Использование нанопрепарата при выращивании кукурузы на зеленую массу

Введение. Одним из путей повышения производительности сельскохозяйственных     предприятий     является     использование нанотехнологий. В настоящее время ряд проектов в области применения нанотехнологий в растениеводстве и животноводстве находится на стадии исследовательских и пилотных разработок, некоторые активно внедряются как на территории Российской Федерации, стран СНГ, так и на мировом рынке [2].

Нанотехнология – это применение научного знания для управления и контроля материи в наноразмерной области (1-100 нм). При этом проявляются новые свойства получаемых веществ, приводящие к их улучшению или появлению дополнительных эксплуатационных и/или потребительских характеристик. На сегодняшний день нанотехнологии и наноматериалы находят применение во многих сферах деятельности человека, количество нанопродукции, производимой в мире, с каждым годом возрастает. С помощью достижений в области нанотехнологий могут быть в перспективе решены ключевые проблемы цивилизации, в том числе в области продовольственной и экологической безопасности. Использование достижений наноиндустрии отвечает интересам государственной аграрной политики РФ. Нанотехнологии направлены на решение актуальных задач АПК. Они успешно применяются в генетической и клеточной инженерии, лечении животных; улучшении качества кормов; техническом сервисе сельскохозяйственной техники [2].

В качестве основных преимуществ нанопрепаратов указывают на их высокую эффективность, экономичность и низкую фитотоксичность; их применение не требует специального оборудования и вписывается в общепринятые агротехнологии [4,5,6].

Целью исследований являлось изучение влияния различных доз и способов применения нанопрепарата (наноструктурной воднофосфоритной суспензии (НВФС)) на урожайность и агрохимические показатели почвы, а также определение отзывчивости кукурузы на внесение НВФС.

Задача исследований – обосновать рациональность и перспективность использования НВФС в качестве нового фосфорсодержащего удобрения для сельского хозяйства; определить степень и характер его влияния на урожайность зеленой массы кукурузы при внесении в почву и предпосевной обработке семян.

Материалы и методы. На основе фосфоритной муки Сюндюковского месторождения Республики Татарстан нами была получена НВФС с размером частиц от 2 до 95 нм. В условиях вегетационного опыта исследовали фосфоритную муку обычного помола и НВФС. Химический состав фосмуки обычного помола и НВФС: Р 2 О 5 – 9,7% , в т.ч. лимоннорастворимый – 3%, и К 2 О – 1,8% [1].

Почва – серая лесная среднесуглинистая имела следующие агрохимические показатели [3]: содержание гумуса – 3,7%, Нг – 1,3 мг-экв./100 г почвы, рНсол. – 5,8, сумма поглощенных оснований – 19,1 мг-экв./100 г почвы, Р2О5 – 126 мг/кг и К2О – 111 мг/кг [3].

Обсуждение результатов. Применение различных доз и форм НВФС ускоряло прохождение начальных фаз развития, что связано с ее стимулирующим действием на проросток и молодое растение при повышении доступности фосфора в критический период роста, а также оказывало активное влияние на корневую систему вегетирующих растений и почвенную биоту в целом. Растения из обработанных семян, росли интенсивнее по сравнению с растениями из необработанных семян.

Данные по урожайности свидетельствовали о том, что растения в вариантах с внесением в почву НВФС и растения, полученные из семян, обработанных НВФС, давали более значительный прирост зеленой массы по сравнению с фоновым вариантом опыта. В вариантах с внесением в почву различных доз НВФС зеленая масса кукурузы была выше на 25-45% по сравнению с фоном, а с фосмукой обычного помола на 26%. В этих вариантах появлялось по 2 початка: прибавка массы початков составила 16-47% по сравнению с фоном.

В вариантах с растениями, полученными из обработанных семян НВФС, прибавка урожая зеленой массы составила от 29 до 41%. Диффузная пропитка семенного материала НВФС способствовала насыщению тканей семени фосфором – главным элементом макроэнергетических соединений клеток и тем самым оказывала стимулирующее действие на клеточном уровне. Этот стимулирующий эффект при обработке семян наблюдался вплоть до фазы цветения – начала образования султанов, что отразилось на высоких показателях фитомассы. Визуальные наблюдения показали, что растения во всех вариантах опыта были здоровые, крепкие, имели полноразвитые листья. Стимуляция роста и развития растений при обработке семенного материала в фазу прорастания и ранние этапы развития, была связана с повышением доступности фосфора в начальный период роста, что обусловило хорошее развитие корневой системы и заложило крепкий фундамент для дальнейшего развития растения.

Внесение НВФС в почву во всех дозах положительно влияло на агрохимические свойства почвы – повысилось содержание подвижного фосфора на 14,6%, обменного калия на 5,1% и суммы поглощенных оснований на 15,9%, снизилась обменная (pH сол. ) и гидролитическая кислотность. В вариантах опыта обработки семян НВФС содержание фосфора и калия изменялось не существенно. Это связано с тем, что дополнительного внесения в почву фосфора не осуществлялось – растения исчерпывали фоновый запас этого элемента из почвы.

Величина гидролитической кислотности почвы снижалась в соответствии с увеличивающимися дозами внесения НВФС в почву, что обусловлено мелиорирующим эффектом НВФС.

