоман//Омский научный вестник. -2013. -№1 (118). -С.170-173.
  • Красницкий, В.М. Эколого-агрохимическая оценка плодородия почв и эффективности применения удобрений в Западной Сибири: дис. … доктора с.-х. наук/В.М. Красницкий. -Омск, 2002. -52 с.
  • Азаренко, Ю.А. Эколого-агрохимическая оценка содержания микроэлементов в почвах и растениях лесостепной и степной зон Омской области/Ю.А. Азаренко, В.М. Красницкий, Ю.И. Ермохин//Плодородие. -2010. -№ 5 (56). -С.49-51.
  • Ермохин, Ю.И. Влияние расчетных доз удобрений на продуктивность кормовых культур в условиях Западной Сибири/Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, В.М. Красницкий//Плодородие. -2004. -№3. -С.7-11.
  • Ермохин, Ю.И. Почвенная диагностика потребности сельскохозяйственных культур в удобрениях/Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, В.М. Красницкий//Плодородие. -2004. -№1. -С.4-7.
  • Ермохин Ю.И. Экономическая и биоэнергетическая оценка применения удобрений: Методические рекомендации/Ю.И. Ермохин, А.Ф. Неклюдов. -Омск, 1994. -44 с.
  • Бобренко, И.А. Диагностика минерального питания, величины и качества урожая сорговых культур на чернозёмах Западной Сибири: автореф. дис.. канд. с.-х. наук/И.А. Бобренко. -Омск, 1997. -17 с.
  • Попова В.И. Биоэнергетическая эффективность применения удобрений под озимые зерновые культуры в Западной Сибири/В.И. Попова, Е.П. Болдышева//Вестник Алтайского государственного аграрного университета. -2011. -Т. 84. -№ 10. -С. 10-15.
  • Ермохин, Ю.И. Диагностика минерального питания, величины и качества урожая суданской травы в условиях Западной Сибири/Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко//Агрохимия. -1999. -№ 7. -С. 45-50.
  • Ермохин, Ю.И. Особенности накопления тяжелых металлов растениями сорго-суданкового гибрида при внесении минеральных удобрений/Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко//Доклады РАСХН. -2000. -№ 6. -С. 33-34.
  • Бобренко, И.А. Эффективность обработки семян микроэлементами (Cu, Mn, Zn) при возделывании озимой пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири/И.А. Бобренко, Н.В. Гоман, В.И. Попова//Омский научный вестник. -2014. -№1(128). -С. 107-111.
  • Склярова, М.А. Диагностика и оптимизация цинкового питания кукурузы на зерно на лугово-черноземной почве Западной Сибири: дис. … канд. с.-х. наук/М.А. Склярова. -Омск, 2008. -175 с.
  • Бобренко, И.А. Оптимизация минерального питания кормовых, овощных культур и картофеля на черноземах Западной Сибири: автореф. дис. … доктора с.-х. наук/И.А. Бобренко. -Омск, 2005. -32 с.
Еще
Статья научная