Величина обменной кислотности находилась в прямой зависимости от дозы внесения в почву НВФС. Так, в вариантах с внесением НВФС в почву в разных дозах значение pH_сол. возрастало с 5,7 до 5,8 единиц (фоновые показатели 5,7). Это свидетельствовало об определенной степени нейтрализации кислотности почвы посредством внесения НВФС в почву. Нейтрализующая способность фосфоритной муки обычного помола была менее выражена, чем НВФС: в варианте с обычной фосмукой pH сол. – 5,7 ед.

Значение обменной кислотности в вариантах с семенами, обработанными НВФС, составляло 5,6-5,7.

Сумма поглощенных оснований в вариантах с внесением в почву

НВФС была наибольшей и составила 22,7 мг-экв./100 г почвы. Фосмука обычного помола увеличивала сумму поглощенных оснований до 21,6 мг-экв./100 г почвы.

В вариантах с семенами, обработанными НВФС, сумма поглощенных оснований в среднем была несколько ниже фонового значения – от 19,1 до 19,8 мг-экв./100 г почвы. По-видимому, это связано с тем, что более мощные растения в этих вариантах способствовали выносу из почвы таких элементы как Ca и Mg.

Применение НВФС как при внесении в почву, так и при обработке семян, способствовало повышению кормовой и витаминной ценности получаемой зеленой массы кукурузы. Наибольшее содержание сырого протеина 13,6% было получено при внесении в почву НВФС в дозе 1,0 т/га. Также высокое содержание белка 13,3% отмечали в варианте при обработке семян НВФС из расчета 1,25 кг/т семян.

Среднее увеличение качественных показателей продукции при внесении НВФС в почву и обработке семян по сравнению с фоном составило: по содержанию сырого протеина в зеленой массе – 15-17%, сахара – 22-24%, хлорофилла – 23-30% и клетчатки – 3-4%.

Наибольшие прибавки содержания витаминов по сравнению с фоном были зафиксированы в вариантах при внесении в почву НВФС в дозе 1,0 т/га и при обработке семян НВФС из расчета 1,25 кг/т семян: аскорбиновая кислота – на 22,4% и 20,2%; бета-каротин – на 23,7% и 5,3% соответственно.

Выводы. Таким образом, использование НВФС способствовало повышению качественных и количественных показателей урожая зеленой массы кукурузы, улучшило агрохимические свойства почвы в отношении содержания подвижного фосфора, обменного калия, суммы поглощенных оснований, снижения обменной (рН сол. ) и гидролитической кислотности (H г ). На основании полученных данных был сделан вывод о рациональности и перспективности применения НВФС в качестве фосфорсодержащего удобрения в сельском хозяйстве.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Алиев, Ш.А. Приемы применения местных агроруд в качестве удобрений в земледелии Среднего Поволжья / Ш.А. Алиев, Т.Х. Ишкаев, А.Х. Яппаров. – Казань: Центр инновационных технологий, 2009. – 239 с., 2. Федоренко В.Ф. Направления использования нанотехнологий и наноматериалов в АПК и задачи информационного обеспечения их развития / В.Ф. Федоренко, Д.С. Буклагин, И.Г. Голубев // Нанотехнологии – производству. – 2006. – С. 409-413., 3. Агрохимические методы исследования почв. – М. Наука, 1975. – 345 с., 4. Яппаров А.Х., Шаронова Н.Л. Эффективность применения наноструктурной воднофосфоритной суспензии при выращивании огурцов в условиях защищенного грунта // Материалы IV Международного Казанского инновационного нанотехнологического форума (NANOTECH’2012).

Казань, 27-29 ноября 2012 г., Казань: Изд-во ГУП РТ «Татарстанский ЦНТИ», 2012. – С.317-319., 5. Яппаров А.Х., Хисамутдинов Н.Ш., Валиев И.Д. Влияние наноструктурной водно-фосфоритной суспензии на урожайность и агрохимические показатели серой лесной почвы при выращивании кукурузы // Материалы IV Международного Казанского инновационного нанотехнологического форума (NANOTECH’2012). Казань, 27-29 ноября 2012 г., Казань: Изд-во ГУП РТ «Татарстанский ЦНТИ», 2012. – С.321-324., 6. Ежкова А.М., Яппаров Д.А., Ежков В.О., Яппаров И.А., Мотина Т.Ю., Ежкова Г.О., Нефедьев А.Е., Низамиев И.Р. Влияние наноразмерного бентонита на продуктивность, сохранность и качество мяса бройлеров // Материалы IV Международного Казанского инновационного нанотехнологического форума (NANOTECH’2012). Казань, 27-29 ноября 2012 г., Казань: Изд-во ГУП РТ «Татарстанский ЦНТИ», 2012. – С.325-326.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАНОПРЕПАРАТА ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КУКУРУЗЫ НА ЗЕЛЕНУЮ МАССУ

Яппаров А.Х., Хисамутдинов Н.Ш., Ежкова А.М., Яппаров И.А., Шаронова Н.Л., Валиев И.Д.

Резюме

В условиях вегетационного опыта на серой лесной почве Республики Татарстан получены экспериментальные данные для разработки элементов применения НВФС при выращивании кукурузы.

Использование НВФС способствовало повышению качественных и количественных показателей урожая зеленой массы кукурузы, улучшило агрохимические свойства почвы в отношении содержания подвижного фосфора, обменного калия, суммы поглощенных оснований, снижения обменной (рН сол. ) и гидролитической кислотности (H г ).

USE OF NANOPREPARATION IN CORN GROWING FOR GREEN MASS

Yapparov A.Kh., Khisamutdinov N.Sh., Yezhkova A.M., Yapparov I.A., Sharonova N.L., Valiev I.D.